袁金,康佳麗,王小霞
華南理工大學(xué)附屬第二醫(yī)院婦產(chǎn)科,廣州 510180
卵巢癌是女性最常見的惡性腫瘤之一,其發(fā)生與癌基因的激活、抑癌基因的失活以及異常細(xì)胞信號(hào)通路的激活有關(guān)[1-6]。大多數(shù)卵巢癌患者易復(fù)發(fā),對(duì)化療有耐藥性,鉑類耐藥患者預(yù)后差,對(duì)進(jìn)一步化療的反應(yīng)率低,且中位生存期低于12 個(gè)月[7]。本課題組前期研究將可特異結(jié)合卵巢癌細(xì)胞的短肽[8]與廣譜的細(xì)胞穿膜肽、可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的絲裂原活化蛋白激酶激酶6 的組成性突變體重組,構(gòu)建成靶向融合肽(MAP2K6-FP)[9]。前期研究表明,MAP2K6-FP 能在體外水平增加耐藥性卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑(DDP)的敏感性。本實(shí)驗(yàn)擬從體內(nèi)水平研究MAP2K6-FP 對(duì)順鉑耐藥細(xì)胞的生長抑制作用。本研究以裸鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,腹腔注射人卵巢癌順鉑耐藥細(xì)胞株(SKOV3/DDP)制備順鉑耐藥卵巢癌移植瘤模型,注射1 周后尾靜脈注射0.25 mg/kg的MAP2K6-FP,觀察MAP2K6-FP 對(duì)裸鼠順鉑耐藥卵巢癌移植瘤生長的抑制作用,并探討其可能機(jī)制。
1.1 MAP2K6-FP及SKOV3/DDP細(xì)胞 MAP2K6-FP為本課題組前期通過原核表達(dá)的方法成功構(gòu)建,保存于-20 ℃環(huán)境中。SKOV3/DDP 細(xì)胞購于北京市腫瘤醫(yī)院。用含10%胎牛血清(FBS)的RPMI1640 培 養(yǎng) 基 培 養(yǎng) 在37 ℃、5%CO2培 養(yǎng)箱中。
1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF 級(jí)雌性BALB/C nu/nu 裸鼠14 只,4~6 周齡,體質(zhì)量(14 ± 0.96)g,購自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心[SCXK(粵)2008-0002],在廣州醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心[YXK(粵)2010-0104]進(jìn)行SPF 級(jí)飼養(yǎng)(實(shí)驗(yàn)動(dòng)物合格證號(hào):440072000,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明編號(hào):00066334)。斑馬魚受華中科技大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院惠贈(zèng),并以自然成對(duì)交配的方式在本實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行繁殖。依照國際AAALAC 的要求,其飼養(yǎng)條件為28 ℃,pH 值6.9~7.2,硬度53.7~71.7 mg/L CaCO3 的養(yǎng)魚用水(200 mg 速溶海鹽加入1 L 反滲透水以維持為480~510 μS/cm電導(dǎo)率)。
1.3 主要試劑 RPMI1640 培養(yǎng)基和胰蛋白酶-EDTA(0.25%∶0.2%)購自美國Sigma 公司;多克隆兔抗人VEGFR-3、LYVE-1、EGFR3 抗體購自美國Cell Signaling Technology公司;鼠抗人D2-40及β-actin單克隆抗體和辣根過氧化物酶標(biāo)記的二抗購自北京博奧森生物科技有限公司;BCA 蛋白定量試劑盒和SP 試劑盒購自北京碧云天生物有限公司。
1.4 裸鼠順鉑耐藥卵巢癌模型制備、MAP2K6-FP注射方法及移植瘤、淋巴管相關(guān)指標(biāo)觀察 ①裸鼠順鉑耐藥卵巢癌模型制備、MAP2K6-FP 注射方法:SKOV3/DDP 細(xì)胞經(jīng)胰酶消化后,用PBS 洗3次,然后用生理鹽水稀釋細(xì)胞懸液。每只裸鼠腹腔 內(nèi) 注 射 200 μL 的 SKOV3/DDP 細(xì) 胞(5×106/mL)。腹腔內(nèi)注射SKOV3/DDP 細(xì)胞1 周后,將制模成功的裸鼠隨機(jī)分為兩組(各7 只)。觀察1 組尾靜脈注射0.25 mg/kg 的MAP2K6-FP,每周2 次;對(duì)照1 組尾靜脈注射5 mL/kg 的生理鹽水,每周2次;共注射4 周。②裸鼠腹圍測量及腹水量、轉(zhuǎn)移器官數(shù)、瘤結(jié)節(jié)數(shù)、瘤體重量記錄:每周測量3 次裸鼠腹圍。治療1 個(gè)月后(腹腔注射細(xì)胞后5 周),統(tǒng)一處死全部裸鼠,解剖并記錄裸鼠腹水量、腫瘤播散器官數(shù)(如大網(wǎng)膜、腸系膜、腹壁、橫膈、肝、脾、肺和腎等有腫瘤生長的部位)和瘤結(jié)節(jié)數(shù)量(腹腔可見數(shù)個(gè)米粒至豌豆大小的瘤體)。剝離出移植瘤(腫瘤結(jié)節(jié)及裸鼠肝、脾、腎、肺等主要臟器),石蠟包埋,用作后續(xù)免疫組化實(shí)驗(yàn)。③裸鼠移植瘤中血管內(nèi)皮生長因子特異性受體3(VEGFR-3)、淋巴管內(nèi)皮透明質(zhì)酸受體-1(LYVE-1)、唾液酸糖蛋白(D2-40)及表皮生長因子受體3(EGFR3)檢測:a.VEGFR-3、LYVE-1、D2-40:采用免疫組化SP 法。以PBS 緩沖液作為陰性對(duì)照,按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。在400 倍光學(xué)顯微鏡視野下,每100 個(gè)腫瘤細(xì)胞中胞質(zhì)及胞膜呈棕黃染色的細(xì)胞比例<10%為陰性,≥10%為陽性。腫瘤組織中VEGFR-3、LYVE-1、D2-40 的平均灰度值由圖像分析系統(tǒng)全自動(dòng)測定。VEGFR-3、LYVE-1以陽性率表示(棕黃色顆粒占比),D2-40 以個(gè)/視野表示。b.EGFR3:采用蛋白印跡法。取移植瘤組織,用RIPA 裂解液裂解并提取細(xì)胞總蛋白,BCA 法測定蛋白質(zhì)濃度。取30μg 進(jìn)行SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳。繼之在4 ℃進(jìn)行200 mA 恒流轉(zhuǎn)膜2 h。經(jīng)1 h 室溫封閉后,與EGFR3 一抗(1∶1 500)4 ℃孵育過夜,并以β-actin 作為內(nèi)參照(1∶2 000)。次日二抗(1∶5 000)室溫孵育1 h 后將PVDF 膜經(jīng)化學(xué)發(fā)光劑處理,于凝膠成像系統(tǒng)中曝光并采集圖像,各條帶的平均A 值由Image J 圖像分析軟件測定。EGFR3以相對(duì)表達(dá)量表示。
1.5 斑馬魚淋巴管生成情況觀察 將所收集的斑馬魚卵置于培養(yǎng)皿的Egg water 中,在普通體視顯微鏡下觀察斑馬魚的生長情況。斑馬魚以自然成對(duì)交配的方式進(jìn)行繁殖,受精后24 h后更換Egg water,并將魚卵放置于12 孔板中,每孔18~20 枚。受精后2、3、4 d 時(shí)更換培養(yǎng)液,受精后4 d 將斑馬魚卵隨機(jī)分成2 組(每組20 尾),觀察2 組加入20 mmol/L 的MAP2K6-FP,對(duì)照2 組加入等量生理鹽水,后置于28.5 ℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1 h。把斑馬魚置入冰水中麻醉,將麻醉的斑馬魚胚胎置于滴加了3%的甲基纖維素的透明載玻片上,觀察兩組斑馬魚淋巴管生成情況,并照相。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS13.0 統(tǒng)計(jì)軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以-x±s表示,組間比較采用t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 兩組裸鼠腹圍、腹水量、轉(zhuǎn)移器官數(shù)、瘤結(jié)節(jié)數(shù)、瘤體重量比較 裸鼠腹圍、腹水量、轉(zhuǎn)移器官數(shù)、瘤結(jié)節(jié)數(shù)、瘤體重量比較見表1。
表1 兩組裸鼠腹圍、腹水量、轉(zhuǎn)移器官數(shù)、瘤結(jié)節(jié)數(shù)、瘤體重量比較(±s)
表1 兩組裸鼠腹圍、腹水量、轉(zhuǎn)移器官數(shù)、瘤結(jié)節(jié)數(shù)、瘤體重量比較(±s)
注:與對(duì)照1組比較,*P<0.05。
組別觀察1組對(duì)照1組腹圍(mm)73.00±1.23*84.00±3.60腹水量(mL)0.29±0.03*1.16±0.15轉(zhuǎn)移器官數(shù)(個(gè))2.80±0.44*7.20±0.44瘤結(jié)節(jié)數(shù)(個(gè))44.60±3.51*115.00±4.85瘤體重量(g)0.30±0.03*1.28±0.33
2.2 兩組裸鼠移植瘤中VEGFR-3、LYVE-1、D2-40、EGFR3 表達(dá)比較 觀察1 組VEGFR-3 陽性率27.1%、LYVE-1 陽性率32.3%、D2-40(3.10±0.72)個(gè)/視 野、EGFR3 0.22 ± 0.01,對(duì) 照1 組 分 別 為73.8%、80.3%、(9.31 ± 1.68)個(gè)/視 野、0.34 ±0.02,兩組比較,P均<0.05。
2.3 兩組斑馬魚淋巴管生成情況比較 觀察2 組魚腹部不能形成連續(xù)的管腔,對(duì)照2 組魚腹部可見三條管腔伴行。
圖1 斑馬魚外形和熒光鏡下斑馬魚淋巴管情況
卵巢癌是女性最常見的惡性腫瘤之一,發(fā)生與癌基因的激活、抑癌基因的失活以及異常細(xì)胞信號(hào)通路的激活有關(guān)[6]。大多數(shù)卵巢癌患者易復(fù)發(fā),對(duì)化療有耐藥性,鉑類耐藥患者預(yù)后差,對(duì)進(jìn)一步化療的反應(yīng)率低,且中位生存期低于12 個(gè)月[7]。獲得性耐藥已成為卵巢癌治療中的一個(gè)重要問題,普遍存在化療耐藥(順鉑、紫杉醇等),部分原因是卵巢癌細(xì)胞線粒體內(nèi)活性氧生成減少[10]。有研究[11]表明,卵巢癌化療耐藥性的原因可能是參與對(duì)化療引起的DNA 損傷反應(yīng)的修復(fù)通路的冗余,這些通路可能是并行作用的,如果負(fù)責(zé)觸發(fā)鉑化療后細(xì)胞死亡的修復(fù)通路缺乏,另一種替代修復(fù)通路會(huì)補(bǔ)償并驅(qū)動(dòng)癌細(xì)胞修復(fù)損傷,導(dǎo)致化療耐藥性,因此推動(dòng)DNA 修復(fù)通路對(duì)鉑化療或靶向治療的敏感性,從而可以克服卵巢癌化療耐藥。卵巢癌患者對(duì)鉑類化療藥產(chǎn)生耐藥性具有復(fù)雜性,包括不同種類的疾病,目前遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被完全理解。因此,我們迫切需要研究卵巢癌的化療耐藥機(jī)制,以克服卵巢癌治療效果差和患者預(yù)后不良的問題。
本課題組前期通過原核表達(dá)的方法成功構(gòu)建MAP2K6-FP,其是一種特異性靶向卵巢癌的具有細(xì)胞殺傷力的融合肽,在體外水平能通過誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞的自噬性死亡而增加其對(duì)DDP 的敏感性。本實(shí)驗(yàn)我們一方面構(gòu)建順鉑耐藥卵巢癌移植瘤模型,以便更清楚地觀察MAP2K6-FP 對(duì)順鉑耐藥卵巢癌在體內(nèi)的作用,另一方面應(yīng)用斑馬魚模式生物模型進(jìn)一步驗(yàn)證MAP2K6-FP 在淋巴管發(fā)生過程所起的作用[12-13]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),MAP2K6-FP 作用于順鉑耐藥卵巢癌移植瘤后,觀察1 組細(xì)胞的生長速度明顯慢于對(duì)照1 組,腹圍增長緩慢。至治療結(jié)束后剖腹觀察觀察1組裸鼠腹水量明顯小于對(duì)照1組,腫瘤播散器官數(shù)、瘤結(jié)節(jié)總數(shù)及瘤體總重量均明顯低于對(duì)照1 組。這些大體觀察結(jié)果均表明,MAP2K6-FP 能夠抑制順鉑耐藥卵巢癌移植瘤的生長。分析其機(jī)制,可能與腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移相關(guān)。
研究[14-17]顯示,LYVE-1 和D2-40 是近些年來發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)重要的淋巴管標(biāo)志物。相對(duì)腫瘤新生血管研究而言,卵巢癌的淋巴管轉(zhuǎn)移方面的研究卻甚少,長期以來對(duì)淋巴轉(zhuǎn)移規(guī)律及處理重視不夠,認(rèn)識(shí)不深。在轉(zhuǎn)基因鼠和其他體外模型中的研究已證實(shí)腫瘤主要通過表達(dá)于淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞上的VEGFR-3信號(hào)途徑誘導(dǎo)淋巴管生成。而利用VEGF受體抑制劑來抑制腫瘤組織和淋巴結(jié)內(nèi)的淋巴管新生能有效抑制早期腫瘤的轉(zhuǎn)移[18-20]。本文結(jié)果顯示,VEGFR-3、LYVE-1和D2-40 在淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞膜和胞質(zhì)呈棕黃色,觀察1組的陽性率均低于對(duì)照1組。觀察1組D2-40為(3.10±0.72)個(gè)/視野,對(duì)照1組中為(9.31±1.68)個(gè)/視野,且管腔內(nèi)未見紅細(xì)胞填充。MAP2K6-FP作用于順鉑耐藥移植瘤后,VEGFR-3、LYVE-1 和D2-40 表達(dá)均下降,提示MAP2K6-FP 能夠一定程度抑制淋巴管生成。臨床上卵巢癌的轉(zhuǎn)移性極高并常見轉(zhuǎn)移至腹部大網(wǎng)膜。這種遷移機(jī)制依賴于轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞對(duì)表皮生長因子受體家族相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)作用,尤其是增加EGFR3 的表達(dá)[17]。本研究中MAP2K6-FP 作用于順鉑耐藥移植瘤,移植瘤組織中EGFR3 的表達(dá)較對(duì)照1 組低,提示MAP2K6-FP 能夠抑制EGFR3的表達(dá),抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。
本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),觀察2 組20 mmol/L 的MAP2K6-FP 作用于斑馬魚后,可見明顯的斑馬魚形態(tài)的變化,出現(xiàn)心包積液及胸導(dǎo)管分離的情況,在熒光體式顯微鏡下進(jìn)行淋巴管的觀察,可以觀察到淋巴管的生成受到抑制,沒有形成連續(xù)的管腔;而對(duì)照2 組的斑馬魚發(fā)育過程沒有很大的影響,魚腹部可見三條管腔伴行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示MAP2K6-FP 能夠抑制斑馬魚淋巴管的生成,進(jìn)一步印證上述機(jī)制。
總之,MAP2K6-FP 可以抑制裸鼠順鉑耐藥卵巢癌移植瘤生長,機(jī)制可能是通過抑制淋巴管生成而實(shí)現(xiàn);斑馬魚淋巴管生成受MAP2K6-FP抑制可進(jìn)一步印證上述機(jī)制。