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【摘要】
目前治疗白血病的有效机制之一就是诱导白血病细胞的凋亡与分化，大量研究表明，多药耐药（MDR）是影响白血病疗效的一个重要原因，而且许多耐药白血病细胞内Ca2+浓度高于非耐药白血病细胞，可见细胞内Ca2+浓度对白血病细胞的耐药有着一定的影响。
【关键词】白血病细胞；Ca2+浓度；耐药
【中图分类号】R782.01 【文献标识码】B 【文章编号】1005-0515(2011)10-0192-02
Ca2+广泛存在于细胞内液与细胞外液中，它作为第二信使，在细胞的生理调控中具有重要的功能，如细胞代谢、分裂、分泌、细胞的归巢、黏附、聚集、淋巴细胞的变形能力和供氧等［1］。在生理状态下，胞浆内游离Ca2+浓度大约维持在100nmol/L左右，细胞内的Ca2+主要存在于线粒体和内质网中，细胞外及内质网内的Ca2+浓度比胞浆内要高得多，在mmol/L的水平。
1影响细胞内Ca2+浓度的因素
细胞内存在着许多种转录因子，它们可以受Ca2+的调节，Ca2+浓度的升高和降低可以分别调节不同的转录因子，从而影响不同的细胞功能。细胞内Ca2+稳态是保证细胞正常生命活动的重要物质基础。早期研究表明，Ca2+稳态的破坏是药物引起细胞死亡的一个普遍的终末事件［2］。细胞在内外环境各种因素的作用下，通过升高或降低细胞内Ca2+的浓度来维持细胞内Ca2+的平衡，使细胞维持正常的活动。
1.1升高细胞内Ca2+浓度的因素［3］
1.1.1胞外Ca2+的内流。
细胞主要通过以下途径使胞外Ca2+内流：（1）细胞膜上Ca2+通道的开放，可以使细胞外Ca2+顺着浓度梯度内流；（2）通过KCa通道，当细胞内Ca2+浓度升高时，可以激活细胞膜上的KCa通道，促使细胞内K+流向细胞外，膜内的电位进一步变负，有利于细胞外Ca2+顺电位梯度进入到细胞内；（3）细胞内Ca2+浓度的升高又可以产生一种正反馈的作用促使胞膜上Ca2+通道进一步开放，使胞外Ca2+内流。
1.1.2胞内Ca2+库的释放。
主要机制如下：（1）IP3R途径。细胞膜上受体与配体结合，通过IP膜上G蛋白活化磷脂酶C（PLC），催化细胞膜上的二磷酸酯酰肌醇（PIP2）分解为肌醇1，4，5-三磷酸（inositol1,4,5-triphosphate,IP3）和二酰基甘油（diacylglycerol, DG）,IP3进入细胞内，与内质网上的IP3受体结合，打开内质网上的Ca2+通道，诱导钙库中的Ca2+释放；（2）Cyclin ADP-ribose(cADPR)途徑。cADPR是细胞中的另一种第二信使，它可以与内质网上RyR相结合，促进内质网中的Ca2+外流至胞质；（3）细胞内Ca2+浓度的升高，可以促使线粒体钙库释放Ca2+入胞质。
1.2降低胞内Ca2+浓度的因素。
细胞主要通过以下途径降低细胞内Ca2+浓度：（1）Ca2+泵，细胞膜的Ca2+ 泵可以逆浓度梯度和电位梯度将胞质中的Ca2+ 泵出胞质；内质网上有一种离子泵SERCA(Sarco-endoplasmic reticulum Ca2+)，能将胞内的Ca2+泵入内质网，降低胞内的Ca2+浓度；（2）线粒体的缓冲作用，当细胞内的Ca2+浓度太高时，它可以将胞质中的Ca2+吸收入线粒体；而当细胞内的Ca2+浓度降低时又可以释放线粒体中的Ca2+进入胞质。
2Ca2+对白血病细胞多药耐药（MDR）的影响
虽然近年来白血病的治疗取得了巨大的进展，越来越多的抗白血病的药物及不同的化疗方案被发现，但是随之出现的耐药现象却成为治疗白血病的一大障碍。目前MDR的发生机制和逆转方法成为研究的热点。研究表明，许多耐药肿瘤细胞中Ca2+浓度高于非耐药肿瘤细胞，因此有学者认为Ca2+浓度的升高是使肿瘤细胞耐药的原因之一［4］。但也有学者认为，细胞内Ca2+浓度的升高只是耐药肿瘤细胞的特殊表型，与耐药没有直接关系［5］。
MDR的主要几种机制有［6］：（1）细胞膜异常表达某些起外排药物作用的蛋白，如MDR1基因表达产物P-gp蛋白。P-gp蛋白可以促进肿瘤细胞内药物外流而减少细胞内药物浓度，使肿瘤细胞出现MDR。（2）细胞内某些酶系统在数量和结构上的异常，研究较多的是谷胱甘肽S转移酶和DNA拓扑异构酶。另外还有DNA修复酶，与蛋白磷酸化有关的磷酸化酶PKC等。（3）细胞凋亡的抑制，许多基因可以调控细胞的凋亡，如bcl-2,c-myc,p53基因。大量实验研究表明，bcl-2的高表达与白血病细胞的对各种诱导剂的高抗性有关，而且这种对化疗药物的敏感性受bcl-2表达水平的影响，它使抗癌药物的毒性作用变成了对细胞死亡的抑制作用。野生型p53基因是细胞凋亡的激活剂，但突变型p53基因却能抑制细胞凋亡，同时也抑制c-myc基因对细胞凋亡的加强作用，他们共同作用，增加了肿瘤细胞的耐药性。有关细胞凋亡的诱导和抑制基因在不断的发现，但其作用机制还不十分清楚。
Tsuruo等［7］首先发现和证实Ca2+通道阻滞剂维拉帕米(Verapa- mail，VER)可以逆转肿瘤细胞的MDR，其逆转耐药的机制为［8］：（1）竞争性结合P-gp蛋白，抑制药物外排，改变药物分布；（2）阻滞Ca2+内流；(3)通过钙调蛋白影响药物外排泵的活性；(4)PKC磷酸化作用；（5）诱导肿瘤细胞凋亡。程坚［9］等用VER逆转HL-60/ADR细胞株的研究中发现，经VER预处理组的bcl-2蛋白表达水平比单独VER组和VP16组及正常对照组均低，说明VER可以通过抑制bcl-2蛋白的表达促进肿瘤细胞的凋亡。
Ca2+作为细胞内第二信使，维持着细胞正常的生理功能，也是多种受体激动后信号传递的中心环节，对白血病细胞的多药耐药中有着一定的影响，故信号钙在白血病细胞耐药中的研究为治疗白血病开辟了一条新的途径。
参考文献
［1］ Ono N, Oshima T, Ishide M, et al. Platlete Ca2+ isnot increased instroke-prone spontaneous lyhypertense rats［J］. Hypertension, 1996, 27 (6):1312-1317 .
［2］ Trump BF, Berezesky IK. The role of altered ［Ca2+］i regulation in apoptosis, oncosts and necrosis［J］. BiochimBiophys Acta,1996,1313:173 -178.
［3］ 肖兰，傅红焱，宋德懋，范少光. 淋巴细胞上的离子通道［J］.生理科学进展,2003，34（2）：105-110.
［4］陈宝安，周云，程坚，等.细胞内钙与K562／A02细胞多药耐药相关性的研究［J］. 中国实验血液学杂志,2004,12(2)：159-162.
［5］ Ma Q，Zhang ZS，Zhang YL，et a1．Relationship between multi—drug resistancein human colon carcinoma LoVolAdr cell line and intracellular calcium ion concentration［J］．Ai Zheng ，2002；21（8）：846-849.
［6］ 朱平.现代血液肿瘤诊断治疗学［M］. 北京：北京医科大学，中国协和医科大学联合出版社，1999,273-276.
［7］ Tsuruo T. Increased accumulation of vincristine and adriamycin in drug -resistant tumor cells following incubation with calcium antogonist and calmodulin inhibitors［J］.Cancer Res，1982，42（11）:4730-4733.
［8］ 张胜本, 张连阳. 肿瘤化学治疗敏感性与抗药性［M］.成都：四川科学技术出版社，1995.198-9.
［9］ 程坚,陈宝安,高峰,等.异搏定逆转HL-60/ADR细胞株耐药机理的初步探讨［J］.南京铁道医学院学报, 2000，19（1）：11-13.
目前治疗白血病的有效机制之一就是诱导白血病细胞的凋亡与分化，大量研究表明，多药耐药（MDR）是影响白血病疗效的一个重要原因，而且许多耐药白血病细胞内Ca2+浓度高于非耐药白血病细胞，可见细胞内Ca2+浓度对白血病细胞的耐药有着一定的影响。
【关键词】白血病细胞；Ca2+浓度；耐药
【中图分类号】R782.01 【文献标识码】B 【文章编号】1005-0515(2011)10-0192-02
Ca2+广泛存在于细胞内液与细胞外液中，它作为第二信使，在细胞的生理调控中具有重要的功能，如细胞代谢、分裂、分泌、细胞的归巢、黏附、聚集、淋巴细胞的变形能力和供氧等［1］。在生理状态下，胞浆内游离Ca2+浓度大约维持在100nmol/L左右，细胞内的Ca2+主要存在于线粒体和内质网中，细胞外及内质网内的Ca2+浓度比胞浆内要高得多，在mmol/L的水平。
1影响细胞内Ca2+浓度的因素
细胞内存在着许多种转录因子，它们可以受Ca2+的调节，Ca2+浓度的升高和降低可以分别调节不同的转录因子，从而影响不同的细胞功能。细胞内Ca2+稳态是保证细胞正常生命活动的重要物质基础。早期研究表明，Ca2+稳态的破坏是药物引起细胞死亡的一个普遍的终末事件［2］。细胞在内外环境各种因素的作用下，通过升高或降低细胞内Ca2+的浓度来维持细胞内Ca2+的平衡，使细胞维持正常的活动。
1.1升高细胞内Ca2+浓度的因素［3］
1.1.1胞外Ca2+的内流。
细胞主要通过以下途径使胞外Ca2+内流：（1）细胞膜上Ca2+通道的开放，可以使细胞外Ca2+顺着浓度梯度内流；（2）通过KCa通道，当细胞内Ca2+浓度升高时，可以激活细胞膜上的KCa通道，促使细胞内K+流向细胞外，膜内的电位进一步变负，有利于细胞外Ca2+顺电位梯度进入到细胞内；（3）细胞内Ca2+浓度的升高又可以产生一种正反馈的作用促使胞膜上Ca2+通道进一步开放，使胞外Ca2+内流。
1.1.2胞内Ca2+库的释放。
主要机制如下：（1）IP3R途径。细胞膜上受体与配体结合，通过IP膜上G蛋白活化磷脂酶C（PLC），催化细胞膜上的二磷酸酯酰肌醇（PIP2）分解为肌醇1，4，5-三磷酸（inositol1,4,5-triphosphate,IP3）和二酰基甘油（diacylglycerol, DG）,IP3进入细胞内，与内质网上的IP3受体结合，打开内质网上的Ca2+通道，诱导钙库中的Ca2+释放；（2）Cyclin ADP-ribose(cADPR)途徑。cADPR是细胞中的另一种第二信使，它可以与内质网上RyR相结合，促进内质网中的Ca2+外流至胞质；（3）细胞内Ca2+浓度的升高，可以促使线粒体钙库释放Ca2+入胞质。
1.2降低胞内Ca2+浓度的因素。
细胞主要通过以下途径降低细胞内Ca2+浓度：（1）Ca2+泵，细胞膜的Ca2+ 泵可以逆浓度梯度和电位梯度将胞质中的Ca2+ 泵出胞质；内质网上有一种离子泵SERCA(Sarco-endoplasmic reticulum Ca2+)，能将胞内的Ca2+泵入内质网，降低胞内的Ca2+浓度；（2）线粒体的缓冲作用，当细胞内的Ca2+浓度太高时，它可以将胞质中的Ca2+吸收入线粒体；而当细胞内的Ca2+浓度降低时又可以释放线粒体中的Ca2+进入胞质。
2Ca2+对白血病细胞多药耐药（MDR）的影响
虽然近年来白血病的治疗取得了巨大的进展，越来越多的抗白血病的药物及不同的化疗方案被发现，但是随之出现的耐药现象却成为治疗白血病的一大障碍。目前MDR的发生机制和逆转方法成为研究的热点。研究表明，许多耐药肿瘤细胞中Ca2+浓度高于非耐药肿瘤细胞，因此有学者认为Ca2+浓度的升高是使肿瘤细胞耐药的原因之一［4］。但也有学者认为，细胞内Ca2+浓度的升高只是耐药肿瘤细胞的特殊表型，与耐药没有直接关系［5］。
MDR的主要几种机制有［6］：（1）细胞膜异常表达某些起外排药物作用的蛋白，如MDR1基因表达产物P-gp蛋白。P-gp蛋白可以促进肿瘤细胞内药物外流而减少细胞内药物浓度，使肿瘤细胞出现MDR。（2）细胞内某些酶系统在数量和结构上的异常，研究较多的是谷胱甘肽S转移酶和DNA拓扑异构酶。另外还有DNA修复酶，与蛋白磷酸化有关的磷酸化酶PKC等。（3）细胞凋亡的抑制，许多基因可以调控细胞的凋亡，如bcl-2,c-myc,p53基因。大量实验研究表明，bcl-2的高表达与白血病细胞的对各种诱导剂的高抗性有关，而且这种对化疗药物的敏感性受bcl-2表达水平的影响，它使抗癌药物的毒性作用变成了对细胞死亡的抑制作用。野生型p53基因是细胞凋亡的激活剂，但突变型p53基因却能抑制细胞凋亡，同时也抑制c-myc基因对细胞凋亡的加强作用，他们共同作用，增加了肿瘤细胞的耐药性。有关细胞凋亡的诱导和抑制基因在不断的发现，但其作用机制还不十分清楚。
Tsuruo等［7］首先发现和证实Ca2+通道阻滞剂维拉帕米(Verapa- mail，VER)可以逆转肿瘤细胞的MDR，其逆转耐药的机制为［8］：（1）竞争性结合P-gp蛋白，抑制药物外排，改变药物分布；（2）阻滞Ca2+内流；(3)通过钙调蛋白影响药物外排泵的活性；(4)PKC磷酸化作用；（5）诱导肿瘤细胞凋亡。程坚［9］等用VER逆转HL-60/ADR细胞株的研究中发现，经VER预处理组的bcl-2蛋白表达水平比单独VER组和VP16组及正常对照组均低，说明VER可以通过抑制bcl-2蛋白的表达促进肿瘤细胞的凋亡。
Ca2+作为细胞内第二信使，维持着细胞正常的生理功能，也是多种受体激动后信号传递的中心环节，对白血病细胞的多药耐药中有着一定的影响，故信号钙在白血病细胞耐药中的研究为治疗白血病开辟了一条新的途径。
参考文献
［1］ Ono N, Oshima T, Ishide M, et al. Platlete Ca2+ isnot increased instroke-prone spontaneous lyhypertense rats［J］. Hypertension, 1996, 27 (6):1312-1317 .
［2］ Trump BF, Berezesky IK. The role of altered ［Ca2+］i regulation in apoptosis, oncosts and necrosis［J］. BiochimBiophys Acta,1996,1313:173 -178.
［3］ 肖兰，傅红焱，宋德懋，范少光. 淋巴细胞上的离子通道［J］.生理科学进展,2003，34（2）：105-110.
［4］陈宝安，周云，程坚，等.细胞内钙与K562／A02细胞多药耐药相关性的研究［J］. 中国实验血液学杂志,2004,12(2)：159-162.
［5］ Ma Q，Zhang ZS，Zhang YL，et a1．Relationship between multi—drug resistancein human colon carcinoma LoVolAdr cell line and intracellular calcium ion concentration［J］．Ai Zheng ，2002；21（8）：846-849.
［6］ 朱平.现代血液肿瘤诊断治疗学［M］. 北京：北京医科大学，中国协和医科大学联合出版社，1999,273-276.
［7］ Tsuruo T. Increased accumulation of vincristine and adriamycin in drug -resistant tumor cells following incubation with calcium antogonist and calmodulin inhibitors［J］.Cancer Res，1982，42（11）:4730-4733.
［8］ 张胜本, 张连阳. 肿瘤化学治疗敏感性与抗药性［M］.成都：四川科学技术出版社，1995.198-9.
［9］ 程坚,陈宝安,高峰,等.异搏定逆转HL-60/ADR细胞株耐药机理的初步探讨［J］.南京铁道医学院学报, 2000，19（1）：11-13.