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研究背景及目的:化疗是癌症治疗中最主要的治疗手段,然而肿瘤细胞对化疗药物产生了耐药性是影响化疗疗效和导致化疗失败的主要原因。肿瘤细胞耐药性根据耐药谱不同可分为原药耐药(Primary Drug Resistance,PDR)和多药耐药(Multidrug Resistance,MDR)。MDR是指肿瘤细胞长期接触某一种抗癌药物后,肿瘤细胞不仅对这一种抗癌药物产生耐药,而且对其他结构和功能不同的多种抗癌药物产生交叉耐药的现象。MDR是目前影响肿瘤患者化疗成功的一个主要障碍。ABC(ATP-binding Cassette)跨膜转运蛋白超家族在MDR形成中起主要作用,它们依赖ATP水解成ADP所释放出来的能量,将结构或作用机制不同的抗癌药物通过细胞膜泵出细胞外。根据ABC转运蛋白超家族序列的相似性,目前ABC转运蛋白超家族分为7个亚家族, ABCA~ABCG。其中P-糖蛋白(ABCB1/P-gp,P-glycoprotein),多药耐药相关蛋白(ABCCs/MRPs,MultidrugResistance-associated Proteins)和乳腺癌耐药蛋白(ABCG2/BCRP,Breast CancerResistance Protein)过表达时MDR形成的主要原因。P-gp是最早发现、研究最为深入的转运蛋白,它能输送多种疏水性化合物,其中常见的包括紫杉烷类、蒽环类和长春花生物碱类的抗癌药物。MRP7是多药耐药相关蛋白家族中的一员,在对紫杉烷类和长春花生物碱类天然抗癌药物耐药方面与P-gp相类似,MRP7与P-gp可共同参与肿瘤细胞对相同抗癌药物耐药的形成。研发肿瘤MDR逆转剂可以抑制起耐药作用的ABC转运蛋白功能来减少药物外排,恢复肿瘤MDR细胞对化疗药物的敏感性。在过去30多年来,很多肿瘤MDR逆转剂在体内外研究发现具有逆转MDR功能,然而由于逆转剂本身的毒副作用较大或影响抗癌药物在体内药代动力学等原因,至今还没有肿瘤MDR逆转剂在临床上成功运用到逆转肿瘤MDR。有研究发现,从长期在临床上安全使用的药物中筛选MDR逆转剂也是不错的选择,可以避免逆转剂在临床上对患者产生的毒副作用。最近我们研究发现5型磷酸二酯酶抑制剂西地那非(Sildenafil)和伐地那非(Vardenafil)能逆转P-gp介导的MDR,本文对PDE5抑制剂是否对MRP7具有逆转作用进行研究。研究方法:1.药物的细胞毒性测定用MTT法;2.细胞内药物积累实验和药物外排实验用液闪仪检测放射性标记物[3H]-紫杉醇来测定细胞中抗癌药物的积累水平;3. MRP7蛋白表达用Western blotting;4. MRP7在细胞膜上的定位用免疫荧光分析;5.所有实验均重复至少3次,各实验组数据均以均数±标准差(Mean±SD)表示,采用SPSS19.0统计软件进行分析。满足正态性分布且方差齐性的两组之间差异的比较用两组独立样本的t检验进行统计分析,数据不满足正态性检验时用非参数检验,显著性水平ɑ=0.05,当P <0.05时认为差异有统计学意义。研究结果:1.5mol/L的西地那非,伐地那非和他达拉非能有效使HEK293-MRP7细胞耐紫杉醇的倍数从9.21倍分别下降到1.15,1.06和5.87倍;对多西他赛的耐药倍数从11.31倍分别下降到1.28,1.19和8.35倍;对长春碱的耐药倍数从5.03倍分别下降到1.28,1.11和3.62倍。2.在药物积累实验中,西地那非,伐地那非和他达拉非能明显地增加HEK-MRP7细胞中的[3H]-紫杉醇的积累,在5mol/L时,[3H]-紫杉醇的积累水平分别增加了3.34,3.72和2.08倍。3. HEK293-MRP7细胞中[3H]-紫杉醇的泵出要显著高于敏感细胞HEK293-pcDNA3.1,HEK293-MRP7细胞中积累的[3H]-紫杉醇被MRP7外排泵出随着时间的增加而增加。当HEK293-MRP7细胞与5mol/L的sildenafil,vardenafil和tadalafil共同孵育培养后,细胞中的药物[3H]-紫杉醇泵出明显减少。4. Tadalafil对MRP7介导的MDR的逆转强度、增加HEK-MRP7细胞中的[3H]-紫杉醇积累的水平和抑制MRP7介导的药物输送功能相比sildenafil和vardenafil较弱。5. Sildenafil,vardenafil和tadalafil不影响HEK293-MRP7细胞中MRP7的表达和不改变MRP7在细胞膜上的定位。研究结论:1. Sildenafil和vardenafil有效逆转MRP7介导的紫杉醇、多西他赛和长春碱耐药。2. Sildenafil和vardenafil增加[3H]-紫杉醇在HEK293-MRP7中的积累。3. Sildenafil和vardenafil抑制MRP7介导的[3H]-紫杉醇输送。4. Sildenafil和vardenafil通过抑制MRP7的药物外排泵功能来逆转MRP7介导的多药耐药,并不改变MRP7的蛋白量表达和细胞膜上的位置。为克服肿瘤细胞中MRP7多药耐药提供理论依据。5. Sildenafil和vardenafil逆转肿瘤多药耐药的新功能有可能应用到临床上增加肿瘤细胞对化疗药物敏感性,从而提高肿瘤患者的化疗效果。