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        HDAC抑制劑在吉非替尼治療EGFR突變型非小細(xì)胞肺癌中的療效增強(qiáng)作用實(shí)驗(yàn)研究

        2020-12-19 07:45:32馮衛(wèi)能葉國(guó)麟
        吉林醫(yī)學(xué) 2020年12期
        關(guān)鍵詞:肺癌療效

        李 巍,馮衛(wèi)能,葉國(guó)麟

        (佛山市第一人民醫(yī)院,廣東 佛山 528000)

        肺癌在癌癥相關(guān)死亡中排第一位,非小細(xì)胞肺癌約在所有肺癌中占85%[1]。近來,根據(jù)驅(qū)動(dòng)基因進(jìn)行靶向治療的理念已經(jīng)形成,其中EGFR基因突變是靶向治療的一個(gè)最重要的驅(qū)動(dòng)基因[2]。EGFR-TKI已成為一線治療EGFR突變型晚期非小細(xì)胞肺癌患者的首選方法。但另一方面,雖然同為EGFR突變型晚期非小細(xì)胞肺癌患者,EGFR-TKI的療效仍然存在較大差異,有20%~30%患者無效,有的患者PFS超過1年,而有的患者初始治療有效但很快出現(xiàn)疾病進(jìn)展。近年來,越來越多的臨床前研究結(jié)果顯示乳腺癌易感基因1(BRCA1)表達(dá)與突變型非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI療效相關(guān)。最近公布的高質(zhì)量的臨床研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了BRCA1表達(dá)與EGFR-TKI治療突變型非小細(xì)胞肺癌的療效相關(guān)。在予EGFR-TKI一線治療的突變型晚期非小細(xì)胞肺癌患者中,BRCA1高表達(dá)者的中位PFS為10個(gè)月,而BRCA1低表達(dá)者的中位PFS長(zhǎng)達(dá)27個(gè)月,兩者具有非常大的差異。而且,兩者療效的差異與是否存在T790M突變及c-MET基因擴(kuò)增無關(guān),BRCA1是影響療效的獨(dú)立因素[3]。這些研究結(jié)果提示抑制BRCA1的表達(dá)可望進(jìn)一步提高晚期非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI的療效。最近研究發(fā)現(xiàn),HDAC抑制劑(伏立諾他)可減少轉(zhuǎn)錄因子E2F1與BRCA1啟動(dòng)子結(jié)合而下調(diào)BRCA1轉(zhuǎn)錄,從而間接抑制BRCA1表達(dá)[4]。因此,本文的研究目的是探討HDAC抑制劑是否可以通過降低乳腺癌易感基因BRCA1表達(dá)增強(qiáng)EGFR-TKI對(duì)突變型非小細(xì)胞肺癌的作用。

        1 研究方法

        1.1實(shí)驗(yàn)細(xì)胞:培養(yǎng)人肺癌細(xì)胞株H460(K-RAS突變)和非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株H1975(EGFR合并T790M突變),K-RAS突變可導(dǎo)致原發(fā)耐藥,對(duì)吉非替尼不敏感,而H1975雖然是EGFR突變型,但它同時(shí)含L858R(增加敏感性)和T790M(增加抗性)突變,T790M是吉非替尼獲得性耐藥的主要原因(占50%~60%),所以對(duì)吉非替尼也不敏感。

        1.2構(gòu)建高表達(dá)BRCA1基因的肺癌細(xì)胞株:胎盤中提取總RNA,設(shè)計(jì)引物,RT-PCR方法克隆BRCA1基因,以羧基端插入pcDNA3.1 ( + )真核表達(dá)載體中。通過DNA序列測(cè)定,菌液提取質(zhì)粒,酶切鑒定插入基因片段的正確性。提取質(zhì)粒pcDNA3.1-BRCA1,用lipofectamine 2000轉(zhuǎn)染肺癌細(xì)胞,獲得穩(wěn)定高表達(dá)BRCA1細(xì)胞株(H461和H1976)。提取細(xì)胞總蛋白,Western blot方法鑒定轉(zhuǎn)染細(xì)胞BRCA1表達(dá)情況。

        1.3檢測(cè)伏立諾他增強(qiáng)突變型非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI敏感性的作用:①實(shí)驗(yàn)細(xì)胞株及細(xì)胞培養(yǎng): 取處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的H461和H1976細(xì)胞接種培養(yǎng)板,按以下實(shí)驗(yàn)分組予不同處理。②實(shí)驗(yàn)分組:分為以下兩組:EGFR-TKI組:以吉非替尼10 μmol/L處理;伏立諾他聯(lián)合吉非替尼組:以吉非替尼10 μmol/L+伏立諾1.0 μM處理;③培養(yǎng)24~48 h后收集細(xì)胞,應(yīng)用MTT法檢測(cè)藥物對(duì)H461和H1976細(xì)胞增殖的抑制,應(yīng)用Annexin V-FITC/PI雙染流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡。

        1.4檢測(cè)伏立諾他對(duì)EGFR突變型非小細(xì)胞肺癌BRCA1表達(dá)的影響:取處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的H461和H1976細(xì)胞,予伏立諾1.0 μM處理,培養(yǎng)24~48 h后收集細(xì)胞,應(yīng)用Western blot檢測(cè)各組細(xì)胞BRCA1蛋白表達(dá)水平,應(yīng)用RT-PCR檢測(cè)各組細(xì)胞BRCA1基因的mRNA水平??瞻讓?duì)照組:加入相應(yīng)體積1640培養(yǎng)基。

        2 結(jié)果

        2.1伏立諾他增強(qiáng)突變型非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI敏感性:實(shí)驗(yàn)分為兩組后,EGFR-TKI組(對(duì)照組)以吉非替尼10 μmol/L處理;伏立諾他聯(lián)合吉非替尼組(實(shí)驗(yàn)組)以吉非替尼10 μmol/L+伏立諾他1.0 μM處理。應(yīng)用MTT法檢測(cè)藥物對(duì)H461和H1976細(xì)胞增殖的抑制,應(yīng)用Annexin V-FITC/PI雙染流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡。對(duì)于細(xì)胞株H460,ED50 (半數(shù)有效劑量)在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別是21.4 μM和33.0 μM;對(duì)于細(xì)胞株H1975,ED50在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別是27.8和31.7 μM。見表1。

        表1 伏立諾他增強(qiáng)突變型非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI敏感性

        2.2伏立諾他對(duì)BRCA1表達(dá)的影響:取處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的H461和H1976細(xì)胞,予伏立諾他1.0 μM處理(實(shí)驗(yàn)組),培養(yǎng)24~48 h后收集細(xì)胞,應(yīng)用Western blot檢測(cè)各組細(xì)胞BRCA1蛋白表達(dá)水平,應(yīng)用RT-PCR檢測(cè)各組細(xì)胞BRCA1基因的mRNA水平??瞻讓?duì)照組:加入相應(yīng)體積1640培養(yǎng)基。通過RT-PCR法發(fā)現(xiàn),對(duì)于H1976細(xì)胞,實(shí)驗(yàn)組BRCA1基因的mRNA水平減少>85%;對(duì)于H461細(xì)胞,實(shí)驗(yàn)組BRCA1基因的mRNA水平減少>75% (見表2、圖1)。通過Western blot方法,可以清晰地發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組BRCA1基因表達(dá)顯著降低。

        表2 伏立諾他對(duì)H461和H1976細(xì)胞BRCA1表達(dá)的影響

        圖1 伏立諾他使H461和H1976細(xì)胞的BRCA1表達(dá)降低

        3 討論

        EGFR酪氨酸激酶域的突變已被證實(shí)與非小細(xì)胞肺癌對(duì)TKI治療的敏感性密切相關(guān)。Paez等研究表明,在對(duì)吉非替尼治療敏感的、具有EGFR突變的美國(guó)患者中,吉非替尼治療只對(duì)敏感的肺腺癌細(xì)胞株有生長(zhǎng)抑制作用,但不包括不敏感的腫瘤或細(xì)胞系[5-6]。對(duì)接受EGFR-TKI治療的非小細(xì)胞肺癌患者進(jìn)行EGFR基因突變的檢測(cè)是預(yù)測(cè)治療反應(yīng)的最重要的因素。根據(jù)基因狀況而形成的靶向治療已經(jīng)拉開帷幕并漸漸對(duì)傳統(tǒng)治療顯露優(yōu)勢(shì)[2]。對(duì)于存在EGFR19、21外顯子突變的晚期非小細(xì)胞肺癌患者,一線應(yīng)用EGFR-TKI治療的有效率高達(dá)70%~80%,中位PFS顯著提高到9~14個(gè)月,而中位生存期也大幅度延長(zhǎng)至30個(gè)月左右[7-8]。因此,EGFR-TKI已成為一線治療EGFR突變型晚期非小細(xì)胞肺癌患者的首選方法。但另一方面,雖然同為EGFR突變型晚期非小細(xì)胞肺癌患者,EGFR-TKI的療效仍然存在較大差異,有20%~30%患者無效,有的患者PFS超過1年,而有的患者初始治療有效但很快出現(xiàn)疾病進(jìn)展。此種情況是在EGFR-TKI治療EGFR突變型晚期非小細(xì)胞肺癌取得巨大進(jìn)步的同時(shí)呈現(xiàn)的另一重要新問題。

        既往有相關(guān)研究認(rèn)為,EGFR活化突變型非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI療效的差異是因?yàn)榇嬖贓GFR-TKI原發(fā)性耐藥及獲得性耐藥。原發(fā)性耐藥可能與c-MET基因擴(kuò)增、PTEN表達(dá)缺失、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)高表達(dá)等有關(guān)。而50%的獲得性耐藥及20%的獲得性耐藥分別與出現(xiàn)T790M突變、c-MET基因擴(kuò)增有關(guān)[9]。

        目前認(rèn)為腫瘤的發(fā)生與機(jī)體內(nèi)組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和組蛋白去乙酰化酶的失衡密切相關(guān),腫瘤細(xì)胞中發(fā)生組蛋白去乙?;?histone deacetylase,HDAC)異常表達(dá),組蛋白大部分呈低乙?;癄顟B(tài)。HDAC抑制劑(histone deacetylaseinhibitor,HDACi)能使腫瘤細(xì)胞中組蛋白乙?;教岣?,糾正腫瘤細(xì)胞中組蛋白異常的乙酰化狀態(tài),誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[10]。最近研究發(fā)現(xiàn),HDAC抑制劑可減少轉(zhuǎn)錄因子E2F1與BRCA1啟動(dòng)子結(jié)合而下調(diào)BRCA1轉(zhuǎn)錄,從而間接抑制BRCA1表達(dá)[4]。本研究中通過HDAC抑制劑伏立諾他,對(duì)于H1976細(xì)胞,加入伏立諾的實(shí)驗(yàn)組的BRCA1基因的mRNA水平減少大于85%;同樣,對(duì)于H461細(xì)胞,實(shí)驗(yàn)組的BRCA1基因的mRNA水平減少 >75%。通過Western blot方法,我們可以清晰地發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的BRCA1基因表達(dá)顯著降低。從而使伏立諾他聯(lián)合吉非替尼的實(shí)驗(yàn)組的ED50低于只加入吉非替尼的對(duì)照組。其中,對(duì)于細(xì)胞株H460,ED50 (半數(shù)有效劑量)在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別是21.4 μM和33.0μM;對(duì)于細(xì)胞株H1975,ED50在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別是27.8 μM和31.7μM。因此,增強(qiáng)了突變型非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI敏感性。

        近年來,越來越多的臨床前研究結(jié)果顯示乳腺癌易感基因1(BRCA1)表達(dá)與突變型非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI療效相關(guān)。BRCA1定位于人染色體17q12—21,編碼蛋白含有1 863個(gè)氨基酸殘基。BRCA1通過蛋白之間的相互作用來發(fā)揮其重要的生物學(xué)功能,包括細(xì)胞周期調(diào)控,DNA損傷修復(fù),基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié),細(xì)胞凋亡和泛素化等[11]。BRCA1作為DNA損傷修復(fù)過程的核心分子,在DNA損傷修復(fù)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。在理化因素導(dǎo)致DNA損傷后,激活γ組蛋白2A變異體(γ histone family 2A variant,γH2AX)自磷酸化,磷酸化γH2AX促進(jìn)BRCA1招募各種修復(fù)蛋白形成多種BRCA1復(fù)合體聚集在DNA損傷位點(diǎn)進(jìn)行損傷修復(fù)[12]。而另一方面,目前許多研究證明EGFR除了通過RAS-RAF-MEK-ERK/MAPK、PI3K/AKT和Src/STAT三條主要信號(hào)通路調(diào)控細(xì)胞的分化、凋亡外,還具有促進(jìn)DNA損傷修復(fù)的功能[13,14]。同樣,EGFR-TKI除了可以抑制上述通路的信號(hào)傳導(dǎo),還可以通過抑制DNA損傷修復(fù)發(fā)揮作用[15]。因此,BRCA1高表達(dá)可能可以通過增強(qiáng)DNA修復(fù)功能降低突變型非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI的療效。最近公布的高質(zhì)量的臨床研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了BRCA1表達(dá)與EGFR-TKI治療突變型非小細(xì)胞肺癌的療效相關(guān)。在予EGFR-TKI一線治療的突變型晚期非小細(xì)胞肺癌患者中,BRCA1高表達(dá)者的中位PFS為10個(gè)月,而BRCA1低表達(dá)者的中位PFS長(zhǎng)達(dá)27個(gè)月,兩者具有非常大的差異。而且,兩者療效的差異與是否存在T790M突變及c-MET基因擴(kuò)增無關(guān),BRCA1是影響療效的獨(dú)立因素[3]。這些研究結(jié)果提示抑制BRCA1的表達(dá)可望進(jìn)一步提高晚期非小細(xì)胞肺癌對(duì)EGFR-TKI的療效。但目前尚未有直接抑制BRCA1表達(dá)的抑制劑。

        總之,HDAC抑制劑伏立諾他能使H460和H1975細(xì)胞對(duì)吉非替尼更敏感。其機(jī)制可能與降低H460和H1975細(xì)胞的BRCA1基因表達(dá)有關(guān),而伏立諾作為EGFR-TKI聯(lián)合用藥的實(shí)際價(jià)值和性價(jià)比仍需要更大樣本的前瞻性的設(shè)計(jì)研究。

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