張 艷,程旭芳,黃 剛,董靜靜,王陳萍,江金花,王慶端#,???
1)鄭州大學醫藥科學研究院 鄭州 450052 2)鄭州大學藥學院 鄭州450001 3)鄭州大學化學與分子工程學院 鄭州 450001
惡性淋巴瘤是一種起源于淋巴造血組織的實體瘤,臨床表現變化多端,特別是非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin lymphoma,NHL),易侵犯結外組織,給臨床診斷和治療帶來很大困難?;瘜W治療在侵襲性NHL的綜合治療中占主導地位,但傳統化療方案的治愈率較低[1]。目前,核苷類似物作為一類重要的抗腫瘤藥物,占據抗癌藥物市場近五分之一的份額[2]。核苷類藥物的化學結構與體內正常代謝物相似,可摻入到細胞的DNA與RNA中,抑制核酸的生成,干擾細胞的正常代謝。2’-脫氧-2’-氟-4’-疊氮-核苷類似物(FNC)由鄭州大學化學與分子工程學院合成,前期的研究[3]發現FNC可能對NHL有較好的治療作用。作者選用高侵襲性人Burkitt淋巴瘤Raji細胞作為研究對象,探討FNC對Raji細胞增殖的影響及其作用機制。
1.1主要試劑和儀器RPMI 1640培養液、DMSO和四甲基偶氮唑藍(MTT)購自美國Solarbio公司;胎牛血清購自杭州四季青公司;Annexin-Ⅴ-FITC/PI凋亡檢測試劑盒購自美國BD公司;Trizol購于英俊公司;RT-PCR試劑盒購于寶生物公司;PCR引物由寶生物公司合成; Bcl-6、C-myc、β-actin抗體和山羊抗兔IgG均購于博奧森公司;PRDM1抗體購自Santa Cruz公司。Raji細胞購自中國科學院上海細胞庫,使用含有體積分數10%胎牛血清的RPMI 1640培養基,在飽和濕度、37 ℃、體積分數5%CO2培養箱中常規培養。PCR擴增儀(Biometra公司);凝膠成像分析系統和核酸蛋白分析儀(Eppendorf 公司);DYY-6C型穩壓穩流電泳儀(北京六一儀器廠);酶聯免疫檢測儀、垂直電泳系統和電轉系統(Bio-Rad公司);流式細胞儀(Beckman Coulter公司);紫外透射分析儀(柯達公司)。
1.2細胞增殖情況的檢測采用MTT法。取對數生長期的細胞,調整細胞密度為9×107L-1,接種于96孔培養板中,100 μL/孔,實驗組分別加 0.035、0.350、3.500、35.000、350.000 μmol/L FNC,每個濃度均設5個復孔。同時設空白組(只加培養液)、陰性對照組(不加藥)。培養24、48和72 h后,每孔加入5 g/L MTT溶液20 μL,繼續培養4 h。離心25 min,吸棄上清液,加入 DMSO 150 μL/孔,振蕩混勻后,用酶聯免疫檢測儀測570 nm波長下各孔的吸光度(A)值。實驗重復3次。細胞增殖抑制率=(1-實驗組平均A值/陰性對照組平均A值)×100%。
1.3細胞周期的檢測取對數生長期細胞,以1.5×109L-1的密度接種于6孔板中,分組處理,分別加入不同濃度的FNC或等體積培養液,使終濃度為0(對照)、0.035、0.175、0.875、4.375 μmol/L,培養48 h后收集細胞。用預冷的PBS洗滌細胞2次,離心5 min,棄上清液。加入預冷的乙醇溶液固定,于4 ℃下過夜。用流式細胞儀分析,按Cell Quest軟件檢測并分析細胞周期分布。實驗重復3次。
1.4細胞凋亡的檢測實驗分組同1.3,培養48 h后收集細胞,用預冷的PBS洗滌并離心,按 AnnexinⅤ-FITC/PI 凋亡檢測試劑盒說明書操作,于1 h內上流式細胞儀,用Cell Quest軟件檢測并分析細胞凋亡和死亡的情況。結果判斷:FITC-/PI-為活細胞,FITC-/PI+為壞死細胞,FITC+/PI-為凋亡細胞, FITC+/PI+為凋亡后繼發死亡的細胞。實驗重復3次。細胞凋亡率=(凋亡細胞數+繼發死亡細胞數)/全部細胞數×100%。
1.5細胞中Bcl-6、PRDM1、C-mycmRNA的檢測
采用RT-PCR 法。實驗分組同1.3,培養48 h后收集細胞,用預冷的PBS洗滌2次,棄去上清,加入Trizol提取細胞總RNA,反轉錄成cDNA,以cDNA為模板進行PCR。引物設計見表1。PCR反應條件:94 ℃預變性 5 min;94 ℃變性30 s,退火(Bcl-6為52 ℃,PRDM1為56 ℃,C-myc為53 ℃)50 s,72 ℃延伸1 min,循環35次;72 ℃延伸7 min ,4 ℃保存。于30 g/L瓊脂糖凝膠上電泳,用紫外透射分析儀觀察結果。實驗重復3次。采用Quantity one進行條帶光密度測定,以目的基因與β-actin 條帶光密度的比值作為目的基因mRNA的相對表達量。

表1 引物序列
1.6細胞中Bcl-6、PRDM1、C-myc蛋白的檢測采用Western blot法。實驗分組同1.3,培養48 h后收集細胞,用預冷的PBS洗滌2次,棄上清,提取細胞總蛋白,Bradford法測定蛋白含量。取蛋白30 μg進行SDS-PAGE電泳,將蛋白樣本轉移至NC膜上,用5 g/L脫脂奶粉封閉1 h,分別加入抗Bcl-6、抗PRDM1和抗C-myc多克隆抗體(均稀釋200倍),4 ℃ 過夜。加入辣根過氧化物酶標記山羊抗兔IgG(稀釋1 000倍),脫色搖床搖1 h,ECL顯影成像。實驗重復3次。用 Quantity one進行條帶光密度測定,以目的蛋白與β-actin條帶光密度的比值作為目的蛋白的相對表達量。
1.7統計學處理采用SPSS 17.0 進行分析,采用5×3析因設計的方差分析對細胞增殖抑制率進行分析,應用單因素方差分析對各組細胞周期、凋亡率和Bcl-6、PRDM1、C-myc mRNA及蛋白的相對表達量進行分析,兩兩比較用LSD-t檢驗,檢驗水準α=0.05。
2.1FNC對Raji細胞增殖的影響見表2。

表2 FNC處理后Raji細胞增殖抑制率測定結果(n=3) %
F濃度=4 869.984,F時間=1 785.062,F交互=126.281,P均<0.001。
2.2FNC對Raji細胞周期及凋亡的影響見表3。

表3 FNC處理48 h后Raji細胞周期及凋亡率測定結果(n=3) %
*:兩兩比較,P均<0.05。
2.3FNC對Raji細胞Bcl-6、PRDM1、C-mycmRNA和蛋白表達的影響RT-PCR和Western blot結果見圖1、2,FNC處理48 h后Raji細胞Bcl-6、PRDM1及C-myc mRNA與蛋白表達的分析結果見表4。

圖1 Bcl-6、PRDM及C-myc mRNA測定結果

表4 FNC處理48 h后Raji細胞Bcl-6、PRDM1及C-myc mRNA與蛋白的表達(n=3)
*:兩兩比較,P均<0.05。
作者通過MTT法檢測顯示,FNC對人Burkitt淋巴瘤Raji細胞的增殖具有明顯的抑制作用,呈劑量、時間依賴性。
近年研究[4]發現,細胞周期調控異常和細胞凋亡在腫瘤的發生發展中起重要作用。細胞增殖是通過細胞周期的運轉來實現的。該研究結果顯示,隨著FNC濃度的增加,G0/G1期細胞增多,提示FNC抑制細胞的增殖可能與其阻滯細胞從G0/G1期向S期的轉變有關,使細胞不能進入S期進行DNA的合成,最終導致增殖抑制,該作用呈明顯的劑量-效應關系,提示誘導凋亡可能是FNC抗腫瘤作用的機制之一。
Bcl-6是一個含有鋅指結構的轉錄抑制因子,是原癌基因,在很多類型的淋巴瘤中都能檢測到Bcl-6基因的異常高表達。Bcl-6可以通過抑制p27及CCND2的表達,促進淋巴瘤細胞增殖;通過抑制PDCD2基因及P53基因,抑制淋巴瘤細胞凋亡[5-6]。Bcl-6可通過抑制PRDM1表達,抑制B細胞分化為成熟的漿細胞,從而導致淋巴瘤的發生[7]。PRDM1是一個含有5個鋅指結構的轉錄抑制因子,是抑癌基因,又名B淋巴細胞誘導成熟蛋白,是參與B細胞和T細胞終末分化的關鍵調控因子[8-9],PRDM1功能的異常可導致B細胞不能分化為漿細胞而最終導致腫瘤的發生。研究[10]顯示PRDM1有α與β轉錄本,可能是2個轉錄本的表達及比例異常導致了腫瘤的發生。C-myc是PRDM1直接抑制的下游基因[11],是一個原癌基因。C-myc是Burkitt淋巴瘤的遺傳學標志[12],其功能是改變細胞周期、凋亡,促進細胞增殖及抑制細胞分化而引起淋巴瘤的發生[13]。C-myc 基因的異常表達是癌變過程中較早出現的分子改變,活化的C-myc 可以作為原癌基因參與腫瘤的形成及發展[14]。C-myc也可通過抑制其下游基因,而對細胞的凋亡和細胞周期產生影響[15]。該研究結果顯示,在FNC作用下,Raji細胞中Bcl-6的表達降低,PRDM1的表達升高,從而導致C-myc的表達降低,從而產生抗腫瘤作用。
綜上所述,FNC可下調Bcl-6、C-myc的表達,上調PRDM1的表達,從而抑制Raji細胞的增殖,誘導細胞凋亡。這可能是FNC抗腫瘤作用的重要機制。
[1] Macias-Perez IM, Flinn IW. B-cell receptor pathobiology and targeting in NHL[J]. Curr Oncol Rep, 2012, 14(5): 411
[2] 劉洋,李明花,邢向紅.核苷類抗腫瘤藥物研究進展[J].中國新藥雜志,2012,21(21):2493
[3] Wang Q,Liu X,Zhang Y,et al.FNC,a novel nucleoside analogue inhibits cell proliferation and tumor growth in a variety of human cancer cells[J].Biochem Pharmacol,2011,81(7):848
[4] Hopker K, Reinhardt HC. p53-regulating pathways as targets for personalized cancer therapy[J].Dtsch Med Wochenschr,2013,138(3):82
[5] Baron BW, Hyjek E,Glandstone B,et al. PDCD2, a protein whose expression is repressed by BCL6, induces apoptosis in human cells by activation of the caspase cascade [J].Blood Cells Mol Dis, 2010, 45(2):169
[6] Cabanillas F. Non-Hodgkin’s lymphoma: the old and the new[J]. Clin Lymphoma Myeloma Leuk,2011,11(Suppl 1):S87
[7] Calame K. Activation-dependent induction of Blimp-1[J]. Curr Opin Immunol, 2008, 20(3): 259
[8] 張燕, 張群嶺,洪小南. PRDM1基因功能及其在淋巴瘤發生、發展中的研究進展[J]. 中國癌癥雜志, 2011,21(9):731
[9] Cayer MP, Drouin M,Proulx M,et al. 2-Methoxyestradiol induce the conversion of human peripheral blood memory B lymphocytes into plasma cells[J].J Immunol Methods, 2010, 355(1/2): 29
[10]Kis LL, Salamon D,Persson EK,et al.IL-21 imposes a type Ⅱ EBV gene expression on type Ⅲ and type Ⅰ B cells by the repression of C- and activation of LMP-1-promoter[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2010,107(2): 872
[11]Leucci E, Onnis A,Cocco M,et al. B-cell differentiation in EBV-positive Burkitt lymphoma is impaired at posttranscriptional level by miRNA-altered expression[J]. Int J Cancer, 2010, 126(6):1316
[12]Bueno MJ,Gómez de Cedrón M, Gómez-López G,et al. Combinatorial effects of microRNAs to suppress the Myc oncogenic pathway[J]. Blood, 2011, 117(23): 6255
[13]Choi SY,Kim SJ,Kim WS, et al. Aggressive B cell lymphomas of the gastrointestinal tract: clinicopathologic and genetic analysis[J]. Virchows Arch, 2011, 459(5): 495
[14]申志華,李飛虹,姜漢國,等. PTTG 與C-MYC在非霍奇金淋巴瘤中的表達及意義[J].現代腫瘤醫學,2008,16(1) : 99
[15]Zhang L, Sang H,Liu Y,et al.Manganese activates caspase-9-dependent apoptosis in human bronchial epithelial cells[J]. Hum Exp Toxicol, 2012 Dec 21[Epub ahead of print]