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背景和目的随着酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor,TKI)的广泛应用,大部分慢性髓系白血病(chronic myeloid leukemia,CML)患者的预后结局和生存质量得到明显的改善,但仍有小部分患者由于药物不耐受和(或)耐药而出现难治复发和病情进展,这也是目前CML临床治疗中的难点和研究热点。近来,在多种实体肿瘤的体外实验中发现,广谱抗生素替加环素通过抑制肿瘤细胞线粒体蛋白的翻译发挥其抗肿瘤作用。然而替加环素是否对CML也具有抗白血病作用,目前尚不清楚。本研究通过分析替加环素对CML患者细胞标本和细胞株的细胞生物学、分子生物学和线粒体功能的影响,初步探讨替加环素逆转CML耐药的可能性。研究方法选取临床CML细胞标本(分别来自初诊和难治CML患者)和相应细胞系(K562和KBM5细胞作为伊马替尼敏感株,带有T315I突变的KBM5细胞作为伊马替尼耐药株)作为研究对象,检测替加环素对细胞增殖、线粒体功能、能量代谢(线粒体压力和糖酵解)、凋亡和自噬的影响,进一步探讨替加环素促进CML细胞凋亡和自噬的具体分子机制以及抑制自噬(药物和基因水平)联合替加环素的协同抗白血病作用。研究结果首先,替加环素对CML原代细胞和细胞株(包括药敏细胞和耐药细胞)的增殖均有明显的抑制作用。然后,替加环素明显抑制CML细胞的线粒体编码蛋白细胞色素 C 氧化酶-1 和-2(Cytochrome C Oxidase-1 and-2,Cox-1 and Cox-2)合成和线粒体膜电势,但不能促进细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成。另外,替加环素明显抑制CML细胞的线粒体有氧呼吸(线粒体压力)和糖酵解功能,并使CML细胞对各种线粒体压力和糖酵解的刺激剂和抑制剂的反应性明显减弱。替加环素通过激活线粒体相关凋亡信号通路细胞色素-c/半胱天冬酶-9/半胱天冬酶-3(cytochrome-C/caspase-9/caspase-3)的活性诱导 CML 细胞凋亡。另外,替加环素通过下调 PI3K/AKT/mTOR(phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamyci)信号通路活性促进细胞自噬。利用药物(氯喹)或者小干扰 RNA(small interfering ribonucleic acid,siRNA)技术抑制自噬相关基因-5(autophagy-related gene 5,ATG5)表达的方式抑制细胞自噬,能进一步加强替加环素的抗白血病作用。最后,以健康供者来源的骨髓单个核细胞代表正常细胞,在静息状态时CML细胞的糖酵解水平、线粒体质量和线粒体DNA拷贝数均较正常细胞显著增加。而替加环素对正常细胞的线粒体膜电势、线粒体压力和糖酵解水平的抑制作用不明显,不能引起正常细胞明显凋亡。结论替加环素通过抑制CML细胞的线粒体功能和干扰其能量代谢诱导白血病细胞凋亡,联合自噬抑制药物能进一步增加替加环素的特异性抗白血病作用,有效逆转CML耐药。