AMN107联合血红素加氧酶-1抑制剂诱导慢性髓系白血病细胞凋亡

运用AMN107(尼洛替尼)联合血红素加氧酶-1(HO-1)抑制剂锌原卟啉Ⅸ(ZnPPⅨ)作用于慢性髓系白血病(CML)细胞株K562细胞,研究其对CML细胞增殖的影响并探讨其作用机制。采用MTT法和台盼蓝染色法检测AMN107(10μmol/L)及ZnPPⅨ(10μmol/L)单独或联合处理不同时间的细胞增殖率;半定量RT-PCR法和Westernblot法检测空白对照组、ZnPPⅨ(10μmol/L)组、AMN107(10μmol/L)组、AMN107(10μmol/L)联合ZnPPⅨ(10μmol/L)组48 h时细胞HO-1的表达;AnnexinⅤ/PI双染色法检测处理48 h时各组细胞凋亡情况。结果表明:联合用药对细胞的抑制作用最强,且呈时间依赖性;联合用药组HO-1的表达量最低;空白对照组、ZnPPⅨ(10μmol/L)组、AMN107(10μmol/L)组、AMN107(10μmol/L)联合ZnPPⅨ(10μmol/L)组48 h时细胞凋亡率分别为(11.38±0.02)%、(17.44±0.08)%、(39.81±0.07)%和(56.46±0.19)%。结论:第二代酪氨酸激酶抑制剂AMN107具有诱导CML细胞凋亡的作用;抑制HO-1表达能加强AMN107对CML细胞的杀伤作用,这为临床进一步提高CML的疗效提供实验依据。     

siRNA真核表达载体对白血病K562/ADR细胞凋亡的实验研究

目的特异性siRNA真核表达载体pSilenceneoMDR1和pSilenceneoGSTπ对白血病多药耐药细胞K562/ADR凋亡的影响。方法特异性siRNA真核表达载体pSilenceneoMDR1、pSilenceneoGSTπ共转染K562/ADR细胞,同时以空载体pSilencer2.1U6转染K562/ADR细胞(mock)作为对照。流式细胞仪检测细胞凋亡;MTT法检测阿霉素的半数抑制浓度(IC50)。结果流式细胞仪显示空载体pSilencer2.1U6转染细胞凋亡率为(11.65±4.06)%,pSilenceneoMDR1和pSilenceneoGSTπ共转染组细胞凋亡率(44.98±11.27)%,重组质粒转染组与空质粒转染组比较,差异有统计学意义,P<0.01。K562/ADR细胞对阿霉素的耐药指数为24,空载体转染后耐药指数为23,pSilenceMDR1、pSilenceGST共转染后耐药指数降低为7,半数抑制浓度(IC50)值分别从转染前(1.16±0.38)mol/ml下降为(0.33±0.04)mol/ml,重组质粒转染组与空质粒转染组比较,差异有统计学意义,P<0.01。结论siRNA真核表达载体pSilenceMDR1和pSilenceneoGSTπ可以诱导K562/ADR细胞发生凋亡,并且可有效逆转K562/Adr细胞株的多药耐药。     

HO-1基因表达对伊马替尼耐药的慢性髓系白血病细胞增殖的影响

目的 通过氯高血红素(Hemin)诱导伊马替尼耐药慢性髓系白血病(CML)细胞株K562/A02-IM 中血红素加氧酶-1(HO-1)基因表达,探讨HO-1基因对伊马替尼耐药CML细胞增殖的影响,为治疗CML多药耐药及新药的开发提供思路和实验依据.方法 采用RT-PCR法检测20例CML伊马替尼耐药患者骨髓细胞中HO-1基因的表达,半定量RT-PCR法和Western blot法分别检测不同剂量Hemin处理K562/A02-IM细胞不同时间后HO-1的表达,通过Annexin V/PI双染色法检测细胞凋亡情况,采用MTT法检测Hemin诱导及锌原卟啉抑制HO-1表达与细胞存活率的关系.结果 RT-PCR结果显示耐药患者骨髓细胞中HO-1基因阳性表达,半定量RT-PCR和Western blot法显示,不同浓度的Hemin(0、10、20及40 μmol/L)处理K562/A02-IM细胞16 h后,HO-1的表达量随Hemin浓度的升高而增加,存在剂量依赖关系,而20 μmol/L Hemin分别处理K562/A02-IM细胞0、8、16、24 h后,HO-1的表达肇在处理16 h组最高.Annexin V/PI法检测显示,0、10、20及40 μmol/L Hemin作用于K562/A02-IM细胞16 h后细胞凋亡率分别为(17.61±0.01)%、(12.13±0.11)%、(7.94±0.03)%和(4.62±0.15)%,其抗凋亡的作用呈剂量依赖性;20 μmol/L Hemin作用K562/A02-IM细胞8、16及24 h的细胞凋亡率分别为(14.72±0.05)%、(8.15±0.07)%和(16.37±0.13)%.MTT法检测显示与对照组相比,Hemin诱导K562/A02-IM细胞HO-1基因表达促进了细胞的增殖,且作用存在剂量依赖关系;而锌原卟啉抑制HO-1的表达,促进了细胞的凋亡(P<0.05).结论 CML伊马替尼耐药患者骨髓细胞HO-1基因阳性表达,HO-1 是一种可诱导表达型基因,具有抗细胞凋亡及促进细胞增殖的作用,抑制HO-1 表达可能成为治疗CML耐药的新方法.

Abstract：

Objective To investigate the effect of heme oxygenase-1 (HO-1 ) expression on cell growth and apoptosis in imatinib resistant chronic myeloid leukemia (CML) cells ( K562/A02-IM) , and explore the relationship between HO-1 gene and CML. Methods The expression of HO-1 in 20 drug-resistant CML patients was detected by RT-PCR. Different concentrations of hemin were used to induce HO-1 expression of K562/A02-IM, HO-1 expression at different time was detected by RT-PCR and Western blot analysis. Cell apoptosis was detected by Annexin V/PI staining, and MTT assay was used to detect viability of K562/ A02-IM cells after induction or inhibition of HO-1 gene by hemin and zinc protoporphyrin (ZPP). Results RT-PCR showed that HO-1 was expressed in the bone marrow mononuclear cells (BMMNCs). When treated with hemin at different concentrations (0, 10, 20, 40 μmol/L) for 16 h, the expression of HO-1 in K562/ A02-IM was increased in a dose-dependent manner, and peaked at 20 μmol/L of hemin for 16 h. The apoptosis rates were (17.61 ±0.01)%, (12. 13 ±0.11)%, (7.94 ±0.03)% and (4.62 ±0. 15)% at 0,10, 20 and 40 μmol/L of hemin respectively for 16 h and were (14. 7 ± 0.05) % , (8. 1 ± 0. 07) % and (16. 3 ± 0. 13)% at 20 μmol/L of hemin treatment for 8,16, and 24 h respectively. Hemin induced apoptosis of K562/A02-IM cells in a dose-dependent manner. The expression of HO-1 was induced in K562/A02-IM cells in a dose-dependent manner, and the survival of K562/A02-IM cells was significantly increased as compared to that of control group. When HO-1 was inhibited by ZPP, the cells survival was sharply decreased compared to that of the control group (P<0.05). Conclusion HO-1 was expressed in the BMMNCs. It is a kind of molecules whose expression can be induced and can promote the growth of drug-resistant cells. Inhibition of HO-1 expression probably be used for the treatment of drug-resistant CML.     

联合转染mdr1和mcl1基因短发夹RNA干扰表达质粒逆转K562/A02细胞耐药的实验研究

目的构建针对mdr1和mcl1基因的短发夹RNA(shRNA)干扰表达质粒,并探讨联合转染对K562/A02细胞耐药的逆转作用.方法根据mdr1和mcl1基因表达序列设计有效的RNA干扰片段,分别将其构建入质粒表达空载体中,以获得两种基因特异性shRNA干扰表达质粒;然后在脂质体介导下分别和联合转染K562/A02细胞,用G418和(或)Hygro B筛选出稳定表达的细胞克隆.用RT-PCR分析mdr1和mcl1 mRNA的表达;MTT法检测阿霉素对K562/A02细胞的半数抑制浓度(IC50);流式细胞术测定细胞P-糖蛋白表达水平以及细胞凋亡率.结果成功构建两个基因的shRNA干扰表达质粒.mdr1、mcl1 shRNA干扰表达质粒单独和联合转染K562/A02细胞可有效封闭相应基因表达,联合转染组mdr1基因和mcl1基因的mRNA相对表达水平分别是未转染细胞的52%,44%.mdr1、mcl1 shRNA干扰表达质粒单独和联合转染后K562/A02细胞耐药逆转率分别为63.8%,71.1%,83.1%,转染两种质粒组对K562/A02细胞耐药逆转率最高,P糖蛋白相对表达量由未转染组的19.70±1.15降至6.40±0.92(P《0.01),阿霉素诱导的细胞凋亡率由(1.53±0.42)%提高至(7.77±0.42)%(P《0.01).联合转染两种质粒组和单独转染组比较,细胞对阿霉素敏感性和阿霉素诱导的细胞凋亡率差异亦有统计学意义(P《0.05).结论转染mdr1或mcl1基因的shRNA干扰表达质粒可有效抑制相应基因表达,皆不同程度逆转K562/A02细胞对阿霉素的耐药性;联合转染两种质粒可显著增加逆转耐药的效果.mcl1基因可能与K562/A02耐药相关.     

WT1基因表达下调对K562/A02细胞阿霉素敏感性的影响

目的 探讨WT1基因表达下调对人红白血病耐药细胞系K562/A02阿霉素敏感性的影响.方法 将WT1mRNA的短发夹RNA(short hair RNA,shRNA)构建至真核表达载体后转染K562/A02细胞,流式细胞术检测转染效率;荧光定量RT-PCR和Western blot法分析WT1基因在转染前后表达的差异;pWT1shRNA转染K562/A02细胞48 h并经阿霉素作用后,MTT法检测各组细胞阿霉素IC50值;流式细胞术检测细胞阿霉素累积量及细胞凋亡率.结果 与未转染对照组及空载体组相比,转染WT1shRNA质粒的K562/A02细胞WT1mRNA和蛋白水平均明显降低;经阿霉素诱导24 h后,其对阿霉素的敏感性明显增高,相对逆转率为71.5%,细胞内阿霉素的累积量较各对照组明显增高(P值均<0.05),细胞凋亡率明显升高(P<0.05).结论 靶向WT1shRNA干扰质粒可有效抑制K562/A02细胞WT1基因表达,增强K562/A02细胞对阿霉素的敏感性.     

联合转染mdrl和mcll基因短发夹RNA干扰表达质粒逆转K562/A02细胞耐药的实验研究

目的构建针对 mdrl 和 mell 基因的短发夹 RNA(shRNA)干扰表达质粒,并探讨联合转染对 K562/A02细胞耐药的逆转作用。方法根据 mdrl 和 mell 基因表达序列设计有效的 RNA 干扰片段,分别将其构建入质粒表达空载体中,以获得两种基因特异性 shRNA 干扰表达质粒;然后在脂质体介导下分别和联合转染 K562/A02细胞,用 G418和(或)Hygro B 筛选出稳定表达的细胞克隆。用RT-PCR 分析 mdrl 和 mcll mRNA 的表达;MTT 法检测阿霉素对 K562/A02细胞的半数抑制浓度(IC_(50));流式细胞术测定细胞 P-糖蛋白表达水平以及细胞凋亡率。结果成功构建两个基因的 shRNA干扰表达质粒。mdrl、mell shRNA 干扰表达质粒单独和联合转染 K562/A02细胞可有效封闭相应基因表达,联合转染组 mdrl 基因和 mell 基因的 mRNA 相对表达水平分别是未转染细胞的52%,44%。mdrl、mell shRNA 干扰表达质粒单独和联合转染后 K562/A02细胞耐药逆转率分别为63.8%,71.1%,83.1%,转染两种质粒组对 K562/A02细胞耐药逆转率最高,P 糖蛋白相对表达量由未转染组的19.70±1.15降至6.40±0.92(P<0.01),阿霉素诱导的细胞凋亡率由(1.53±0.42)%提高至(7.77±0.42)%(P<0.01)。联合转染两种质粒组和单独转染组比较,细胞对阿霉素敏感性和阿霉素诱导的细胞凋亡率差异亦有统计学意义(P<0.05)。结论转染 mdrl 或 mell 基因的 shRNA 干扰表达质粒可有效抑制相应基因表达,皆不同程度逆转 K562/A02细胞对阿霉素的耐药性;联合转染两种质粒可显著增加逆转耐药的效果。mell 基因可能与 K562/A02耐药相关。     

WAVE1基因在K562/A02白血病细胞多药耐药中的作用

目的 探讨WASP家族Verprolin同源蛋白1（WAVE1）基因在K562／A02白血病细胞多药耐药机制中的作用。方法 将pEFBOS—WAVE1真核表达质粒转染K562细胞构建WAVE1高表达的K562细胞，将WAVE1基因的特异性小片段干扰RNA（WAVE1siRNA）转染K562／A02细胞构建WAVE1低表达的K562／A02细胞。Western blot和RT-PCR法检测基因转染前后K562／A02细胞及K562细胞WAVE1基因及蛋白的表达；可溶性噻唑盐WST-8染色法检测阿霉素对转染前后细胞的半数抑制浓度（IC50）；Hoechest33258染色法检测细胞形态学改变并计算凋亡细胞百分率；RT—PCR检测多药耐药基因mdrl mRNA表达；Western blot检测Bcl-2表达。结果 ①与K562细胞相比，K562／A02细胞WAVE1 mRNA表达水平增加70％，蛋白表达水平增加63％。②转染WAVE1基因的K562细胞WAVE1过表达，并降低了对阿霉素的药物敏感性，使IC50从转染前的（0．05±0．00）μg／ml，增加到（2．99±0．12）μg／ml，在阿霉素浓度为1.5μg／ml时，凋亡细胞分别下降30％、35％。③转染WAVE1 siRNA的K562／A02细胞WAVE1蛋白表达水平与未转染组相比明显降低，并可增强对阿霉素的药物敏感性，使IC50从转染前的（4．29±0．15）μg／ml下降到（1．85±0．07）μg／ml，阿霉素浓度为1.5μg／ml时，凋亡细胞分别增加24％、21％。④转染WAVE1的K562细胞mdr1基因和Bcl-2蛋白表达水平均增高，而转染WAVE1 siRNA的K562／A02细胞mdr1基因和Bcl-2蛋白表达水平比转染前明显降低。结论 WAVE1参与了K562／A02细胞多药耐药的形成，其机制可能与调控mdr1和Bcl-2水平有关。     

体外诱导K562细胞尼洛替尼耐药及其机制的初步探讨

目的 体外建立对尼洛替尼(nilotinib)耐药的白血病细胞株,并初步探讨其耐药机制.方法 以尼洛替尼浓度递增的方法诱导人白血病细胞系K562细胞对其产生耐药株,命名为K562-RN,MTT法确定其耐药倍数.流式细胞术检测细胞凋亡.采用荧光原位杂交(FISH)法检测K562-RN细胞中bcr-abl融合基因表达.实时荧光定量PCR (RQ-PCR)和Western blot法检测bcr-abl、HO-1、mdr1、Bcl-2和caspase-3 mRNA和相关蛋白在耐药和敏感细胞中的表达.结果 成功建立了针对尼洛替尼耐药的人白血病细胞株K562-RN.尼洛替尼对K562、K562-RN细胞的半数抑制浓度(IC50值)分别为(12.320±1.720) μmol/L和(24.742 ±2.310)μmol/L,K562-RN细胞相对于K562细胞的耐药倍数为2.01倍,且对阿霉素、高三尖杉酯碱、鬼臼乙叉甙和伊马替尼具有不同程度的交叉耐药性.在不同浓度尼洛替尼诱导下,K562-RN细胞凋亡率均较K562细胞明显下降.FISH法分析结果显示K562-RN细胞中bcr-abl融合基因阳性率为92％.K562-RN细胞中bcr-abl、HO-1 mRNA及其相应蛋白高表达,而促凋亡基因caspase-3 mRNA及蛋白呈低表达,与K562细胞相比表达水平差异有统计学意义(P＜0.05),多药耐药基因mdr1及其编码蛋白P-gp在K562-RN细胞中呈高表达.结论 通过药物浓度递增法成功建立了对尼洛替尼耐药的人白血病细胞株K562-RN,初步探讨了其耐药机制可能与bcr-abl、HO-1及mdr1高表达,同时下调caspase-3 mRNA及其蛋白的表达有关.     

上调PTEN基因表达对白血病耐药细胞系K562/ADM细胞化疗增敏作用的实验研究

目的 探讨上凋PTEN表达对白血病耐药细胞化疗增敏的作用及其机制.方法 将PTEN真核表达质粒导入耐阿霉素(ADM)的K562细胞(K562/ADM细胞)中,采用Western blot和RTPCR方法检测PTEN基因在转染前后细胞的表达,MTT法检测ADM对转染前后K562/ADM细胞存活率的影响,应用流式细胞术检测细胞凋亡百分率,采用重组人半胱天冬酶-3(caspase-3)活性定量试剂盒分析caspase-3的活性,Western blot检测自噬微管相关蛋白轻链3(LC3)-I/Ⅱ、自噬相关蛋白Beelinl、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)和磷酸化40S核糖体蛋白6s激酶(p-p70S6K)的表达,单丹磺酰戊二胺(MDC)染色和透视电镜观察自噬泡的情况.结果 ①与未经处理和转染空载体的K562/ADM细胞相比,转染PTEN基因的K562/ADM细胞组PTEN mRNA和蛋白表达水平均增高;②转染PTEN基因使K562/ADM细胞对ADM的敏感性增强,与转染空载体细胞比较,其细胞存活率从(94.07±2.60)%降低到(53.83±4.20)%,细胞凋亡率从(11.89±1.70)%增加到(43.69±2.30)%;经caspase-3抑制剂(Z-DEVE-FMK)预处理后,未能完全阻止ADM对细胞的毒性作用;③ADM处理细胞12和24 h后,转染PTEN基因的K562/ADM细胞casepase-3活性(2.27±0.13和3.15±0.08)均明显高于转染空载体组(1.19±0.14和1.48±0.06)(P值均<0.05);④与转染空载体组比较,转染PTEN基因的K562/ADM细胞LC3-Ⅱ和Beclinl的蛋白表达水平分别增加83%和18%,p-Akt和p-p70S6K的蛋白表达水平分别降低96%和87%;⑤增加PTEN的表达,细胞内自噬泡较转染空载体组明显增多.结论 上调PTEN基因表达能明显增加K562/ADM细胞对ADM的敏感性,该作用可能与上调PTEN基因表达、抑制P13K/AkL/mTOR通路活性从而促进细胞凋亡和自噬的发生有关.     

实时定量RT-PCR检测K562/A02细胞株bcr-abl融合基因mRNA水平

本研究定量分析慢性髓系白血病耐阿霉素细胞株K562/A02细胞中bcr-abl融合基因的mRNA水平。收集对数生长期的K562/A02细胞,用TRIzoL提取RNA,用实时定量RT-PCR(RQ-RT-PCR)技术检测bcr-abl融合基因及内参基因abl mRNA表达水平。结果表明:RQ-RT-PCR技术分析103-107拷贝数的重复性良好,灵敏度达10-5;K562/A02细胞中bcr-abl融合基因为高表达,bcr-abl mRNA表达量大于100%。结论:实时定量PCR检测K562/A02细胞bcr/abl融合基因mRNA水平,敏感可靠,重复性好,有助于临床辅助监测慢性髓系白血病。