人卵巢癌细胞阿霉素耐药株的建立及其耐药机制的探讨李佩茵,林晨(中国医学科学院肿瘤研究所, 北京100021)摘要人卵巢癌阿霉素耐药细胞株是用A2780人卵巢癌细胞株作亲本,获得 的能耐受0.8μg.ml-1ADM的细胞株A2780/ADM。此细胞株对ADM的耐受程 度约为A2780细胞的17倍。对其他抗肿瘤药如长春新碱、鬼臼乙叉甙有明显的交叉耐药,对 5-氟脲嘧啶、顺铂、米尔法兰则无明显交叉耐药性。进一步研究表明耐药株对ADM蓄积明显减 少;免疫细胞化学的研究显示:A2780/ADM细胞中P-170膜蛋白和谷胱甘肽S-转移 酶(GsT-π)均较A2780表达高。对耐药的逆转也进行了初步研究,发现维拉帕米与AD M合用能提高A2780/ADM细胞对ADM的药物敏感性,细胞的耐受性得到部分逆转。关键 词人卵巢癌阿霉素耐药细胞株,
多药耐药,倍增时间,P-糖蛋白耐药是肿瘤化疗成功的重大障碍 ,某些肿瘤具有固有耐药性特点,另一些肿瘤则在化疗后产生获得性耐药。
阿霉素(adriam ycin,ADM)是一种有效的蒽环类抗癌抗生素,被广泛用于包括卵巢癌在内的多种肿瘤的治 疗。肿瘤细胞对多种药物产生耐药的原因相当复杂。体外培养的耐药细胞珠对肿瘤耐药机制的研究 是国内外一活跃内容。本文通过耐药细胞株A2780/ADM的建立,初步探讨了其耐药机制, 并对耐药的逆转进行了研究,目的在于用此模型进一步寻找能逆转耐药的化合物以提高肿瘤化疗的 疗效。材料细胞A2780(人卵巢癌细胞株,由中国医学科学院药物研究所赠送,药物所引自美 国)。药品阿霉素(ADM)为意大利Farmitulia产品;顺铂(DDP):山东齐鲁制 药厂、5-氟脲嘧啶(5-FU):上海海普制药厂;长春新碱(VCR):北京医科大学实验药 厂;鬼臼乙叉甙(VP-16):北京医药工业研究所;米尔法兰(melphalan,Mel ):Sigma产品;维拉帕米(Ver):辽宁锦州制药二厂。试剂单克隆抗体JSB-I,识 别mdr-1产物p-170膜蛋白,由荷兰RJScheper教授惠赠GST-π由军事医学 科学院提供;ABC试剂盒系Vector产品。方法和结果耐药细胞株的建立选用接种48h后 处于指数生长期的A2780细胞,用浓度为10ng·m1-1的ADM反复处理。待生长稳定 后,逐步增加ADM的浓度,开始时2~3周增加一倍的剂量,以后逐渐递增ADM的浓度,共培 养10个月。约传代50次后,得到一耐受ADM浓度为0.8μg·ml-1的生长良好的耐药
细胞株,命名为人2780/ADM。该细胞株已反复传代3个月。A2780/ADM生物学特 性细胞株稳定性细胞在不含ADM的培养液中培养,随着时间的延长,其耐受性会逐渐降低[1] (见表l)。群体倍增时间(TD)的测定[2]每瓶接种细胞为4Xl04个,接种后1~7d ,每天取2瓶计细胞总数,在半对数座标纸上绘制生长曲线,按Patlerson氏公式计算细 胞在指数生长期的TD。结果表明,A2780和A2780/ADM细胞的倍增时间分别为26 .3h和47.8h,耐药细胞的生长速度显然比敏感细胞缓慢。集落形成率选用指数生长期细胞 制成单细胞悬液,接种在35mm平皿中,置于37C5%co2温箱,A2780培养10d, A2780/ADM培养18d。培养结束,用甲醇固定结晶紫染色,计集落总数。结果A278 0/ADM集落形成率为15~20%,A2780集落形成率为65~75%。药物敏感性实验 按Hamburger和Salmon[3,4]报道的集落形成法测定,癌细胞接种16h后, 加入药物,各种药设5~6个剂量组,每组3个平皿。药物处理24h后,除去药物,用生理盐水 洗涤,以中止药物的作用。换新鲜1640培养液后继续培养10~18d,计集落形成率。以给 药组的集落形成率与对照组集落形成率之比的百分数,计算每种药物浓度的细胞存活率。以存活率 为纵座标,药物浓度为横座标,在半对数座标纸上作剂量一存活率曲线,并求出半数抑制剂量IC 50。由图1可看到ADM对A2780细胞作用的IC50为0.0l3μg·ml-1,而A 2780/AoM则为0.222μg·m1-1,即该耐药细胞对ADM的耐受能力为敏感株的 17倍(见图l)。交叉耐药实验结果表明,耐ADM细胞株A2780/ADM对其他几种作用 机理不同的抗肿癌药也有不同程度的交叉耐药性(见表I)。A2780/ADM对氏春新碱(V CR)和鬼臼乙叉甙(VP-16)的耐药程度分别是A2780的8.1倍和5.5倍;但A2 780/ADM对5-氟脲嘧啶(5-Fu)、米尔法兰(Mel)和顺铂(PDD)并无明显的
交叉耐药性。细胞内阿霉素聚积量[5.6]取指数生长期细胞接种48h后,分别加入2,4, 8,12,16μg·ml-1ADM,每一剂量3瓶。1.5h后用冰冷PBS洗涤,收集细胞 并计数;在细胞中加入1:l混合的0.3mol·L-1HCI和50%乙醇,一20C过夜, 提取细胞内ADM。次日置于4℃12000r·min-1,离心30min收集上清液。在R F-510荧光分光光度计上测ADM的荧光强度(激发波长和发射波长分别为470nm和54 8nm)。由图2可见,两种细胞内ADM的聚集量均随细胞外药物浓度的升高而增加。耐药细胞 内ADM的量低于亲代细胞,统计学有显著差别(P<0.05)(见图2)。耐药机理用免疫细 胞化学测定蛋白产物P-l70和GST-π[7]。将细胞接种在载玻片上,24h后取出,再 用PBS冲洗。冷丙酮固定15min,用PBS冲洗,1%马血清封闭30min,甩片,加一 抗(抗mdr-1单抗,JSB)室温作用1h后,用PBS冲洗,加二抗(马抗鼠抗体)37C 1h,洗片;加ABC(卵白素一生物素一酶复合物法)反应复合物,37℃0.5h用PBS冲 洗后加DAB(3,3二氨基联苯胺显色。当一抗为JSB-1时,A2780为阴性,A278 0/ADM为弱阳性。表示细胞经ADM诱导耐药后,有mdr-1基因产物P-l70的表达。 用GST-π作为一抗时的免疫细胞化学的结果显示A2780为弱阳性,A2780/ADM为 阳性,表明耐药细胞的胞内谷胱甘肽S-转移酶有所增多。耐药的逆转维拉帕米(Ver)对AD M在A2780/ADM细胞毒作用的影响:用集落形成法测定,ADM对A2780/ADM作 用24h后的IC50为0.222μ·ml-1,ADM和Ver联合作用24h后,可使AD M对该耐药株的药物敏感性增强,使其IC50降到0.026μg·ml-1,即ADM的细胞 毒性增加7.5倍。结果表明,上述浓度的Ver可以明显地逆转A2780/ADM对ADM的 耐药性,但并没有达到完全逆转的效果(图3)。讨论在有关抗癌药物耐药性的文献中,报道典型 的多药耐药MDR和P-糖蛋白有关,涉及的药物包括蒽环类、长春碱类、表鬼臼毒素类、秋水仙 素和放射菌素等疏水性天然性产物.而烷化剂和抗代谢类药物则不产生MDR。从本文两种细胞株 对不同抗癌药物的敏感性的分析表中叶看出,A2780/ADM细胞对VP-16及VCR有明 显的交叉耐药作用,对PDD和Mel有伴随敏感性,说明此耐药细胞是由P-糖蛋白参与的典型 MDR。A2780/ADM细胞内ADM的聚集量较亲代细胞降低,可能与细胞膜的P-糖蛋白 过量表达,将药物泵出细胞外有关[8,9]。Ver是一种钙通道阻滞剂,可通过竞争抗癌药物 P-糖蛋白的结合位点来达到抑制P-糖蛋白将药物泵出的功能[10,11]。本研究表明Ve r和ADM合用可以增加A2780/ADM细胞对ADM的敏感性而逆转耐药,也同样证明了这 一点。使用抗P-170单抗JSB-1对A2780/ADM和A2780的细胞内p-糖蛋白 进行免疫组化,发现A2780/ADM呈阳性,证实A2780/ADM耐药细胞中含有P-糖 蛋白。此外,用抗谷胱甘肽S-转移酶(GST-π)单抗进行的免疫组化实验显示A2780/ ADM细胞中GST-lπ的表达超过A2780细胞,说明A2780/ADM细胞的耐药除了 P-糖蛋白参与之外,还有其他机制,谷胱甘肽解毒途径有关的酶表达增多,可能也是一个重要原 因,有待进一步研究。参考文献||1TsuruoT、Lida一SaitoH,Kawaba taHetal.Characteristicsofresistancetoadriam vcininhumanmyelogenousleukemiaK562resistant toadriamycinandinisolatedclones.JpnJCancerR es(Gann),1986,77:6822JakobyWB。MefhodsinEnzy mology,VolLVIIl.London:AcademicPresslnc,197 9:1503HamburgerAW,SalmonSE。Primarybioassayo fhumantumorstemcells.Science,1977.197:4614李 学汤,林晨,李佩茵等。七种人癌细胞系对冬凌草甲素的敏感性比较.药学学报,1985,20 :2435HeQY。Reversalofdoxorubicinresistanceby tctrandrineinChinesehamsterovarycellline。Ac taPharmacol,1992.13:4166Zijlstra,JG,VriesEG E.MulderNH。MuItifactorialdrugresistanceinanadrialnycin-resistanthumansmallcelllungcarcinomacelllines.CancerRes,1987,47:17807杨景山主编。医学细胞化学与细胞生物技术。北京:中国协和医科大学联合出版社,1990:105~11
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