漢防己甲素對白血病耐藥細胞株K562/A02核因子κB表達的影響
陳寶安
【摘要】 通過研究漢防己甲素(tetrandrine, Tet)對白血病細胞株K562及其耐藥細胞株K562/A02核因子κB(nuclear factorkappaB,NFκB)表達的影響,探討Tet逆轉多藥耐藥的作用機制。方法:采用免疫細胞化學及蛋白印跡法分別檢測1 μmol/L Tet作用K562和K562/A02細胞6 h和12 h后,細胞NFκB核轉位水平和胞核NFκB蛋白表達的變化。結果:Tet作用6 h和12 h后,對K562細胞的NFκB核轉位水平及胞核NFκB蛋白表達均無明顯影響(P>0.05);K562/A02細胞NFκB核轉位水平及胞核NFκB蛋白表達明顯高于K562細胞對照組(P<0.01);Tet作用6 h和12 h后,可明顯降低K562/A02細胞NFκB蛋白核轉位(P<0.05)和胞核NFκB蛋白表達水平(P<0.01),作用12 h較作用6 h效果更顯著(P<0.05)。結論:1 μmol/L Tet可能通過抑制NFκB活化逆轉K562/A02細胞多藥耐藥性。
【關鍵詞】 白血病 多藥耐藥 防己甲素 核因子κB
Objective: To investigate the effects of tetrandrine (Tet) on nuclear factor kappaB (NFκB) expression in leukemia cell line K562 and multidrugresistant K562/A02 cell line.
Methods: The activations of NFκB in K562 and K562/A02 cells and the effects of 1 μmol/L Tet on NFκB expression were determined by immunocytochemistry and Western blot assay.
Results: Tet had no effect on NFκB expression in K562 cells after 6 and 12hour treatment (P>0.05), and K562/A02 cells displayed higher level of NFκB protein expression than their parental K562 cells (P<0.01). Tet could significantly downregulate NFκB protein expression and nuclear translocation in K562/A02 cells shown by immunocytochemistry and Western blot, and this decrease became more significant after 12hour treatment than after at 6hour treatment (P<0.05).
Conclusion: Activation of NFκB may be related to multidrug resistance of K562/A02 cell line. And the inhibition of NFκB activation by Tet leads to multidrug resistance reversal in K562/A02 cell line.
Keywords: leukemia; multidrug resistance; tetrandrine; nuclear factor kappaB
腫瘤耐藥是當今腫瘤治療的一大難題,一直是國內外研究的熱點。腫瘤耐藥的發生是多種機制共同作用的結果,其機制之一是調節細胞凋亡相關因子導致凋亡抵抗,如活化NFκB、Bcl2、突變型p53等[1]。克服和干預腫瘤細胞耐藥是提高腫瘤療效的重要手段。中藥漢防己科植物粉防己具有行水和瀉下焦濕熱的功效,用于治療水腫臌脹、濕熱腳氣、手足痙攣等[2]。漢防己甲素(tetrandrine, Tet)是從粉防己塊根中提取的生物堿,研究證實Tet是天然的非選擇性鈣通道阻滯劑,又是鈣調蛋白拮抗劑,臨床用于逆轉多藥耐藥(multiple drug resistance, MDR)時耐受性較好,無明顯副作用[35]。核因子κB(nuclear factorkappaB,NFκB)是分布和作用十分廣泛的真核細胞轉錄調控因子,其與腫瘤發生發展、浸潤轉移以及腫瘤多藥耐藥有密切關系,可能成為提高腫瘤化療效果的治療新靶點[6]。
本課題組既往的實驗已證實,Tet能有效逆轉慢性粒細胞白血病急性紅白血病變細胞耐藥株K562/A02對化療藥物柔紅霉素的耐藥性;它逆轉耐藥可能與下調mdr1基因及P糖蛋白(Pglycoprotein, Pgp)的表達,改變細胞內鈣離子濃度[Ca2+]i,下調bcr/abl基因等有關[7, 8]。為進一步了解該藥逆轉耐藥的作用機制,本實驗將檢測Tet對NFκB表達的影響,為該藥作為耐藥逆轉劑應用于臨床提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 細胞株及來源 人慢性粒細胞白血病急性紅白血病變細胞株K562購自中國科學院上海細胞生物學研究所。人慢性粒細胞白血病急性紅白血病變阿霉素(adriamycin, ADM)耐藥細胞株K562/A02購自中國醫學科學院血液病研究所。
1.2 主要儀器及試劑 免疫組化SP檢測試劑盒,為北京中山生物技術有限公司產品;蛋白提取試劑盒為Active Motif公司產品;蛋白質定量測定試劑盒為Pierce公司產品;Western blot試劑盒為KPL公司產品;中分子量標準蛋白質為Fermentas Life Science公司產品;βactin為Amresco公司產品;抗NFκB p65抗體(產品貨號:sc8008, sc372)及辣根過氧化物酶標記山羊抗兔IgG均為Santa Cruz公司產品。圖像分析處理系統:ImageMaster VDS圖像分析儀、ImageMaster 2D Platinum 5.0軟件為Pharmacia公司產品。所有操作均按試劑盒說明書提供的方法進行。Tet注射液,30 mg/支(2 ml)為浙江康恩貝集團金華制藥廠產品。
1.3 細胞培養及實驗分組 K562細胞用含10%小牛血清的RPMI 1640培養液培養,K562/A02細胞在含10%小牛血清、1 μmol/L ADM的RPMI 1640培養液中培養,置于37 ℃、5% CO2培養箱中,每天換液,2~3 d傳代一次。實驗時取對數生長期細胞,用無血清RPMI 1640培養液靜置6 h后,計數活細胞數,活細胞數90%以上時進行分組及干預,細胞密度按不同實驗要求調整,實驗重復3次。K562細胞和K562/A02細胞分別分組,即分為K562細胞對照組、K562細胞Tet 6 h組、K562細胞Tet 12 h組和K562/A02細胞對照組、K562/A02細胞Tet 6 h組、K562/A02細胞Tet 12 h組。本實驗所采用的各藥物劑量均系本課題組既往實驗通過MTT法計算半數抑制濃度(50% inhibiting concentration, IC50)所得,其中1 μmol/L Tet為最佳有效逆轉濃度,該濃度無細胞毒作用,用于實驗。
1.4 NFκB核轉位免疫細胞化學染色及結果判斷 操作按試劑盒說明書提供的方法進行,3氨基9乙基咔唑(3amino9ethylcarbazole, AEC)顯色,PBS代替一抗作為陰性對照,以細胞核有紅色顆粒者為陽性細胞,鏡下隨機選取5個高倍視野,計數500個細胞,計算胞核染色的陽性細胞占細胞總數的百分比。
1.5 Western blot檢測NFκB 操作按試劑盒說明書提供的方法進行,以BCIP/NBT顯色,待出現清晰的蛋白條帶時,終止顯色反應。掃描濾膜并對電泳條帶進行光密度分析。以65 ku處NFκB蛋白條帶與βactin條帶的比值作為各組實驗數據,每組實驗重復3次。
1.6 統計學方法 數據資料用x±s表示,用SPSS 11.0統計軟件對數據進行統計分析,多組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用LSDt檢驗。
2 結 果
2.1 免疫細胞化學測定Tet對細胞NFκB蛋白核轉位的影響
2.1.1 Tet作用于K562細胞后免疫細胞化學結果 鏡下可見,K562細胞對照組細胞的胞漿、胞核均無著色,其余各組K562細胞胞漿均可見紅色顆粒沉淀,活化的細胞NFκB發生轉位進入胞核,胞核也可見紅色顆粒沉淀。Tet作用于K562細胞6 h和12 h后,細胞胞核NFκB陽性率分別為(37.39±0.95)%和(40.81±0.79)%,與K562細胞對照組(39.64±0.92)%相比,差異無統計學意義(P>0.05)。
2.1.2 Tet作用于K562/A02細胞后免疫細胞化學結果 K562/A02細胞對照組NFκB陽性細胞百分率為(65.03±4.18)%,與K562細胞對照組相比,差異有統計學意義(P<0.01)。與K562/A02細胞對照組比較,Tet作用于K562/A02細胞6 h和12 h后,NFκB陽性細胞百分率均明顯減少,分別為(52.65±1.12)%(P<0.05)和(45.89±2.04)%(P<0.01)。Tet作用于K562/A02細胞12 h的陽性細胞百分率低于作用6 h組(P<0.05)。
2.2 Western blot測定Tet對細胞NFκB蛋白表達的影響
2.2.1 Tet作用于K562細胞后胞核NFκB蛋白表達 Tet作用于K562細胞6 h和12 h后,NFκB蛋白條帶與βactin條帶的比值分別為2.260±0.073和2.299±0.021,與K562對照組(2.366±0.241)相比差異無統計學意義(P>0.05)。
2.2.2 Tet作用于K562/A02細胞后6 h胞核NFκB蛋白表達 各組NFκB蛋白條帶與βactin條帶的比值分別為:K562/A02細胞對照組3.545±0.219、K562細胞對照組2.366±0.241、K562/A02細胞Tet 6 h組2.528±0.196(圖1A)。K562/A02細胞胞核NFκB蛋白表達水平明顯高于K562細胞(P<0.01);Tet作用于K562/A02細胞6 h后,胞核NFκB蛋白表達水平明顯低于K562/A02細胞對照組(P<0.05)。
2.2.3 Tet作用于K562/A02細胞12 h胞核NFκB蛋白表達 各組NFκB蛋白條帶與βactin條帶密度的比值分別為:K562/A02細胞對照組3.545±0.219、K562細胞對照組2.366±0.241、K562/A02細胞Tet 12 h組2.301±0.174(圖1B)。Tet作用于K562/A02細胞12 h后,胞核NFκB蛋白表達水平明顯低于對照組(P<0.01),與作用6 h相比,降低更明顯(P<0.05)。
3 討 論
體內外實驗已證實Tet逆轉耐藥作用[35],但作用機制不清是限制其臨床應用的最大障礙,Tet逆轉耐藥機制是否與調節NFκB活性相關尚無報道。本研究表明K562/A02細胞NFκB表達水平高于K562細胞,Tet可降低K562/A02細胞NFκB蛋白表達。
K562及K562/A02細胞均存在NFκB活化,且K562/A02細胞NFκB活化高于K562細胞,提示NFκB活化與腫瘤發生及多藥耐藥形成有關,與近年國內外的相關報道一致[6]。Yeh等[9]用低劑量阿霉素誘導宮頸癌SiHa細胞的耐藥性,發現誘導耐藥的細胞SiHa/DR的NFκB活性明顯增加,并且抑制NFκB活性后,其耐藥性明顯減弱,提示化療藥誘導的NFκB活化是耐藥發生機制之一。Chuang等[10]研究多個腫瘤細胞株的NFκB活性,發現不同細胞的NFκB活性主要與其耐藥性相關。
Tet是否對K562和K562/A02細胞NFκB活性有影響未見報道。Chen等[11]用不同濃度的Tet與脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)或佛波醇酯(phorbol myristate acetate, PMA)共同作用于鼠巨噬細胞NR8383,發現Tet可抑制LPS或PMA誘導的NFκB活化,并呈劑量依賴性。Tet降低K562/A02細胞NFκB活性的機制不明。研究證實,Tet是一種鈣通道阻滯劑和抗氧化劑,而鈣通道路徑和細胞的氧化還原在NFκB活化中均起重要作用,Tet抑制NFκB活性可能與干擾鈣通道和(或)影響細胞的氧化還原狀態有關[3]。
研究表明,抑制NFκB活性可增加腫瘤細胞對化療的敏感性[12, 13]。史劍慧等[14]發現高三尖杉酯堿0.5 μmol/L可明顯誘導K562細胞NFκB活化,地塞米松1 μmol/L和長春新堿0.1 μmol/L均能顯著抑制高三尖杉酯堿誘導的NFκB活化,并增強其誘導K562n細胞凋亡的作用。
抑制NFκB活性,國外常用的方法是將ser32/36或lys21/22位突變的IκB導入腫瘤細胞,或者給予蛋白酶抑制劑使NFκB活化受阻,從而增加腫瘤細胞對化療的敏感性[15]。尋找安全有效的NFκB活化抑制劑對于克服腫瘤耐藥具有重要意義,Tet可抑制K562/A02細胞NFκB活性,不僅為其逆轉耐藥提供了理論依據,也為腫瘤耐藥的研究提供了思路。