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背景:小分子激酶抑制剂(Protein kinase inhibitors, PKI)的应用是近年肿瘤临床治疗的热点,通过抑制处于细胞内信号转导通路关键位点上的蛋白激酶可起到阻滞细胞周期,抑制肿瘤血管生成,阻断肿瘤细胞的浸润和转移,诱导肿瘤细胞凋亡的效果,具有有良好的开发和应用前景。位于细胞膜表面的ABC-转运蛋白(ATPbinding cassette(ABC)transporters)可依靠ATP供能,将细胞内结构和功能各异的化疗药物转运出细胞外,是化疗中肿瘤细胞的多药耐药(Multidrug resistance,MDR)发生的重要原因。PKI在应用中也遇到耐药的困扰,近年来,一系列的研究表明MDR-ABC与PKI耐药有密切联系。同时,多项研究表明基于PKI与MDR-ABC间的作用关系,可通过联合用药克服MDR。一方面MDR-ABC会影响药物的吸收、分布、代谢和清除,而另一方面一些亲和力较高的PKI则被用于逆转相应ABC转运蛋白介导的MDR。因此对于两者间作用关系的研究无论对于临床用药还是新药开发都具有重要的意义。目的:对新型激酶抑制剂类抗癌药Midostaurin, Sorafenib, Vatalanib用于逆转肿瘤细胞的多药耐药性的效果进行评价,并对其相关机制进行探索。方法:将三种新型小分子激酶抑制剂同底物类抗癌与实验室已有的ABCB1/P-gp、ABCG2/BCRP、ABCC1/MRP1分别高表达的耐药细胞株及其亲本共同作用,从细胞、功能、蛋白、基因等多个水平评价三种PKI逆转肿瘤MDR的效果。(1)应用MTS法或SRB法检测PKI对耐药细胞和敏感细胞的细胞毒性,并选取IC10以内的用量与底物类抗癌药共同作用,检测其恢复MDR肿瘤细胞对抗癌药敏感性的效果;(2)应用流式细胞术分别以Rh-123、MX、ADR为荧光底物检测耐药细胞中PKI对于P-gp、BCRP、MRP1作为药物外排泵的功能活性的影响;(3)应用Western Blot检测PKI对耐药细胞中P-gp、BCRP、MRP1蛋白表达水平的变化,及其对细胞内增殖信号分子的影响;(4)应用Realtime PCR检测PKI对耐药细胞中耐BCRP基因表达的水平的影响。(5)超速离心法制备含MDR-ABC的粗膜;应用P-gp-GloTMAssay Sysetem检测ATPase活性。结果:(1).以P-gp表达的K562/A02及其亲本细胞K562为模型体外评价Midostaurin逆转P-gp介导MDR的效果。Midostaurin500nM无毒浓度下,在细胞水平即可有效逆转K562/A02对多种底物的耐药;Midostaurin能显著抑制P-gp的外排作用,增加底物Rh-123在K562/A02细胞中的积累;Midostaurin对P-gp的ATPase活性具有明显的抑制作用;0.5μM的Midostaurin对P-gp基因与蛋白表达水以及AKT和ERK的表达与磷酸化水平均无影响。(2).以耐药细胞株K562/A02, HEK293/BCRP,HEK293/MRP1及其相应敏感细胞株K562, HEK293/VEC为模型,研究了Sorafenib体外逆转肿瘤细胞MDR的作用和机制。Sorafenib在2.5μM无毒浓度下可有效逆转BCRP高表达耐药细胞对底物MX、ADR和TOPT的耐药,对P-gp和MRP1无明显逆转作用。Sorafenib特异性增加BCRP底物MX在HEK293/BCRP细胞中的积累,对敏感细胞及P-gp和MRP1高表达的耐药细胞无此作用。Sorafenib可激活BCRP的ATPase活性,是BCRP的底物,是MX和ADR结合BCRP的非竞争型抑制剂。Sorafenib可通引起BCRP构象的改变。Sorafenib通过溶酶体途径引起BCRP的降解并具有时间和剂量依赖性,而对P-gp和MRP1无此影响。Sorafenib对BCRP基因表达无显著影响。2.5μM的Sorafenib对耐药和敏感细胞中AKT和ERK及其磷酸化水平无显著影响。(3).体外评价中,Vatalanib在5μM浓度下可有效逆转BCRP介导的对MX、ADR和TOPT的耐药,对P-gp和MRP1无逆转作用。Vatalanib对BCRP外排MX无显著的抑制作用。Vatalanib可激活BCRP的ATPase活性,但不改变BCRP的构象。Vatalanib可引起BCRP蛋白水平的下调,并具有时间和剂量依赖效应。Vatalanib可降低BCRP的mRNA表达水平。Vatalanib对耐药和敏感细胞中AKT和ERK及磷酸化水平无显著影。结论:(1)Midostaurin可能是P-gp的非底物型抑制剂,通过抑制P-gp的外排功能高效逆转P-gp介导的多药耐药,具有第三代逆转剂的部分特征,可被作为先导化合物供逆转剂开发。(2)Sorafenib通过对BCRP功能抑制和蛋白降解两种形式逆转MDR,且具有较好的特异性,对指导Sorafenib临床联合BCRP底物化疗具有一定意义。作为“双效”BCRP抑制,Sorafenib结构可供新型BCRP逆转剂开发借鉴。Sorafenib是BCRP的底物,表明其BCRP过表达可能是其耐药产生的原因。(3)Vatalanib在体外可有效逆转BCRP介导的MDR,且具有良好的特异性,对指导Vatalanib临床联合BCRP底物化疗有一定意义。Vatalanib可能是BCRP的底物,提示其出现耐药可能与BCRP的过表达有关。Vatalanib通过下调BCRP基因表达进而降低膜表面BCRP蛋白表达量,这一逆转机制较为特殊,且少有报道,其具体机制有待进一步探索研究的价值。