楊 雪,吳英理,許 潔,仝 佳,井 博,王瑩瑩,朱 琦
1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院血液內(nèi)科,上海 200011;2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院感染科,上海 200011;3.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)系,細胞分化與凋亡教育部重點實驗室,上海 200025
結(jié)外NK/T細胞淋巴瘤[extranodal natural killer(NK)/T-cell lymphoma,ENKTCL]是起源于自然殺傷細胞(少部分可能是成熟T淋巴細胞)的高度侵襲性惡性淋巴瘤。早期局限性ENKTCL患者采用含有左旋門冬酰胺酶化療序貫局部放療可以取得良好療效,但進展期患者通常在治療過程中發(fā)生耐藥而成為復(fù)發(fā)/難治性病例。近年來,隨著造血干細胞移植以及程序性死亡受體-1(programmed death protein-1,PD-1)抑制劑等細胞免疫療法成功應(yīng)用于復(fù)發(fā)/難治性ENKTCL治療,這些患者的緩解率和無病生存率較以往有所提高,然而仍有相當一部分進展期和復(fù)發(fā)/難治性患者在挽救治療后復(fù)發(fā)并對多種藥物產(chǎn)生耐藥[1]。因此,尋找ENKTCL新型治療藥物有其必要性和重要臨床意義。已有研究顯示,阿的平(金雞納樹皮中提取的小分子化合物)可以通過調(diào)變細胞內(nèi)多條信號通路誘導(dǎo)包括T淋巴細胞白血病細胞在內(nèi)的多種血液腫瘤細胞增殖阻滯和凋亡[2-5],但有關(guān)其對ENKTCL細胞生物學(xué)效應(yīng)研究仍鮮有報道。有鑒于此,我們以ENKTCL細胞株SNK6和NK92細胞為模型,探究阿的平對ENKTCL細胞的影響及其可能機制。
阿的平購自日本東京化成工業(yè)株式會社,純度為98%,溶于無菌雙蒸水中,配制為50 mmol/L存儲液,置于-20 ℃儲存,待使用時稀釋至所需濃度。AIM-V培養(yǎng)液、雙抗(青霉素/鏈霉素)溶液、0.4%臺盼藍染液購自美國Gibco公司,人AB型血清購自美國GEMINI公司,瑞氏吉姆薩染料購自珠海貝索生物技術(shù)有限公司,細胞計數(shù)試劑盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)試劑盒、磷酸鹽緩沖液(PBS:1×)購自江蘇凱基生物有限公司,白細胞介素-2購自上海近岸科技有限公司,Annexin-Ⅴ/PI凋亡檢測試劑盒購自美國Thermo Fisher公司,JC-1試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司,ECL試劑盒購自美國Amersham Pharmacia GE公司,BCA試劑盒購自南京諾唯贊生物科技有限公司,p-P70抗體購自美國Proteintech公司,LC3B抗體購自美國CST公司。
人ENKTCL細胞系SNK6和NK92細胞分別由上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院血液內(nèi)科和上海血液學(xué)研究所提供,將2×105個/mL SNK6和NK92細胞接種于含10%人AB型血清、100 μg/mL青霉素、100 μg/mL鏈霉素和300 U/mL白細胞介素-2的AIM-V培養(yǎng)液中,常規(guī)條件下培養(yǎng)(37 ℃、CO2體積分數(shù)為5%、95%濕度)24 h后抽取部分細胞進行細胞離心涂片儀涂片,瑞氏吉姆薩染色,光鏡下觀察其細胞形態(tài),并以Image-Pro Plus軟件拍攝圖像。
取對數(shù)生長期的SNK6和NK92細胞,按2×104個/mL密度接種于96孔板,每孔100 μL。實驗組用5 μmol/L阿的平處理細胞,同時設(shè)置溶劑對照組和空白對照組,每組3個復(fù)孔。置于37 ℃、CO2體積分數(shù)為5%、95%濕度培養(yǎng)箱中,培養(yǎng)24 h后每孔分別加入10 μL CCK-8溶液,混勻,繼續(xù)培養(yǎng)4 h,酶標儀振蕩,以空白對照孔調(diào)零,測450 nm處各孔吸光度(D)值。按公式:細胞增殖抑制率(%)=(1-D實驗組/D對照組)×100%進行計算。
1.4.1 細胞周期檢測
分別收集實驗組及對照組的SNK6和NK92細胞,PBS洗滌2次后加入3 mL無水乙醇,-20 ℃固定過夜;加入PBS 10 mL混勻,2 500 r/min離心5 min,離心半徑為8.5 cm,洗滌2次,分別加入100 mg/mL RNase 37 ℃溫育30 min;采用100 μg/mL碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色后行流式細胞術(shù)檢測。所有數(shù)據(jù)使用Beckman Coulter公司的Cytoflex LX軟件收集、存儲和軟件分析。
1.4.2 細胞凋亡率檢測
根據(jù)AnnexinV/PI凋亡檢測試劑盒說明,將不同處理組細胞采用PBS洗滌后加入1 mL結(jié)合緩沖液,漂洗細胞1次棄上清液。依次加入100 μL結(jié)合緩沖液及2.5 μL AnnexinV,重懸混勻,避光37 ℃溫育15 min,再加入2 μL PI,避光37 ℃溫育3 min;每管加入結(jié)合緩沖液400 μL,1 h內(nèi)進行流式細胞術(shù)檢測。
1.4.3 線粒體跨膜電位(ΔΨm)檢測
當細胞內(nèi)線粒體ΔΨm正常時,熒光探針JC-1聚集在線粒體基質(zhì)中形成聚合物,發(fā)出強烈紅色熒光;當線粒體ΔΨm下降或喪失后,JC-1以單體形式存在于細胞質(zhì)中,產(chǎn)生綠色熒光。因此,線粒體ΔΨm可以通過紅/綠熒光強度比值來衡量。將實驗組及對照組SNK6和NK92細胞以配制好的JC-1緩沖液重懸,按照JC-1試劑盒說明操作,分別加入10 μg/mL JC-1工作液,并于37 ℃飽和濕度的培養(yǎng)箱中溫育30 min,2 500 r/min離心5 min,離心半徑8.5 cm,棄上清液,PBS洗滌1次,采用流式細胞術(shù)檢測細胞內(nèi)紅綠熒光比值。
1.4.4 細胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species,ROS)檢測
二氫乙啶(dihydroethidium,DHE)可以自由透過活細胞膜進入細胞內(nèi),并被細胞內(nèi)超氧陰離子型ROS氧化,形成氧化乙啶,氧化乙啶可摻入染色體DNA中,產(chǎn)生紅色熒光,因此,細胞內(nèi)ROS水平可以通過測定細胞內(nèi)紅色熒光強度來衡量。將實驗組及對照組SNK6和NK92細胞以預(yù)冷PBS洗兩遍,棄上清液,200 μL PBS重懸細胞沉淀,加入20 ng/mL DHE 37 ℃溫育1 h,2 500 r/min水平離心5 min,PBS洗滌2次,采用流式細胞術(shù)檢測細胞內(nèi)紅色熒光強度。
在PBS洗滌后的各組SNK6和NK92細胞中加入細胞裂解液提取總蛋白,經(jīng)BCA試劑盒定量后,取各組等量總蛋白進行SDS聚丙烯酰胺凝膠垂直電泳,常規(guī)轉(zhuǎn)膜;膜經(jīng)室溫5%脫脂牛奶封閉1 h,加入相應(yīng)一抗(包括磷酸化P70和LC3B),4 ℃水平搖床過夜;經(jīng)含0.1%Tween-20的PBS充分洗滌后與相應(yīng)稀釋度的兔二抗室溫反應(yīng)1 h,采用ECL試劑盒顯影掃描保存。
ENKTCL 系SNK 6 和NK 92 細胞經(jīng)5 μmol/L阿的平處理24 和48 h后,實驗組SNK6和NK92細胞生長抑制率[SNK6細胞為(40.18±4.72)%和(47.08±2.19)%,NK92細胞為(28.29±0.92)%和(30.46±7.95)%],明顯高于對照組[SNK6細胞為(25.29±1.47)%和(11.85±1.89)%,NK92細胞為(18.95±3.44)%和(10.08±2.01)%],差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表1)。
表1 阿的平對 SNK6和NK92 細胞生長的影響Tab.1 Effect of quinacrine on the proliferation and survival of SNK6 and NK92 cells
AnnexinV/PI雙染法流式細胞儀檢測細胞凋亡率的結(jié)果顯示,SNK6和NK92細胞經(jīng)5 μmol/L 阿的平處理24 h后,實驗組SNK6和NK92細胞凋亡率分別為(86.45±6.54)%和(76.50±10.80)%;明顯高于對照組的(3.3±3.24)%和(2.64±1.67)%,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表1)。形態(tài)學(xué)觀察顯示,阿的平處理組細胞均出現(xiàn)細胞體積縮小、細胞內(nèi)大量空泡、細胞核濃縮、細胞核固縮和碎裂等典型凋亡形態(tài)學(xué)改變(圖1)。此外,阿的平處理24 h后SNK6和NK92細胞的紅/綠熒光值分別為(313.77±144.34)和(47.98±4.08),對照組SNK6和NK92細胞紅/綠熒光值分別為(57.96±23.47)和(72.66±9.02),與對照組相比,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05,表1)。
圖1 阿的平處理SNK6和NK92細胞24 h后形態(tài)學(xué)變化Fig.1 Effect of quinacrine on the morphologic changes of SNK6 and NK92 cells after 24 h
SNK6和NK92細胞經(jīng)5 μmol/L 阿的平處理12 h后,細胞周期DNA合成期(S期)比例分別達到(46.08±2.48)% 和(58.08±0.86)%,明顯高于對照組(32.93±1.51)%和(47.73±1.29)%,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表2)。相應(yīng)地,實驗組細胞靜止期(G0期)/DNA合成前期(G1期)比例顯著低于對照組[實驗組:(25.10±0.33)% 和(27.57±0.21)%;對照組:(45.43±2.00)%和(38.30±0.71)%;P<0.05,表2],但DNA合成后期(G2期)/分裂期(M期)比例實驗組與對照組比較[實驗組:(28.83±2.25)% 和(14.36±0.65)%;對照組:(21.63±2.92)%和(13.98±0.28)%],差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05,表2)。這提示SNK6和NK92細胞經(jīng)阿的平處理后發(fā)生細胞周期S期阻滯。
表2 阿的平對SNK6和NK92 細胞周期的影響Tab.2 Effect of quinacrine on the cell cycle distribution of SNK6 and NK92 cells
SNK6細胞經(jīng)5 μmol/L阿的平單獨或聯(lián)合氧自由基清除劑N乙酰半胱氨酸(NAC)處理24 h后,阿的平單藥組細胞內(nèi)紅色熒光強度明顯高于對照組和聯(lián)合用藥組,說明SNK6細胞經(jīng)阿的平處理后細胞內(nèi)ROS水平上升,而NK92細胞經(jīng)阿的平單藥處理后細胞內(nèi)紅色熒光強度與對照組和聯(lián)合用藥組比較無明顯差異,提示阿的平對NK92細胞內(nèi)ROS水平無顯著影響(圖2)。
圖2 阿的平對SNK6和NK92細胞內(nèi)ROS水平的影響Fig.2 Effect of quinacrine on the level of ROS in SNK6 and NK92 cells
用5 μmol/L阿的平處理SNK6和NK92細胞24 h后,Western blot檢測細胞內(nèi)磷酸化P70(phosphorylated P70,p-P70)和LC3B蛋白表達情況,其中p-P70是mTOR通路主要的靶蛋白,而LC3B是細胞自噬標志物。結(jié)果顯示,阿的平可以使SNK6和NK92細胞內(nèi)p-P70蛋白表達水平顯著下降,而LC3B蛋白表達明顯上調(diào)(圖3)。
圖3 阿的平對SNK6和NK92細胞內(nèi)自噬相關(guān)蛋白表達的影響Fig.3 Effect of quinacrine on the expression of autophagy modulator in SNK6 and NK92 cells
近二十年,ENKTCL基礎(chǔ)和臨床研究取得了長足進步,但淋巴瘤細胞克隆演變、細胞內(nèi)增殖相關(guān)基因變化以及細胞表觀遺傳學(xué)改變等都可能導(dǎo)致疾病復(fù)發(fā),并對現(xiàn)有治療方案產(chǎn)生耐藥而成為復(fù)發(fā)/難治性病例。除了深入優(yōu)化現(xiàn)有治療藥物組合外,積極探究新型有效藥物和治療模式是改善復(fù)發(fā)/難治性ENKTCL臨床療效和預(yù)后的主要途徑。前期研究發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)抗寄生蟲小分子化合物阿的平不僅可以誘導(dǎo)多種實體腫瘤(包括肝細胞癌、婦科腫瘤、前列腺癌和結(jié)腸癌等)細胞凋亡[6-10],還可以通過調(diào)變細胞內(nèi)多個信號調(diào)控分子誘導(dǎo)T淋巴細胞白血病細胞增殖阻滯和凋亡[2-3],鑒于阿的平對T淋巴細胞生物學(xué)效應(yīng)以及NK細胞與T淋巴細胞起源相似性,本研究采用阿的平處理ENKTCL細胞株SNK6和NK92細胞,觀察阿的平對ENKTCL細胞生物學(xué)行為的影響。結(jié)果顯示,阿的平可以抑制SNK6和NK92細胞生長,處理24 h后細胞形態(tài)呈現(xiàn)細胞核固縮和凋亡小體等典型凋亡表現(xiàn),流式細胞術(shù)AnnexinⅤ/PI雙染法檢測結(jié)果也進一步顯示,用藥組SNK6和NK92細胞凋亡率與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。上述結(jié)果提示,阿的平能夠誘導(dǎo)ENKTCL細胞增殖阻滯和凋亡。細胞增殖和凋亡是細胞生命活動中相對立的兩個方面。本實驗發(fā)現(xiàn),阿的平將絕大多數(shù)SNK6和NK92細胞阻滯在S期,說明阿的平可以干擾細胞內(nèi)DNA合成進而可能使其發(fā)生損傷,一旦細胞內(nèi)損傷DNA無法修復(fù)無疑將有利于細胞凋亡,但阿的平引起細胞周期變化進而誘發(fā)凋亡的具體機制,還需我們進一步研究。此外,經(jīng)典細胞凋亡主要包括線粒體途徑和死亡受體途徑,其中線粒體途徑與細胞內(nèi)線粒體跨膜電位變化密切相關(guān),本實驗發(fā)現(xiàn),阿的平對SNK6和NK92細胞內(nèi)線粒體跨膜電位無顯著影響,提示阿的平誘導(dǎo)細胞凋亡可能是通過細胞內(nèi)非線粒體凋亡途徑。
許多研究顯示,ROS即由氧直接或間接轉(zhuǎn)變的氧自由基及其擬似物與細胞凋亡密切相關(guān)[3,11-12]。本實驗發(fā)現(xiàn),阿的平可以明顯提高SNK6細胞內(nèi)ROS水平,但NK92細胞無相似變化,提示阿的平誘發(fā)細胞內(nèi)ROS含量增加可能是其介導(dǎo)ENKTCL細胞凋亡關(guān)鍵環(huán)節(jié),但非唯一或必要途徑。另一方面,自噬作為另一種程序性細胞死亡現(xiàn)象,是細胞通過降解細胞質(zhì)和細胞器實行"自我消化"的細胞應(yīng)急機制。近來研究發(fā)現(xiàn),自噬與凋亡可通過內(nèi)在分子調(diào)控機制與凋亡相互協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)化,共同促進細胞死亡,自噬主要受mTOR通路負向調(diào)控,而p-P70是該通路關(guān)鍵靶蛋白[13]。本研究發(fā)現(xiàn),阿的平不僅可以下調(diào)SNK6和NK92細胞內(nèi)p-P70的表達,而且促使自噬標志物L(fēng)C3B蛋白表達明顯上調(diào),這個結(jié)果提示,阿的平可能通過抑制ENKTCL細胞內(nèi)mTOR通路進而促進細胞自噬,自噬可能與細胞凋亡密切相關(guān)。必須指出的是,上述結(jié)果只是說明阿的平可以誘導(dǎo)ENKTCL細胞自噬,但自噬如何通過內(nèi)在分子調(diào)控機制與凋亡相互協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)化仍需進一步研究。
綜上所述,阿的平可能通過觸發(fā)細胞內(nèi)ROS水平升高以及抑制mTOR信號通路進而激活細胞自噬促使ENKTCL細胞增殖阻滯和凋亡,考慮到阿的平與現(xiàn)有治療藥物無交叉耐藥性,因此,阿的平可能有更好的臨床療效,未來可望被納入ENKTCL的新型治療方案。