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目的:小细胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)是支气管肺癌中较为特殊的一种类型,恶性程度在所有肺癌中最高,预后极差。虽然SCLC对化疗敏感,但很快即可发生多药耐药(multidrug resistance, MDR)现象,导致化疗失败。MDR指肿瘤一旦对某种化疗药物产生耐药性,就同时对其他结构上无关、作用机理各异的药物也产生交叉耐药性,是一种特殊的广谱耐药现象。足叶乙甙(etoposide, VP-16)是半合成的鬼臼毒素衍生物,属于拓扑异构酶II(topoisomerase II, Topo II)毒性抑制剂,主要通过稳定Topo II-DNA断裂复合体,抑制DNA的再连接,造成DNA断裂损伤。VP-16是SCLC化疗的常用药物,单药有效率达40%,MDR现象是其化疗失败的重要因素之一。耐药细胞株的建立是探讨恶性肿瘤MDR现象的机制及其逆转研究的基础。以往研究中建立耐药细胞株多采用药物低浓度加量持续诱导法,这与临床短疗程、大剂量、反复用药的方式不一致。本研究模拟临床用药特点,采用高浓度反复间歇诱导的方法,建立SCLC的VP-16多药耐药细胞系H446/VP,并对其光镜形态、超微结构、及生长特点进行了研究;使用流式细胞术(flow cytometry, FCM)对细胞周期分布的变化进行了分析;采用MTT法分析了其耐药谱,深入探讨了它的生物学特性。小细胞肺癌系H446来源于美国国立肿瘤研究所,于1982年建系至今已有20余年,遗传背景清楚,生物学性状稳定。经检索国内、外文献,未见有H446细胞VP-16耐药亚系建立的报道。目前用于研究SCLC耐药相关研究的理想模型较少,因此,H446/VP的建立对今后从细胞和分子水平研究SCLC多药耐药机制具有较大的实用价值,也为体外筛选化疗药物,研究耐药逆转等提供了必要的实验材料。肿瘤的耐药机制非常复杂,常常有不止一种因素作用其中,现已认识到肿瘤耐药可能与以下因素有关:1. 具有药泵作用的膜蛋白的参与,如:<WP=5>P-糖蛋白(P-glycoprotein, P-gp)、肺耐药蛋白肺耐药蛋白(Lung resistance-related protein, LRP)等。2. 酶系统异常,如:拓扑异构酶、谷胺酰转肽酶等。3. 抗凋亡作用,如抗凋亡基因bcl-2、C-myc等过度表达。VP-16属Topo II抑制剂,所产生的耐药机制尤为复杂,常常发生Topo II的改变,主要由于药物作用后引起的Topo II含量或活性降低、基因变异、以及在细胞内分布的改变,以及它的两种同工酶Topo IIα和Topo IIβ的异常,但目前对此的研究较少。因此,有必要针对耐药细胞中Topo IIα和Topo IIβ表达进行深入探讨。本研究在建立MDR细胞系H446/VP的基础上,使用免疫细胞化学、原位杂交(in situ hybridization, ISH)、蛋白印迹(Western blotting)等先进方法检测H446/VP的Topo IIα、Topo IIβ、P-gp、LRP等基因与蛋白的表达,深入探讨H446/VP的耐药机制。随着人们对耐药机理的深入研究,越来越多的耐药逆转剂被开发出来。但或因副作用大,或因体内作用逆转效果不明显,或因价格昂贵等种种原因,迄今为止,人们尚未发现一种理想的耐药逆转剂。中药的资源丰富,至今已达一万余种,药理作用广泛,而且许多中药本身即有抗癌作用,提示在中药中筛选MDR逆转剂具有很大的优势。川芎嗪(Tetramethylpyrazinein, TMP)为中药川芎的有效成分之一,化学结构为四甲基吡嗪,属酰胺类生物碱,可人工合成,具有与维拉帕米同样的钙通道阻滞活性,是一种中药钙通道阻滞剂,主要用于心、脑血管疾病。最近已有研究观察到TMP对白血病等MDR肿瘤细胞具有耐药逆转作用,可能与其抑制P-gp的活性有关,但仍有诸多机制不明。因此,本研究应用MTT法、吖啶橙/嗅乙啶(acridine orange, AO/ ethidium bromide, EB)双荧光染色、流式细胞术、琼脂糖DNA电泳等方法观察了TMP单用或与VP-16合用对H446及H446/VP细胞的影响。材料与方法:1. 人小细胞肺癌多药耐药细胞系H446/VP的建立及其生物学性状 人小细胞肺癌细胞株H446细胞株购于中国协和医科大学细胞库。1.1细胞培养及耐药细胞株的诱导:将H446细胞用RPMI-1640培养液培养,内含10%小牛血清、青霉素100 U/ml链霉素100μg/ml,置37℃,5%CO2环境下培养。每日观察细胞生长情况。取对数生长期H446细胞与IC50浓度(47.78μg/ml)的VP-16在培养液内共同孵育,2小时后,弃含药培养液,用普通培养液继续培养,大部分细胞死亡,存活细胞缓慢<WP=6>生长,待存活细胞长满培养瓶后传代,进入对数生长期后,再次与此浓度的VP-16孵育,如此反复换液、传代,每4周检测其耐药性,直至产生耐药性,并且在无药培养液中耐药性保持稳定,整个过程持续7个月。 1.2 细胞生物学特性检测:1.2.1形态学检查:光镜检查:用倒置显微镜观察活细胞的形态结构;透射电镜检查:按常规方法制备超薄切片,经醋酸双氧铀和铅染液双染后,日立H-9000透射电镜下观察细胞超微结构。1.2.2生长曲线:绘制细胞生长曲线,计算倍增时间。按Patterson公式计算细胞在对数生长期的群体倍增时间。1.2.3克隆形成率的检测:克隆形成率(%)=克隆形成率/接种细胞数×100%。1.3 流式细胞术分析细胞周期:用FACSTARCalibur 型流式细胞仪(Becton Dickinson, CA, USA)测定。实验结果经计算机软件ModFit LT2.0处理,计