[摘 要] 目的:探討非小細(xì)胞肺癌 (NSCLC) A549細(xì)胞基因不穩(wěn)定性和MYC基因突變在吉西他濱耐藥中的作用,并闡明其作用機(jī)制。方法:采用2 mg·L-1吉西他濱持續(xù)作用A549 細(xì)胞(A549 組),構(gòu)建耐藥細(xì)胞株A549R (A549R 組),并將si-NC 和si-MYC 轉(zhuǎn)染至A549R 細(xì)胞,作為si-NC A549R 組和si-MYC A549R 組。采用CCK-8 法檢測不同濃度(0、1、2、4、8、16 和32 mg·L-1) 吉西他濱對各組細(xì)胞的抑制率,流式細(xì)胞術(shù)檢測各組細(xì)胞凋亡率。轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)(RNA-seq) 和京都基因與基因組百科全書(KEGG) 信號通路富集分析A549 組及A549R 組細(xì)胞中的差異表達(dá)基因,實時熒光定量PCR (RT-qPCR) 法檢測A549 組和A549R 組細(xì)胞中基因組不穩(wěn)定性相關(guān)基因錯配修復(fù)基因2(MSH2)、錯配修復(fù)基因6 (MSH6) 和DNA 修復(fù)蛋白RAD50 (RAD50) 的表達(dá)水平, Westernblotting 法檢測基因組不穩(wěn)定性相關(guān)蛋白MYC 原癌基因(MYC) 和磷酸化組蛋白(γH2AX) 的表達(dá)水平,染色質(zhì)免疫共沉淀(ChIP) 法檢測RNA polⅡ和γH2AX 在MYC 基因上的富集程度,PCR 法擴(kuò)增并檢測A549R細(xì)胞MYC基因突變情況。結(jié)果:與A549組比較,2、4、8、16和32 mg·L-1 吉西他濱作用后A549R 組細(xì)胞抑制率降低(Plt;0. 05),8 mg·L-1吉西他濱作用后細(xì)胞凋亡率降低(Plt;0. 05)。與A549 組比較,A549R 組細(xì)胞中有234 個mRNAs 表達(dá)水平升高,205 個mRNAs 表達(dá)水平降低,其中錯配修復(fù)相關(guān)基因(MSH2 和MSH6)、RAD50 和MYC 表達(dá)水平明顯升高(Plt;0. 05)。KEGG 信號通路富集分析,表達(dá)水平升高基因主要參與非同源末端連接、mRNA 監(jiān)測途徑和DNA 復(fù)制等信號通路。與A549 組比較,A549R組細(xì)胞中MYC和γH2AX蛋白表達(dá)水平升高(Plt;0. 05)。ChIP 法檢測,RNA pol Ⅱ和γH2AX 在MYC 轉(zhuǎn)錄起始位點及exon 2 上富集程度增加,MYC exon 2 上存在G254A 基因突變。與si-NC A549R 組比較, si-MYC A549R 組細(xì)胞中MYC mRNA 和蛋白表達(dá)水平降低(Plt;0. 05),2、4、8、16和32 mg·L-1吉西他濱作用后si-MYC A549R 組細(xì)胞抑制率升高(Plt;0. 05),細(xì)胞凋亡率增加(Plt;0. 05)。結(jié)論:對吉西他濱耐藥的NSCLC細(xì)胞中A549R基因組不穩(wěn)定性增加,MYC基因發(fā)生突變和擴(kuò)增,而敲減MYC 可以恢復(fù)A549R 細(xì)胞對吉西他濱的敏感性。
[關(guān)鍵詞] 吉西他濱; 癌,非小細(xì)胞肺; 基因組不穩(wěn)定性; MYC 擴(kuò)增; MYC 突變
[中圖分類號] R734. 2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A
目前,肺癌是全球第二大常見癌癥,男性和女性的肺癌死亡率均超過20% [1]。非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC) 約占肺癌的85% [2],隨著全球人口增長、老齡化和生活方式的改變,NSCLC 的患病率不斷升高[3]。因此迫切需要提高NSCLC 的預(yù)防、診斷和治療水平。而抗腫瘤藥物耐藥性的產(chǎn)生是在臨床上影響癌癥患者預(yù)后的主要因素之一[4]。因此解決腫瘤耐藥性也是腫瘤治療的關(guān)鍵。吉西他濱是一種抗代謝藥物,廣泛應(yīng)用于乳腺癌、肺癌和胰腺癌的治療[5]。作為NSCLC 患者的首選治療方法,吉西他濱的化療耐藥性嚴(yán)重限制了其治療的有效性[6]。LIU 等[7] 對胰腺癌的吉西他濱耐藥機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)研究,結(jié)果表明:吉西他濱耐藥樣本顯示出高度的基因組不穩(wěn)定性,并且DNA 損傷程度較高。錢麒鈺等[8] 研究發(fā)現(xiàn):NSCLC 形成表皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化后可以增加其對吉西他濱的耐藥性。目前研究主要集中在NSCLC 吉西他濱耐藥細(xì)胞系的建立及其生物學(xué)特性研究以及相關(guān)藥物對NSCLC 吉西他濱耐藥細(xì)胞的影響[9],但腫瘤細(xì)胞對吉西他濱產(chǎn)生耐藥性的潛在機(jī)制仍不清楚。因此,本研究構(gòu)建吉西他濱的耐藥株,探討引發(fā)NSCLC 耐藥的可能機(jī)制,旨在為解決NSCLC對吉他西濱的耐藥性問題提供可能的靶點。
1 材料與方法
1. 1 細(xì)胞、主要試劑和儀器
人 NSCLC 細(xì)胞株A549 購自上海復(fù)祥生物科技有限公司;吉西他濱購自北京沃凱生物科技有限公司,DMEM 培養(yǎng)基、蛋白酶 K、青霉素-鏈霉素和胰酶消化液購自武漢普諾賽生命科技有限公司, 胎牛血清購自美國Gibco 公司, AnnexinⅤ -FITC/PI 試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司, NEXTflex Small 轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)(RNA sequencing,RNA-Seq) Kit v3購自美國 PerkinElmer 公司, PrimeScript RT Kits逆轉(zhuǎn)錄試劑盒和LipofectamineTM 2000 購自美國Invitrogen 公司, 染色質(zhì)免疫共沉淀(chromatinimmunoprecipitation, ChIP) Assay Kit 購自美國Millipore 公司,si-NC、si-MYC 和CCK-8 試劑盒購自武漢菲恩生物科技有限公司, 染色體組蛋白H2A 家族成員(γH2A histone family member X,γH2AX) 抗體、 GAPDH 抗體、 MYC 原癌基因(MYC proto-oncogene,MYC) 抗體和RNA pol Ⅱ抗體購自美國Abcam 公司,TRIzol 試劑和RIPA 裂解液購自湖南艾科瑞生物工程有限公司;流式細(xì)胞儀 (型號: Attune CytPix) 和 酶 標(biāo) 儀 (型號:Multiskan SkyHigh) 購自美國Thermo 公司, 實時熒光定量PCR (real-time fluorescence quantitativePCR,RT-qPCR) 儀(型號:OPENQPCR) 購自美國Chaibio 公司。
1. 2 細(xì)胞培養(yǎng)及吉西他濱耐藥細(xì)胞的制備
使用添加了10% 胎牛血清和1% 青霉素- 鏈霉素的DMEM 培養(yǎng)基培養(yǎng)A549 細(xì)胞,細(xì)胞置于含有5%CO2、37 ℃的培養(yǎng)箱中,待細(xì)胞生長密度達(dá)到80%時, 去掉培養(yǎng)基, 采用滅菌PBS 緩沖液清洗3 次后,使用胰酶消化液消化2 min,培養(yǎng)基終止消化,1 000 r·min-1 離心5 min 收集細(xì)胞后加入培養(yǎng)基重懸細(xì)胞, 傳代培養(yǎng)。不同濃度的吉西他濱培養(yǎng)A549 細(xì)胞1 周后, 2 mg·L-1 吉西他濱的培養(yǎng)基中大部分細(xì)胞死亡,將小部分活細(xì)胞轉(zhuǎn)入新培養(yǎng)瓶中培養(yǎng), A549 細(xì)胞持續(xù)給藥1 個月, 所得細(xì)胞命名為A549R,隨后與正常培養(yǎng)的A549 細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)對比實驗。
1. 3 細(xì)胞轉(zhuǎn)染及分組
將 A549R 細(xì)胞分為 si-NCA549R組和si-MYC A549R組。按照LipofectamineTM2000 說明書步驟進(jìn)行轉(zhuǎn)染。調(diào)整細(xì)胞數(shù)并接種于6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板,使用不含抗生素的完全培養(yǎng)基培養(yǎng),使轉(zhuǎn)染時細(xì)胞生長密度達(dá)70%。制備si-MYC與脂質(zhì)體的復(fù)合物, 同時制備無干擾作用的si-RNA (si-NC) 與脂質(zhì)體復(fù)合物,將復(fù)合物分別加入si-NC A549R 組和si-MYC A549R 組的6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板相應(yīng)孔內(nèi),搖動混合,5~6 h 倒掉細(xì)胞培養(yǎng)基, PBS 緩沖液洗滌細(xì)胞2 次, 更換為DMEM 培養(yǎng)基,24 h 后更換培養(yǎng)液,48 h 后進(jìn)行后續(xù)實驗。
1. 4 CCK-8 法檢測 A549 和 A549R 細(xì)胞抑制率
取對數(shù)生長期A549 和A549R 細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞密度為每孔5×104 個細(xì)胞接種于96 孔細(xì)胞培養(yǎng)板。分別給予0、1、2、4、8、16 和32 mg·L-1 吉西他濱處理24 h。結(jié)束后,每孔加入10 μL CCK-8 繼續(xù)培養(yǎng)4 h,采用酶標(biāo)儀在450 nm 波長處檢測吸光度(A) 值。細(xì)胞抑制率= (1- 各濃度孔A 值/對照孔A 值) ×100%,分別繪制2 株細(xì)胞的濃度-抑制率曲線, 計算半數(shù)抑制濃度(half maximalinhibitory concentration, IC50)。細(xì)胞耐藥指數(shù)(resistance index, RI) = 實驗組IC50/對照組IC50。A549R 細(xì)胞反復(fù)凍存復(fù)蘇后,IC50 保持穩(wěn)定,表示A549R 細(xì)胞構(gòu)建成功。
1. 5 RNA-Seq 法 和 生 物 信 息 學(xué) 分 析 A549 和A549R 細(xì)胞中差異表達(dá)基因
TRIzol法提取細(xì)胞的總RNA, 使用NEXTflex Small RNA-Seq Kit v3將400 ng RNA 進(jìn)行16 個PCR 循環(huán), 隨機(jī)制備成Small RNA-seq 文庫。在 Illumina 的 NextSeq 500系統(tǒng)中進(jìn)行文庫測序,并捕獲50 bp 單端讀數(shù)。以miRBase 20. 0 為參考, mirdeep2 和 srna-tools-cli 軟件用于獲取潛在miRNA 并繪制二級結(jié)構(gòu)[10]。使用Benjamini amp; Hochberg 方法調(diào)整P 值。默認(rèn)情況下,將校正的P 值0. 05 設(shè)置為顯著差異表達(dá)的閾值。使用京都基因與基因組百科全書(KyotoEncyclopedia of Genes and Genomes,KEGG) 數(shù)據(jù)庫(網(wǎng)址:https://www. kegg. jp/kegg/kegg1. html)分析差異基因參與的信號通路。
1. 6 流式細(xì)胞術(shù)檢測A549R組、si-NC A549R組和si-MYC A549R組細(xì)胞凋亡率
8 mg·L-1 吉西他濱處理各組細(xì)胞12 h,用預(yù)冷的PBS 緩沖液清洗2 次, 1 000 g 離心5 min, 收集細(xì)胞并重懸, 制成單細(xì)胞懸液后,分別加入5 μL AnnexinⅤ-FITC 和5 μL PI, 室溫(25 ℃) 避光孵育20 min, 隨后置于冰浴中。采用流式細(xì)胞儀進(jìn)行檢測,細(xì)胞凋亡率=AnnexinⅤ陽性細(xì)胞數(shù)/總細(xì)胞數(shù)×100%。
1. 7 RT-qPCR 法檢測各組細(xì)胞中錯配修復(fù)基因(mutS homology,MSH)2、MSH6、DNA 修復(fù)蛋白RAD50(recombinant DNA repair protein RAD50,RAD50)、MYC 原 癌 基 因 轉(zhuǎn) 錄 起 始 位 點(MYCproto-oncogene-transcriptional start site, MYCTSS)和 MYC 外 顯 子 2(MYC proto-oncogeneexon 2,MYC exon 2) mRNA 表 達(dá) 水 平
使 用TRIzol 法收集總細(xì)胞和組織RNA, 然后使用PrimeScript RT Kits 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA 制備成cDNA。采用Mx3000P 實時PCR 系統(tǒng)進(jìn)行RTqPCR。RT-qPCR 反應(yīng)條件: 94 ℃ 、15 s,60 ℃、10 s,72 ℃、20 s,共40 個循環(huán)。采用2-ΔΔCt 法進(jìn)行數(shù) 據(jù) 分 析, 以 GAPDH 為 內(nèi) 參。 引 物 序 列:GAPDH 上游引物, 5′-AATGGGCAGCCGTTAGGAAA-3′,GAPDH 下游引物, 5′-GCGCCCAATACGACCAAATC-3′; MSH2 上 游 引 物, 5′-ACCAGGAGGTGAGGAGGTTT-3′,MSH2 下游引 物, 5′-TTAAGGGCTCTGACTGCTGC-3′;MSH6 上游引物, 5′-CCCCACCAGTTGTGACTTCT-3′, MSH6 下游引物, 5′-TCTTCCGCTTTCGAGCAACT-3′; RAD50 上 游 引 物, 5′-GCAAGCAGATCGCCATCAAG-3′,RAD50 下游引 物, 5′-GGGAGTAAACTGCTGTGGCT-3′;MYC 上游引物, 5′-GCAATGCGTTGCTGGGTTAT-3′,MYC 下游引物,5′-TCCCTCCGTTCTTTTTCCCG-3′; MYC-TSS 上游引物, 5′-ATTCCAGCGAGAGGCAGAG-3′, MYC-TSS 下游引 物, 5′-CAAATGGGCAGAATAGCCTC-3′;MYC exon 2 上游引物, 5′-ATTCGAGCTGCTGCCCACCC-3′,MYC exon 2 下游引物,5′-GTCACCATCTCCAGCTGGTCG-3′。
1. 8 Western blotting法檢測各組細(xì)胞中 MYC 和γH2AX蛋白表達(dá)水平
細(xì)胞分組處理后,預(yù)冷的PBS 緩沖液清洗3 次,RIPA 裂解液冰上裂解30 min, 收集各組細(xì)胞裂解物, 離心后收集上清液。BCA 蛋白定量試劑盒測定樣品蛋白質(zhì)濃度,加入蛋白質(zhì)上樣緩沖液, 煮沸5 min, 于4 ℃條件下保存。依據(jù)蛋白質(zhì)濃度測定結(jié)果每孔上樣10 μg蛋白,進(jìn)行SDS-PAGE 電泳(恒壓200 V、45 min)后, 然后將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至PVDF 膜(恒流300 mA、60 min)。用含5% 脫脂奶粉室溫封閉1 h,加入一抗4 ℃ 孵育過夜, 1%TBST 洗膜8 min×3 次, 加入熒光標(biāo)記二抗室溫避光孵育1 h,1%TBST 洗膜8 min×3 次。加入ECL 顯色液顯色后曝光。采用Image J 軟件進(jìn)行條帶定量分析,計算目的蛋白表達(dá)水平。目的蛋白表達(dá)水平= 目的蛋白條帶灰度值/GAPDH 蛋白條帶灰度值。
1. 9 ChIP 法檢測 RNA pol Ⅱ和 γH2AX 在 MYCTSS及 MYC exon 2 上的富集程度
使用 ChIPAssay Kit 進(jìn)行 ChIP 實驗。細(xì)胞在 100 mm 細(xì)胞培養(yǎng)板中生長至 80% 匯合。使用含有 1% 甲醛的細(xì)胞培養(yǎng)基在室溫下進(jìn)行 10 min 的蛋白質(zhì)和 DNA 的交聯(lián)。通過超聲波將染色質(zhì)隨機(jī)切割為200~500 bp, 然后分別采用一抗(RNA pol Ⅱ 和γH2AX) 進(jìn)行孵育和免疫沉淀, 將瓊脂糖珠添加到反應(yīng)中以結(jié)合蛋白偶聯(lián)抗體,然后用新鮮制備的洗脫緩沖液(1% SDS 和0. 1 mol·L-1 NaHCO3)洗脫,然后在 45 ℃下加入蛋白酶 K 消化 1 h 逆轉(zhuǎn)交聯(lián);將與之相結(jié)合的 DNA 片段進(jìn)行免疫沉淀,解交聯(lián)后純化目的DNA,對DNA 進(jìn)行qPCR 法檢測。
1. 10 A549 組和 A549R 組細(xì)胞 MYC 基因突變的檢測
提取A549組和A549R組細(xì)胞基因組,委托生工生物工程(上海) 股份有限公司對MYC 基因進(jìn)行PCR 擴(kuò)增及測序,測序結(jié)果通過SnapGene 軟件進(jìn)行比對。
1. 11 統(tǒng)計學(xué)分析
采用 SPSS 19. 0 統(tǒng)計軟件和GraphPad Prism 8. 0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)分析及繪圖。各組細(xì)胞凋亡率, MSH2、MSH6 和RAD50mRNA 表達(dá)水平, MYCH 和γH2AX 蛋白表達(dá)水平, RNA pol Ⅱ 和γH2AX 在MYC 基因上的富集程度均符合正態(tài)分布, 以x±s 表示, 多組間樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t 檢驗。以Plt;0. 05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2 結(jié) 果
2. 1 吉西他濱耐藥細(xì)胞株的構(gòu)建及鑒定
A549 和A549R 細(xì)胞的濃度-抑制率曲線見圖1。與A549 組比較,2、4、8、16 和32 mg·L-1 吉西他濱作用后,A549R 組細(xì)胞抑制率降低(Plt;0. 05), 吉西他濱對A549 細(xì)胞和 A549R 細(xì)胞的 IC50 分別為10. 86 及21. 06 mg·L-1。A549R 的RI 為1. 93。使用8 mg·L-1吉西他濱作用細(xì)胞后,采用流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡率, 結(jié)果顯示: 與A549 組(12. 45%±1. 12%)比較, A549R 組(5. 59%±0. 87%) 細(xì)胞凋亡率降低(Plt;0. 05)。見圖2。
2. 2 A549 細(xì)胞和 A549R 細(xì)胞中差異表達(dá)基因
RNA-seq 法分析結(jié)果顯示: 與A549 組比較,A549R 組細(xì)胞中有234 個mRNA 表達(dá)水平升高,205 個mRNA 表達(dá)水平降低。見圖3A。KEGG 富集分析結(jié)果顯示:表達(dá)水平升高基因主要參與非同源末端連接、mRNA 監(jiān)測途徑和DNA 復(fù)制等信號通路。見圖3B。
2. 3 A549組和 A549R 組細(xì)胞中 MSH2、MSH6及RAD50 mRNA表達(dá)水平
RT-qPCR法檢測結(jié)果顯示:與A549 組比較,A549R 組細(xì)胞MSH2、MSH6和RAD50 mRNA 表達(dá)水平升高(Plt;0. 05)。見圖4。
2. 4 2 組細(xì)胞中 MYC 和 γH2AX 蛋白表達(dá)水平
Western blotting 法檢測結(jié)果顯示: 與A549 組比較, A549R 組細(xì)胞中MYC 和γH2AX 蛋白表達(dá)水平升高(Plt;0. 05)。見圖5。
2. 5 A549組和A549R組細(xì)胞MYC基因突變和擴(kuò)增情況
RT-qPCR法檢測結(jié)果顯示:與A549組比較, A549R 組細(xì)胞MYC 基因表達(dá)水平升高(Plt;0. 05)。見圖6A。ChIP 法檢測結(jié)果顯示:與A549 組比較, A549R 組細(xì)胞中RNA pol Ⅱ 和γH2AX 在MYC 轉(zhuǎn)錄起始位點及exon 2 上表達(dá)水平升高(Plt;0. 05)。見圖6B。將MYC 基因PCR 擴(kuò)增后進(jìn)行測序, 結(jié)果顯示: A549R 細(xì)胞原癌基因MYCexon 2 上存在G254A 基因突變。見圖6C。
2. 6 si-NC A549R 組和 si-MYC A549R 組細(xì)胞對吉 西 他 濱 的 耐 藥 性
RT-qPCR 法 和 Westernblotting 法檢測結(jié)果顯示:與si-NC A549R 組比較,si-MYC A549R 組細(xì)胞MYC mRNA 和蛋白表達(dá)水平降低(Plt;0. 05)。見圖7。CCK-8 法檢測結(jié)果顯示:與 si-NC A549R 組比較, 2 、4 、8 、16 和32 mg·L-1 吉西他濱作用后, si-MYC A549R 組細(xì)胞抑制率升高(Plt;0. 05)。見圖8。流式細(xì)胞術(shù)檢測 結(jié) 果 顯 示: 與 si-NC A549R 組 (5. 68% ±0. 63%) 比 較, si-MYC A549R 組 (11. 37% ±0. 98%) 細(xì)胞凋亡率升高(Plt;0. 05)。見圖9。
3 討 論
聯(lián)合化療是臨床上癌癥治療的主要方法[11],但長時間多次的藥物化療會增加癌細(xì)胞對藥物的耐藥性, 降低化療效果[12]。獲得性耐藥性是指腫瘤細(xì)胞與藥物反復(fù)接觸的過程中出現(xiàn)了耐藥性,使其對藥物的敏感性下降甚至消失[13]。腫瘤的耐藥性突變可以使癌細(xì)胞逃避某些藥物的抑制,適應(yīng)環(huán)境的變化來驅(qū)動腫瘤的生長。
吉西他濱是嘧啶類抗代謝藥物,屬于細(xì)胞周期特異性藥物,當(dāng)進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后,可被轉(zhuǎn)化為具有活性的吉西他濱磷酸鹽,進(jìn)而影響DNA 合成和修復(fù), 從而抑制腫瘤細(xì)胞分裂, 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[14]。自 1996 年獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration, FDA) 批準(zhǔn)以來,吉西他濱已廣泛應(yīng)用于治療各種實體瘤(乳腺癌、卵巢癌和肺癌等)[15]。吉西他濱在NSCLC 的一線治療中已取得良好的效果。然而長期治療患者會出現(xiàn)耐藥性,導(dǎo)致化療的總有效率僅為20% 左右[16]。為了探討吉他西濱對NSCLC 基因組的影響,本研究應(yīng)用吉他西濱作用于A549 細(xì)胞, 結(jié)果顯示A549R 的RI 為1. 93,且與親本細(xì)胞株A549 細(xì)胞比較, 耐藥細(xì)胞株A549R 可拮抗由吉西他濱誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡, 表明吉西他濱耐藥細(xì)胞株A549R 構(gòu)建成功?;蚪M不穩(wěn)定性包括點突變、染色體畸變、微衛(wèi)星DNA 不穩(wěn)定性和端粒異常,其存在于多種惡性腫瘤和癌前病變中,同時腫瘤的耐藥性也與基因組不穩(wěn)定性有關(guān)。DNA 錯配修復(fù) (mismatchrepair, MMR) 系統(tǒng)紊亂可降低基因組不穩(wěn)定性,誘發(fā)基因突變,MSH2/MSH6 是MMR 中的重要組成部分[17],RAD50 是非同源末端連接修復(fù)過程中的關(guān)鍵分子, 非同源末端連接修復(fù)過程易引發(fā)DNA 突變。RAD50 在腫瘤組織中高表達(dá),且參與腫瘤細(xì)胞對順鉑類藥物化療耐藥,與患者預(yù)后不良相關(guān)[18]。γH2AX 是DNA 雙鏈斷裂的標(biāo)志物, 表明腫瘤細(xì)胞和組織中存在基因組不穩(wěn)定性及端粒功能障礙[19]。RNA-seq 法檢測結(jié)合生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn): A549R 中參與非同源末端連接、mRNA 監(jiān)測途徑和DNA 復(fù)制等信號通路的基因表達(dá)上調(diào)。隨后的驗證實驗結(jié)果表明: 與 A549 組比較,A549R 組細(xì)胞中MSH2、MSH6 和RAD50 mRNA及γH2AX 的蛋白表達(dá)水平均升高,表明A549R 細(xì)胞基因組不穩(wěn)定性增加,DNA 容易發(fā)生斷裂,且斷裂后的修復(fù)方式易引入基因突變,該機(jī)制可能參與吉西他濱化療耐藥過程。
MYC 作為一種原癌基因,是維持多種癌癥生長的多個細(xì)胞過程中的重要信號樞紐[20]。MYC 調(diào)節(jié)RNA 的表達(dá),與腫瘤的中樞代謝途徑、細(xì)胞死亡、增殖、分化和應(yīng)激途徑相關(guān)[21]。Pol Ⅱ可通過與一系列轉(zhuǎn)錄激活蛋白質(zhì)相結(jié)合, 促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄[22]。本研究結(jié)果顯示:A549R 細(xì)胞中RNA pol Ⅱ在MYC-TSS 和MYC exon 2 上富集程度增加,MYC mRNA 和蛋白表達(dá)水平升高, 而敲低MYC可恢復(fù)對吉西他濱的耐藥性,表明NSCLC 對吉西他濱產(chǎn)生耐藥性與MYC 的表達(dá)水平有關(guān)。γH2AX在MYC-TSS 和MYC exon 2 上富集程度增加,A549R 細(xì)胞MYC exon 2 上也存在G254A 基因突變, 表明吉西他濱耐藥NSCLC 細(xì)胞株中MYC 基因可能已發(fā)生DNA 斷裂和修復(fù),并由此產(chǎn)生了基因突變。研究[23] 顯示:G254A 基因型多態(tài)性與癌癥風(fēng)險增加顯著, 提示G254A 可能在吉西他濱誘導(dǎo)NSCLC 產(chǎn)生耐藥性中發(fā)揮重要作用,還有待進(jìn)一步研究。
綜上所述,本課題組發(fā)現(xiàn)吉西他濱耐藥細(xì)胞株基因組不穩(wěn)定性增加,MYC 基因存在突變和擴(kuò)增,而敲低MYC 恢復(fù)NSCLC 細(xì)胞對吉西他濱的耐藥性。MYC 有望作為NSCLC 中與吉西他濱聯(lián)合用藥的新治療靶點,可為進(jìn)一步探討NSCLC 的耐藥機(jī)制提供新的思路。
利益沖突聲明:所有作者聲明不存在利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:陳宗軍和陳亞紅負(fù)責(zé)論文的整體設(shè)計, 陳宗軍負(fù)責(zé)論文的撰寫,黃麗云和梁紫盈負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)分析。
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[基金項目] 海南省衛(wèi)健委2021 年度海南省衛(wèi)生健康行業(yè)科研項目(21A200045)