王瑾,馬肖容,劉海玲,姚歡,張卉
西安交通大學第二附屬醫(yī)院血液內(nèi)科,西安 710000
慢性髓細胞性白血?。╟hronic myelogenous leukemia,CML)是慢性白血病中最常見的一種類型,患者早期多無臨床癥狀,常因白細胞增多或慢性脾臟腫大而就診。隨著臨床診療技術的發(fā)展,骨髓移植和靶向治療藥物在CML的治療中起重要作用。伊馬替尼(Imatinib)作為第一代靶向Bcr-Abl融合基因的酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitor,TKI),其有效性和安全性均已被證實。然而,伊馬替尼耐藥是CML治療的一個主要問題,嚴重影響了CML患者的臨床療效[1]。因此,明確伊馬替尼耐藥的形成機制對于指導TKI臨床合理應用具有重要意義。隨著基因技術的發(fā)展,下調(diào)微小RNA(microRNA,miRNA)-451能夠有效改善CML細胞對伊馬替尼的耐藥性,但其具體機制仍未完全闡明[2]。目前,長鏈非編碼RNA(long noncoding RNA,LncRNA)被廣泛研究,其能夠影響編碼蛋白基因的上游啟動子區(qū)轉錄、抑制RNA聚合酶的活性、干擾mRNA的剪切等,從而發(fā)揮作用。LncRNA FTX屬于LncRNA,與肝癌、結直腸癌等多種惡性腫瘤的進展及耐藥性的產(chǎn)生密切相關[3-5]。因此,本研究對LncRNA FTX與人CML細胞伊馬替尼抵抗的關系及可能的作用機制進行初步分析,現(xiàn)報道如下。
人CML細胞(K562)、人胚胎腎細胞(293T)均購自美國菌種保藏中心,RPMI 1640、DMEM/F12培養(yǎng)基和胎牛血清均購自美國Gibco公司,1%青霉素-鏈霉素溶液購自上海碧云天生物技術有限公司,CCK-8試劑盒購自美國Hyclone公司,胰蛋白酶、陽離子聚合物均購自美國Sigma-Aldrich公司,轉染脂質(zhì)體 Lipofectamine?RNAiMAX Reagent、Nanodrop 2000c分光光度計均購自美國Thermo Scientific公司,慢病毒包裝質(zhì)粒載體pLP-VSVG購自美國Addgene質(zhì)粒保藏中心,RNA提取試劑RNAiso Reagent、SYBR Green核酸熒光染料和Trizol試劑均購自日本Takara公司,無酶水購自美國Invitrongen公司,多聚嘧啶序列結合蛋白1(polypyrimidine tract-binding protein 1,PTBP1)一抗購自美國Abacm公司,逆轉錄試劑盒、聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)試劑盒均購自上海Roche公司。DM500光學顯微鏡購自德國徠卡相機股份有限公司,酶標儀購自美國Molecular Devices公司,凝膠成像儀、逆轉錄PCR儀均購自美國Bio-Rad公司。
1.2.1 細胞培養(yǎng) 將K562和293T細胞接種于75 cm2培養(yǎng)瓶中,采用RPMI 1640或DMEM/F12培養(yǎng)基+10%胎牛血清+1%青霉素-鏈霉素溶液培養(yǎng),置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。傳代時貼壁細胞使用胰蛋白酶消化,加入含血清的培養(yǎng)基終止消化,按照1∶3的比例對細胞進行傳代和培養(yǎng),取對數(shù)生長期的細胞用于后續(xù)實驗。
1.2.2 細胞分組 應用間歇濃度梯度遞增法誘導K562細胞對伊馬替尼產(chǎn)生耐藥,采用0.0625、0.125、0.25、0.5、1、2、4 μmol/L的伊馬替尼對K562細胞進行分步誘導。在每個濃度梯度下維持培養(yǎng)細胞2周以上,待細胞生長狀態(tài)良好后,均在伊馬替尼濃度為4 μmol/L的培養(yǎng)基中篩選,直至細胞可維持生長,繼續(xù)培養(yǎng)1周后完成伊馬替尼抵抗組細胞的構建,采用等體積生理鹽水處理CML細胞作為伊馬替尼敏感組。
通過10μlLipofectamine? RNAiMAX 轉 染pLP3-VSVG(每孔 0.45 μg)和 LncRNA FTX(每孔1.5 μg)于293T細胞中,48 h后收集病毒懸液,0.22 μm過濾器過濾懸液,擴增質(zhì)粒用于后續(xù)使用。將收獲的慢病毒感染抵抗組細胞接種于6孔板,采用DMEM/F12培養(yǎng)基+10%胎牛血清+1 ml病毒懸液培養(yǎng),同時加入3 μl聚凝胺,連續(xù)感染2天,氨芐霉素篩選,細胞生長狀態(tài)良好。抵抗組細胞轉染LncRNA FTX siRNA慢病毒作為轉染組,構建伊馬替尼抵抗的LncRNA FTX細胞系,并將轉染空白載體的抵抗組細胞作為對照組。
1.2.3 CCK-8法檢測伊馬替尼的IC50值 接種處于對數(shù)生長期待測的4組細胞,應用細胞計數(shù)儀進行計數(shù),以5000/孔細胞接種至96孔板,培養(yǎng)24 h后,待細胞貼壁完成后,棄上清,加入不同終濃度(0、0.5、1、2、4、8、16、32 μmol/L)的伊馬替尼稀釋溶液,處理48 h。每孔加入10 μl CCK-8溶液,于37℃、5%CO2孵箱中孵育2 h,采用酶標儀檢測各孔在450 nm處的吸光度值。按照吸光度值繪制細胞生存曲線,計算細胞的半抑制濃度(halfmaximal inhibitory concentration,IC50)和耐藥指數(shù)。
1.2.4 蛋白質(zhì)印跡法(Western blot)檢測細胞中PTBP1蛋白的相對表達量 將RIPA裂解液與蛋白酶抑制劑PMSF混合后冰上裂解,離心提取,按照1∶5的比例加入上樣緩沖液煮沸。參考目的蛋白配制濃縮膠和分離膠,按照實驗設計,依次上樣,開始電泳。選取20 μl目的蛋白先進行β-actin抗體的電泳(一抗稀釋濃度為1∶400)。再進行PTBP1抗體的孵育,濕轉至聚偏二氟乙烯膜,TBSTw封閉液封閉1 h,一抗4℃搖床孵育過夜,TBST洗膜,二抗37℃孵育1 h,TBST洗膜,發(fā)光液曝光顯影,抗體稀釋濃度依據(jù)說明書而定。分析條帶灰度值,以β-actin為內(nèi)參,計算PTBP1蛋白的相對表達量。
1.2.5 逆轉錄PCR檢測細胞中LncRNA FTX和PTBP1mRNA 的相對表達量 采用逆轉錄PCR檢測4組細胞中LncRNA FTX的表達及轉染組和對照組細胞中PTBP1mRNA的表達水平。采用Trizol提取各組細胞中的總RNA,提取并檢測RNA純度。參考逆轉錄試劑盒說明書將提取后的RNA進行逆轉錄,得到cDNA產(chǎn)物。根據(jù)PCR試劑盒說明書進行PCR反應,以β-actin作為內(nèi)參,并進行定量分析。
采用SPSS 23.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,組間比較采用t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
抵抗組細胞中LncRNA FTX的相對表達量為(0.17±0.01),明顯高于敏感組的(0.03±0.01),差異有統(tǒng)計學意義(t=9.746,P<0.01)。轉染組細胞中LncRNA FTX的相對表達量為(0.03±0.01),明顯低于對照組的(0.18±0.01),差異有統(tǒng)計學意義(t=5.318,P<0.01)。
CCK-8法檢測結果顯示,伊馬替尼對敏感組、抵抗組、對照組和轉染組細胞的IC50值分別為(1.410±0.096)、(7.060±0.635)、(7.282±0.839)和(3.704±0.285)μmol/L。伊馬替尼對抵抗組細胞的IC50值明顯高于敏感組,差異有統(tǒng)計學意義(t=15.657,P<0.01);伊馬替尼對轉染組細胞的IC50值明顯低于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(t=10.546,P<0.01)。
Western blot檢測結果顯示,抵抗組細胞中PTBP1蛋白的相對表達量為(1.02±0.05),明顯高于敏感組的(0.52±0.01),差異有統(tǒng)計學意義(t=6.547,P<0.01)。(圖1)
圖1 Western blot 檢測敏感組和抵抗組細胞中PTBP1蛋白的相對表達量
Western blot檢測結果顯示,轉染組細胞中PTBP1蛋白的相對表達量為(0.59±0.02),明顯低于對照組細胞的(1.37±0.06),差異有統(tǒng)計學意義(t=1.855,P<0.01)(圖2)。逆轉錄PCR結果顯示,轉染組和對照組細胞中PTBP1mRNA的相對表達量分別為(2.09±0.22)和(1.96±0.18),組間比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
圖2 Western blot 檢測轉染組與對照組細胞中PTBP1蛋白的相對表達量
CML主要見于中老年人群,發(fā)病隱匿,早期臨床癥狀不明顯,易被忽略,病情進展后可出現(xiàn)巨脾、白細胞增多,導致患者生活質(zhì)量較差,最終因病情急變而死亡[6]。自TKI藥物問世以來,靶向治療因其高效、安全的特點已逐漸成為CML的一線治療方案。但在應用TKI治療的過程中,部分CML患者會逐漸出現(xiàn)對靶向藥物耐藥的現(xiàn)象,從而影響其遠期療效。目前,關于CML細胞耐藥的具體分子機制尚未完全明確,因此,對其進行研究對CML的治療具有重要意義[7]。
Long等[8]研究發(fā)現(xiàn),LncRNA FTX能夠靶向miRNA-29b-1-5p和Bcl2l2從而調(diào)控心肌細胞的凋亡。Yang等[9]研究發(fā)現(xiàn),LncRNA FTX可通過抑制miRNA-215的磷酸化從而促進結直腸癌的進展。Li等[10]研究發(fā)現(xiàn),LncRNA FTX通過促進有氧糖酵解和過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)的表達從而促進肝細胞癌的惡化。此外,LncRNA FTX在腦膠質(zhì)瘤中的表達水平較高,并且能夠負反饋調(diào)節(jié)miRNA-342-3p的表達,促進腦膠質(zhì)瘤細胞的增殖和侵襲。同時,有研究發(fā)現(xiàn),敲低LncRNA FTX能夠抑制腎癌細胞的增殖、遷移和侵襲,且LncRNA FTX的表達情況對急性髓系白血病的耐藥性具有較大影響[12-13];上述研究均表明LncRNA FTX與腫瘤的自身特性及其對藥物的耐藥性密切相關。PTBP1屬于異質(zhì)性核糖核蛋白家族中的一員,在RNA穩(wěn)定性、選擇性剪切和蛋白降解等方面均發(fā)揮作用[14-15]。有研究顯示,下調(diào)PTBP1的表達能夠有效調(diào)節(jié)耐藥性結腸癌細胞的糖酵解過程,減少其對長春新堿的耐藥性[16]。Li等[17]研究發(fā)現(xiàn),miRNA-124/PTBP1/PKM2軸能夠通過Linc-ROR調(diào)控胰腺癌細胞對吉西他濱的耐藥性。上述研究表明,PTBP1與LncRNA FTX均能夠明顯調(diào)控腫瘤細胞對藥物的耐藥性,且LncRNA FTX與PTBP1可能存在相互作用,推測LncRNA FTX可通過調(diào)節(jié)PTBP1的表達從而改變CML細胞對藥物的耐藥性。然而,目前關于PTBP1與CML關系的研究較少,且PTBP1與LncRNA FTX關系的研究尚未見。
本研究檢測了敏感組和抵抗組細胞中LncRNA FTX的表達情況,結果發(fā)現(xiàn),LncRNA FTX和PTBP1蛋白在抵抗組細胞中的表達均明顯上調(diào),提示LncRNA FTX和PTBP1蛋白可能均與CML細胞對伊馬替尼的抵抗有關,與Shinohara等[18]的研究結果一致。本研究將LncRNA FTX siRNA載體轉染至抵抗組細胞,外源性下調(diào)抵抗組細胞中LncRNA FTX的表達,結果發(fā)現(xiàn),伊馬替尼對轉染組細胞的IC50值明顯降低,轉染組PTBP1蛋白的表達明顯下調(diào),而轉染組和對照組細胞中PTBP1mRNA的表達差異不大,提示LncRNA FTX可能通過下調(diào)PTBP1蛋白的表達從而降低其穩(wěn)定性或活性,進一步影響CML細胞對伊馬替尼的敏感性。
綜上所述,LncRNA FTX可能通過調(diào)節(jié)PTBP1蛋白的表達逆轉人CML細胞對伊馬替尼的耐藥性。后續(xù)研究將進一步探討LncRNA FTX與PTBP1蛋白相互作用的具體方式,為臨床伊馬替尼耐藥性的逆轉、靶向藥物的設計以及多種藥物聯(lián)合化療的應用提供一個新的思路。