歐 玲,李彩琳,李銀蕊,周 杰,單婉歆,吳定宇,彭 芳*
(1. 大理大學(xué)藥學(xué)院,云南大理 671000;2.云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室,云南大理 671000;3.大理大學(xué)資產(chǎn)與實驗室管理處,云南大理 671000)
肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是全球第五大惡性腫瘤,每年約有70 萬人死于HCC〔1-2〕。在我國,HCC 占肝癌85%~90%〔3〕。目前,臨床除化療外,常采用手術(shù)治療、放療、生物治療等多種方法聯(lián)合治療肝癌,其中化療是臨床治療肝癌的重要手段,但腫瘤細胞在接受常規(guī)的化療藥物治療后通常會產(chǎn)生耐藥,甚至具有多藥耐藥性(multi-drug resistance,MDR)〔4〕。因此,尋找治療性生物靶標成為近年來腫瘤治療的熱點。腺苷-磷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase,AMPK)是真核細胞中重要的能量感受器之一,對細胞內(nèi)的AMP/ATP 比值非常敏感,任何導(dǎo)致該比值升高的因素均可激活A(yù)MPK,活化的AMPK 可參與調(diào)節(jié)自噬過程〔5〕。細胞自噬是一種溶酶體依賴的自我消化過程,多項研究表明,自噬可雙向調(diào)節(jié)MDR,抑制自噬可能增強耐藥腫瘤細胞對化療藥物的敏感性〔6-7〕。
中藥具有多靶點、多層面的特點,在逆轉(zhuǎn)腫瘤MDR 方面具有獨特的優(yōu)勢〔8〕。美洲大蠊Periplaneta americana L.為昆蟲綱蜚蠊目蜚蠊科大蠊屬昆蟲,具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤等作用〔9-10〕。課題組前期以美洲大蠊為原料提取分離得到脫脂膏和CⅡ-3,進一步對CⅡ-3 進行分離得到多肽PAE2,研究表明,PAE2具有抗肝癌和逆轉(zhuǎn)肝癌多藥耐藥作用,其相關(guān)機制與影響耐藥相關(guān)蛋白及酶表達從而減少藥物排出、促進細胞凋亡以及抑制血管生成有關(guān)〔11-13〕。然而,PAE2調(diào)節(jié)自噬的機制尚不清楚。因此,本研究采用人肝癌細胞株BEL-7402 及其耐藥株BEL-7402/5-FU為試驗對象,以索拉非尼為陽性對照藥,以AMPK為靶點探討美洲大蠊多肽PAE2對自噬的影響。
1.1 儀器TCS SP8 型激光共聚焦顯微鏡(德國Leica 公司);TD3 型臺式低速離心機(湖南湘儀實驗儀器開發(fā)有限公司);CKX41SF 倒置相差顯微鏡(日本Olympus 公司);SN255939 型全自動酶標儀、3111 型CO2培養(yǎng)箱(美國Thermo Fisher Scientific公司);785BR15145 型PCR 儀(美國Bio-Rad)。
1.2 藥品與試劑美洲大蠊多肽PAE2(白色凍干粉末,批號:P18267,純度≥98%)由大理大學(xué)藥學(xué)院張成桂博士提供;索拉非尼(批號:819C021,純度≥99%)、噻唑藍(MTT,批號:C0009-2)、青鏈霉素混合液(100X,批號:20190905)、DAB 濃縮液(批號:20181120)均購自北京索萊寶科技有限公司;甘油(批號:20200414)購自昆明遠方生物制品有限公司;五氟尿嘧啶(5-FU,批號:#WXBC0190V)、二甲基亞砜(DMSO,批號:RNBD6084)均購自Sigma 公司;RPMI-1640 培養(yǎng)基(批號:8521447)、胎牛血清(FBS,批號:18050302)、牛血清白蛋白(BSA,批號:15260-037)均購自美國Gibco 公司;DAPI(批號:MAO128-Jul-14F)購自美侖生物;0.25% 胰蛋白酶-EDTA(批號:MSTE1905X)購自邁基生物技術(shù)有限公司;AMPK 試劑盒(批號:201890901)購自江蘇晶美生物科技有限公司;AICAR(批號:A818441337769)購自愛普拜生物技術(shù)有限公司;BeyoIIcDNA 第一鏈合成試劑盒(批號:081220200922/0761819083)、BeyoFastTMSYBR GREEN qPCR Mix(批號:121919200527)均購自碧云天生物技術(shù)有限公司。
1.3 細胞人肝癌細胞株BEL-7402 (批號:MXC050)、人肝癌耐藥細胞株BEL-7402/5-FU(批號:MXC049)均購于上海美軒生物科技有限公司。
2.1 細胞培養(yǎng)BEL-7402、BEL-7402/5-FU 細胞用含10% FBS 和1%青鏈霉素的RPMI-1640 培養(yǎng)基在37 ℃、5% CO2的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),另在BEL-7402/5-FU 細胞的培養(yǎng)基中加入20 μg/mL 的5-FU 以維持其耐藥性。2 種細胞均要1~2 d 更換培養(yǎng)基,長滿培養(yǎng)皿80%以上進行傳代,選擇對數(shù)生長期細胞進行試驗。
2.2 藥液制備美洲大蠊多肽PAE2用磷酸鹽緩沖液(PBS)制成50 mg/mL 的儲備液,索拉非尼用DMSO 配制成10 mg/mL 的儲備液,用0.22 μm 醫(yī)用微孔濾膜過濾除菌后分裝,4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?,試驗時用0.9%氯化鈉溶液稀釋至相應(yīng)濃度后進行給藥。
2.3 分組與給藥試驗分為敏感組、耐藥組、索拉非尼組、PAE2低劑量組、PAE2中劑量組、PAE2高劑量組、PAE2低劑量聯(lián)合AICAR 組、PAE2中劑量聯(lián)合AICAR 組、PAE2高劑量聯(lián)合AICAR 組。索拉非尼及美洲大蠊多肽PAE2劑量參照文獻〔14〕,AICAR 作用濃度由MTT 試驗確定。敏感組加入BEL-7402 細胞,其余各組加入BEL-7402/5-FU 細胞。給藥時,敏感組和耐藥組加入常規(guī)培養(yǎng)基,給藥組則加入含相應(yīng)藥物的培養(yǎng)基。
2.4 MTT 比色法檢測AICAR 的作用時間及濃度取對數(shù)生長期的BEL-7402/5-FU 細胞接種于96 孔板中,于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)過夜后,加入含不同濃度的AICAR 培養(yǎng)基,每個濃度設(shè)10 個復(fù)孔,每孔100 μL,同時設(shè)置試劑對照組和細胞空白對照組。培養(yǎng)48 h 后每孔加入20 μL MTT,繼續(xù)培養(yǎng)4 h,終止培養(yǎng)。每孔加入100 μL DMSO,振蕩30 min,待紫色結(jié)晶完全溶解后,酶標儀測570 nm 處OD 值(OD570)。計算AICAR 對BEL-7402/5-FU 細胞的生長抑制率,處理數(shù)據(jù)得20%抑制濃度(IC20),以IC20作為試驗劑量與美洲大蠊多肽PAE2不同劑量聯(lián)合用于進行后續(xù)試驗。
2.5 酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)檢測AMPK 的含量檢測敏感組,耐藥組,索拉非尼組,PAE2低、中、高劑量組AMPK 含量。敏感組取對數(shù)生長期的BEL-7402 細胞,其余各組取對數(shù)生長期的BEL-7402/5-FU 細胞,接種于96 孔板中,待細胞生長融合至70%左右,除敏感組和耐藥組外,其余各組分別加入相應(yīng)藥物。于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng)48 h,培養(yǎng)結(jié)束后取細胞培養(yǎng)液2 500 r/min 離心10 min,取上清,按照試劑盒說明書進行檢測。
2.6 實時聚合酶鏈式反應(yīng)(real-time polymerase chain reaction,real-time PCR)檢測AMPK mRNA 的表達Trizol 試劑提取總RNA,測定其濃度與純度,按照cDNA 第一鏈合成試劑盒說明合成cDNA,以cDNA 為模板采用兩步法進行擴增。反應(yīng)程序:預(yù)變性(95 ℃2 min);PCR 反應(yīng)(40 個循環(huán);95 ℃15 s;60 ℃30 s;72 ℃30 s)。增加溶解曲線步驟:95 ℃15 s,60 ℃30 s。選擇GAPDH 為內(nèi)參,2-△△Ct法計算AMPK mRNA 表達水平。
2.7 real-time PCR 檢測細胞自噬相關(guān)因子mRNA的表達以GAPDH 為內(nèi)參,兩步法進行擴增,2-△△Ct法計算細胞中自噬相關(guān)蛋白5(autophagy related protein 5, ATG5)、自噬相關(guān)蛋白7(autophagy related protein 7, ATG7)、磷酸肌醇-3-激酶3(phosphoinositide-3-kinase class 3, PIK3C3)、Beclin 1、微管相關(guān)蛋白1 親鏈3-Ⅱ(microtubuler-associated protein 1 light chain 3-Ⅱ, LC3-Ⅱ)、P62、Zeste 同源物增強子2(enhancer of Zeste homolog 2, EZH2)的mRNA 相對表達水平。引物序列見表1。
表1 real-time PCR 引物序列
2.8 激光共聚焦顯微鏡觀察LC3-Ⅱ蛋白的表達取對數(shù)生長期的BEL-7402 和BEL-7402/5-FU 細胞,接種至預(yù)先放有細胞爬片的24 孔板中,常規(guī)培養(yǎng)24 h 后加入含相應(yīng)受試藥物的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)48 h。每孔加入冰丙酮300 μL,室溫固定15 min;5% BSA 封閉60 min。一抗孵育過夜,二抗孵育2 h。DAPI 避光染色10~15 min??篃晒獯銣绶馄瑒┓馄毩⒅貜?fù)試驗3 次,避光保存。第2 天于激光共聚焦顯微鏡下拍照觀察,每組6 個平行。
2.9 免疫細胞化學(xué)法(immunocytochemistry,ICC)檢測P62 蛋白的表達取對數(shù)生長期的BEL-7402 和BEL-7402/5-FU 細胞,接種至預(yù)先放有細胞爬片的12 孔板中,常規(guī)培養(yǎng)24 h 后加入含相應(yīng)受試藥物的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)48 h。3% H2O2與甲醇按1∶4 的體積比均勻混合后滴入各爬片上,室溫孵育30 min;5% BSA 室溫封閉10 min;一抗、二抗孵育;DAB 顯色試劑盒顯色至所需棕色后加入蒸餾水終止反應(yīng);蘇木素復(fù)染30 s,將標本放入飽和Na2HPO4溶液中浸泡2 min,取出后立即用蒸餾水清洗;乙醇梯度脫水,甘油封片,倒置顯微鏡下觀察拍照。使用Image J 6.0 軟件計算平均光密度值。
2.10 統(tǒng)計分析采用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理,所得數(shù)據(jù)均采用(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用t 檢驗,檢驗水準α=0.05,P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 AICAR 的作用時間及濃度采用MTT 法對AMPK 激活劑AICAR 的作用時間及濃度進行檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn),AICAR 對細胞的殺傷呈時間和濃度依賴,后續(xù)細胞試驗中與美洲大蠊多肽PAE2不同劑量組聯(lián)合使用的濃度為IC20,作用時間為48 h。經(jīng)計算,激活劑AICAR 作用濃度為0.006 mmol/L,即1.55 mg/mL(分子量為258.23)。見封三圖1。
3.2 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞中AMPK 含量的影響與敏感組相比,耐藥組細胞中AMPK 含量明顯增多(P<0.05),PAE2高劑量組細胞中AMPK 含量明顯降低(P<0.05);與耐藥組相比,索拉非尼組、PAE2各劑量組細胞中AMPK 含量均顯著降低(P<0.05);與索拉非尼組相比,PAE2各劑量組中AMPK含量均降低,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
表2 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞中AMPK 含量的影響(±s,n=8,pg/mL)
表2 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞中AMPK 含量的影響(±s,n=8,pg/mL)
注:與敏感組比較*P <0.05;與耐藥組比較#P<0.05。
組別 AMPK 含量敏感組 135.82±9.27耐藥組 147.40±5.67*索拉非尼組 132.29±7.55#PAE2 低劑量組 128.41±8.08#PAE2 中劑量組 128.72±11.50#PAE2 高劑量組 126.10±8.12*#
3.3 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞中AMPK mRNA表達水平的影響與敏感組相比,耐藥組細胞中AMPK mRNA 表達水平顯著升高(P<0.05),索拉非尼組細胞中AMPK mRNA 表達水平顯著降低(P<0.05);與耐藥組相比,索拉非尼組細胞中AMPK mRNA 表達水平顯著降低(P<0.05),PAE2各劑量組細胞中AMPK mRNA 表達水平也有不同程度降低,以PAE2高劑量組效果最佳(P<0.05),但效果不及索拉非尼。見表3。
表3 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞中AMPK mRNA表達水平的影響(±s,n=4)
表3 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞中AMPK mRNA表達水平的影響(±s,n=4)
注:與敏感組比較*P<0.05;與耐藥組比較#P<0.05;與索拉非尼組比較▲P<0.05。
組別 AMPK mRNA敏感組 0.72±0.11耐藥組 1.00±0.00*索拉非尼組 0.10±0.02*#PAE2 低劑量組 0.91±0.12▲PAE2 中劑量組 0.87±0.25▲PAE2 高劑量組 0.63±0.13#▲
3.4 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞自噬相關(guān)因子mRNA 表達水平的影響與敏感組相比,耐藥組ATG5 mRNA、ATG7 mRNA 和PIK3C3 mRNA 表達水平均升高,且PIK3C3 mRNA 的表達水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P <0.05)。與耐藥組相比,PAE2各劑量組ATG5 mRNA 和PIK3C3 mRNA 表達水平均明顯降低(P<0.05),ATG7 mRNA 表達水平也降低,但僅PAE2中劑量組的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。PAE2聯(lián)合AICAR 給藥后,ATG5 mRNA、ATG7 mRNA、PIK3C3 mRNA 表達水平見表4。
表4 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞自噬相關(guān)因子ATG5 mRNA、ATG7 mRNA、PIK3C3 mRNA表達水平的影響(±s,n=8)
表4 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞自噬相關(guān)因子ATG5 mRNA、ATG7 mRNA、PIK3C3 mRNA表達水平的影響(±s,n=8)
注:與敏感組比較*P<0.05;與耐藥組比較#P<0.05;與索拉非尼組比較▲P<0.05。
組別 ATG5 mRNA ATG7 mRNA PIK3C3 mRNA敏感組 0.85±0.11 0.80±0.07 0.49±0.09耐藥組 1.00±0.00 1.00±0.00 1.00±0.00*索拉非尼組 0.25±0.05*# 1.12±0.21* 0.29±0.05*#PAE2 低劑量組 0.78±0.22#▲ 0.91±0.26 0.53±0.07#▲PAE2 中劑量組 0.47±0.08*#▲ 0.53±0.06#▲ 0.20±0.07*#PAE2 高劑量組 0.48±0.05*#▲ 0.82±0.07▲ 0.67±0.14*#▲PAE2 低劑量聯(lián)合AICAR 組 1.04±0.10*▲ 0.70±0.14#▲ 0.14±0.03*#▲PAE2 中劑量聯(lián)合AICAR 組 1.11±0.19*▲ 1.14±0.08* 0.28±0.05*#PAE2 高劑量聯(lián)合AICAR 組 0.36±0.09*# 1.26±0.17*# 0.21±0.04*#
與敏感組相比,耐藥組Beclin 1 mRNA 和LC3-ⅡmRNA 表達水平明顯升高(P<0.05),P62 mRNA和EZH2 mRNA 表達水平明顯降低(P<0.05)。與耐藥組相比,PAE2各劑量組Beclin 1 mRNA 和LC3-ⅡmRNA 表達水平顯著降低(P<0.05),P62 mRNA和EZH2 mRNA 水平顯著升高(P<0.05)。與PAE2單用相比,PAE2低、高劑量聯(lián)合AICAR 組P62 mRNA的表達水平顯著降低(P<0.05),PAE2低、中、高劑量聯(lián)合AICAR 組EZH2 mRNA 的表達水平均顯著降低(P<0.05),PAE2低、中劑量聯(lián)合AICAR 組LC3-II mRNA 的表達水平顯著升高(P<0.05)。見表5。
表5 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞自噬相關(guān)因子Beclin 1 mRNA、LC3-ⅡmRNA、P62 mRNA、EZH2 mRNA表達水平的影響(±s,n=8)
表5 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞自噬相關(guān)因子Beclin 1 mRNA、LC3-ⅡmRNA、P62 mRNA、EZH2 mRNA表達水平的影響(±s,n=8)
注:與敏感組比較*P<0.05;與耐藥組比較#P<0.05;與索拉非尼組比較▲P<0.05;與PAE2 單用比較△P<0.05。
組別 Beclin 1 mRNA EZH2 mRNA敏感組 0.25±0.05 4.53±0.39耐藥組 1.00±0.00* 1.00±0.00*索拉非尼組 0.13±0.01*# 0.72±0.38*PAE2 低劑量組 0.03±0.00*#▲ 9.04±0.22*#▲PAE2 中劑量組 0.06±0.01*#▲ 3.55±0.62*#▲LC3-ⅡmRNA 0.59±0.06 1.00±0.00*0.30±0.03*#0.15±0.07*#▲0.29±0.07*#P62 mRNA 1.86±0.25 1.00±0.00*0.14±0.02*#8.09±1.15*#▲1.35±0.15#0.38±0.08*# 8.67±0.70*#▲PAE2 低劑量聯(lián)合AICAR 組 0.05±0.01*#▲ 0.99±0.05*▲△ 0.52±0.05*△ 0.72±0.10*△PAE2 中劑量聯(lián)合AICAR 組 0.05±0.01*#▲ 0.55±0.03#▲△ 0.86±0.13*▲ 1.47±0.29*#▲△PAE2 高劑量組 0.16±0.04*# 9.29±0.32*#▲PAE2 高劑量聯(lián)合AICAR 組 0.07±0.01*#▲ 0.69±0.15*△0.29±0.03*#0.41±0.08*#△
3.5 美洲大蠊多肽PAE2 對LC3-Ⅱ蛋白的影響為了探究美洲大蠊多肽PAE2對自噬相關(guān)蛋白LC3-Ⅱ的影響,運用激光共聚焦顯微鏡觀察LC3-Ⅱ蛋白在各組細胞中的表達。兩種熒光融合后,與敏感組相比,耐藥組細胞自噬作用降低,PAE2各劑量組給藥后自噬作用明顯降低;PAE2聯(lián)合AICAR給藥后,細胞中綠色熒光明顯增多,自噬作用增強。
3.6 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞自噬蛋白P62 的影響ICC 結(jié)果顯示,敏感組細胞大量表達P62,其余各組細胞P62 表達減少,索拉非尼和PAE2均對P62有促進作用,且PAE2作用優(yōu)于索拉非尼。PAE2聯(lián)合AICAR 給藥后,P62 表達減少。見封三圖2。與敏感組相比,耐藥組細胞中P62 表達明顯降低(P<0.05),提示耐藥細胞自噬作用增強;與耐藥組相比,索拉非尼組和PAE2各劑量組P62 表達均顯著增加(P<0.05),表明藥物對細胞自噬起到了抑制作用。PAE2聯(lián)合AICAR 給藥后,P62 表達明顯降低(P<0.05),即AICAR 激活A(yù)MPK 使細胞自噬作用增強。見表6。
表6 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞自噬蛋白P62 的影響(±s,n=8)
表6 美洲大蠊多肽PAE2 對細胞自噬蛋白P62 的影響(±s,n=8)
注:與敏感組比較*P<0.05;與耐藥組比較#P<0.05;與索拉非尼組比較▲P<0.05;與PAE2 單用比較△P<0.05。
組別 P62敏感組 0.16±0.01耐藥組 0.09±0.01*索拉非尼組 0.11±0.01*#PAE2 低劑量組 0.12±0.00*#PAE2 中劑量組 0.13±0.01*#▲PAE2 高劑量組 0.13±0.01*#▲PAE2 低劑量聯(lián)合AICAR 組 0.09±0.01*▲△PAE2 中劑量聯(lián)合AICAR 組 0.10±0.01*▲△PAE2 高劑量聯(lián)合AICAR 組 0.10±0.01*▲△
肝癌患者病死率較高,且因臨床診斷發(fā)現(xiàn)晚,手術(shù)治療效果并不理想。目前臨床上的治療手段以化療為主。索拉非尼是一種口服多靶點激酶抑制劑,具有較好的抑制腫瘤細胞生長、增殖作用,是首個被美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)批準的用于治療晚期HCC 的分子抑制劑,因此本研究選擇索拉非尼作為陽性對照藥〔15〕。由于在化療過程中易出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象,療效不佳,因此,愈來愈多的研究者對腫瘤耐藥機制及如何逆轉(zhuǎn)耐藥進行深入探索。目前臨床上使用的逆轉(zhuǎn)劑種類較多,但由于其逆轉(zhuǎn)效率不高且機制單一,應(yīng)用受到限制。而中藥具有多靶點、多階段性作用的優(yōu)勢,可以針對腫瘤MDR 的多種機制進行有效的逆轉(zhuǎn)。課題組前期研究〔11-13〕表明美洲大蠊多肽PAE2具有逆轉(zhuǎn)肝癌MDR 作用,但對自噬的影響未知。AMPK 是將多種細胞功能和生理過程及能量利用聯(lián)系起來的主要傳感器之一,而自噬的主要誘導(dǎo)因素為營養(yǎng)缺乏和(或)能量缺乏,在生物進化過程中,這種內(nèi)在特性從未改變,所以,AMPK 是自噬的重要上游調(diào)節(jié)因子〔4〕,且可從多層面促進自噬。因此,本研究基于AMPK 影響自噬來探討PAE2逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥作用機制。
腫瘤細胞在營養(yǎng)缺乏、缺氧、饑餓等壓力環(huán)境下,AMPK 被激活,從而保護細胞免于死亡。ELISA結(jié)果顯示,BEL-7402/5-FU 細胞株中AMPK 含量明顯高于BEL-7402 細胞株,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,推測這是耐藥細胞的一種保護機制,腫瘤耐藥細胞能量代謝異常,需要更多的能量。為了驗證這一結(jié)果,采用real-time PCR 檢測細胞中AMPK mRNA 的表達水平,結(jié)果顯示出與ELISA 同樣的趨勢?;谏鲜鼋Y(jié)果可知,耐藥細胞中AMPK 高表達,美洲大蠊多肽PAE2可抑制AMPK 的表達,且以PAE2高劑量組效果較優(yōu)。
LC3-Ⅱ定位于自噬體內(nèi)外膜之間,自噬體與溶酶體結(jié)合后,LC3-Ⅱ被溶酶體的水解酶降解,因此可作為自噬標記物。激光共聚焦顯微鏡觀察LC3-Ⅱ的表達,結(jié)果顯示美洲大蠊多肽PAE2可降低耐藥細胞株中LC3-Ⅱ蛋白的表達,即抑制耐藥細胞自噬。P62 是一種重要的選擇性自噬的調(diào)節(jié)劑,也是自噬底物。P62 可以和LC3-Ⅱ及自噬體內(nèi)膜上的泛素化底物結(jié)合,形成自噬溶酶體被降解,自噬抑制可導(dǎo)致P62 積累,在HCC 的發(fā)生過程中扮演重要角色〔16〕。ICC 結(jié)果表明美洲大蠊多肽PAE2可提高耐藥細胞株中P62 蛋白的表達。哺乳動物自噬體形成涉及2 個泛素化樣修飾,即ATG12 修飾和LC3修飾〔17-18〕。ATG12 被泛素活化酶E1 樣酶ATG7 激活后轉(zhuǎn)移到泛素結(jié)合酶E2 樣酶ATG10,并與ATG5結(jié)合形成自噬體前體。Beclin 1 是哺乳動物中最先被確定的特異性自噬調(diào)控基因之一,AMPK 可直接在Thr388 處磷酸化Beclin 1,Beclin 1 中Thr388 處的磷酸化對于誘導(dǎo)自噬是必不可少的,同時AMPK 促進Beclin 1 與PIK3C3 的直接結(jié)合以激活自噬〔19〕。AMPK 還可以特異性磷酸化EZH2,破壞EZH2 與Zeste 12 同源物1 抑制因子2(suppressor of zeste 12 homolog,SUZ12)的相互作用,導(dǎo)致多梳抑制復(fù)合物2(polycomb repressive complex 2,PRC2)靶基因被上調(diào),從而抑制腫瘤細胞的生長〔20〕。real-time PCR 結(jié)果顯示,美洲大蠊多肽PAE2能夠使自噬相關(guān)因子ATG5 mRNA、ATG7 mRNA、PIK3C3 mRNA、Beclin 1 mRNA、LC3-ⅡmRNA 的表達水平降低及P62 mRNA 和EZH2 mRNA 的表達水平升高。AICAR 是AMPK 的激活劑,PAE2聯(lián)合AICAR 用藥后,AMPK被激活,細胞自噬有一定程度的增強。上述結(jié)果進一步證實了美洲大蠊多肽PAE2通過下調(diào)AMPK 的表達而抑制腫瘤細胞自噬。
雖然美洲大蠊多肽PAE2抑制了耐藥細胞的自噬,但PAE2各劑量組對細胞自噬的影響并未呈現(xiàn)出劑量依賴性,這可能與PAE2多靶點、多層面、多途徑的作用特點、自噬過程及腫瘤多藥耐藥的復(fù)雜性有關(guān),也可能與PAE2未達到有效治療劑量或者超出有效濃度而出現(xiàn)拮抗作用有關(guān),中藥的量效關(guān)系仍處于探索階段。此外,PAE2對P62 及其mRNA的表達均體現(xiàn)出上調(diào)的作用,但各劑量組之間的增強作用并不一致,在real-time PCR 結(jié)果中甚至出現(xiàn)PAE2低、高劑量組效果較優(yōu)而中劑量組效果不明顯的情況,這可能與藥物在體外細胞中的代謝過程及腫瘤微環(huán)境的不穩(wěn)定性,以及P62 在轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平對細胞自噬的調(diào)節(jié)作用不同有關(guān),后續(xù)可以通過克隆、突變P62,然后進行質(zhì)粒構(gòu)建與重組以及細胞轉(zhuǎn)染等操作,以此來探究P62 在蛋白水平和基因水平表達不一致的原因。
綜上所述,美洲大蠊多肽PAE2可能通過抑制AMPK 而抑制自噬以達到逆轉(zhuǎn)肝癌多藥耐藥的作用。在后續(xù)研究中,需要進一步探索AMPK 對自噬是起到一般調(diào)節(jié)作用還是主導(dǎo)作用,PAE2作用為何未呈現(xiàn)劑量依賴性的原因,體外和體內(nèi)試驗是否呈現(xiàn)相同的效果等。后續(xù)課題組也將對PAE2對自噬作用的影響進行體內(nèi)研究,以進一步完善PAE2逆轉(zhuǎn)肝癌MDR 的機制,為PAE2的臨床研究奠定基礎(chǔ)。