论文部分内容阅读
【摘要】 目的:研究TRAIL联合顺铂对卵巢癌耐药细胞COC1/DDP生长的影响,以及联合用药对TRAIL死亡受体(DR4、DR5)、凋亡相关基因Smac、Survivin表达的影响,揭示TRAIL联合顺铂可能逆转COC1/DDP细胞耐药性的机制。方法:采用MTT法检测不同浓度TRAIL蛋白与DDP联合用药对COC1/DDP细胞生长的影响,用Annexin V-FITC法检测COC1/DDP细胞凋亡,用RT-PCR方法检测DDP对TRAIL受体(DR4、DR5)、凋亡相关基因Smac、Survivin表达。结果:TRAIL蛋白对COC1/DDP细胞生长有抑制作用,DDP与TRAIL蛋白联合作用后细胞生长抑制率显著升高(P<0.05)。DDP使COC1/DDP细胞的DR5表达水平显著增强,为正常对照组的3.45倍(P<0.001);Smac表达为对照组的2.82倍(P<0.001);DR4水平无明显变化;Survivin表达较对照组显著减少(P<0.001)。结论:TRAIL蛋白对COC1/DDP细胞生长有抑制作用,DDP与TRAIL联合增强了对COC1/DDP细胞生长抑制;TRAIL逆转COC1/DDP细胞对DDP的耐药性可能与DDP导致TRAIL受体DR5水平升高、Smac表达增加,通过线粒体途径促进了肿瘤细胞的凋亡有关。
【关键词】 卵巢癌; 耐药性; TRAIL; 凋亡机制
【Abstract】 Objective:To investigate the effect of TRAIL combined with Cisplatin on the growth of ovarian cancer resistant COC1/DDP cells,and the effect of drug combination on the expression of TRAIL death receptors(DR4,DR5) and the apoptosis related genes Smac and Survivin.Method:The effects of different concentrations of TRAIL protein combined with DDP on the growth inhibition of COC1/DDP cells were detected by the MTT assay.Apoptosis of COC1/DDP cells was detected by V-FITC Annexin method.The expression of TRAIL death receptors(DR4,DR5) and the apoptosis related genes Smac,Survivin after treated with DDP were studied by RT-PCR technique.Result:TRAIL protein inhibited the growth of COC1/DDP cells,and the inhibition rate of DDP and TRAIL protein was significantly increased(P<0.05).The COC1/DDP cell expression level of DR5 significantly enhanced as the control group of 3.45 times(P<0.001).The expression of Smac for the control group of 2.82 times(P<0.001).DR4 level without obvious change.Survivin expression compared with the control group decreased significantly(P<0.001).Conclusion:TRAIL protein inhibited the growth of COC1/DDP cells,and the combination of DDP and TRAIL enhanced the inhibition of COC1/DDP
cells.TRAIL reversing the drug resistance of COC1/DDP cells to DDP may cause by the increase of TRAIL receptor DR5 and Smac expression,and promote the apoptosis of tumor cells through the mitochondrial pathway.
【Key words】 Ovarian cancer; Drug resistance; TRAIL; Apoptotic mechanism
First-author’s address:The People’s Hospital Affiliated to Fujian University of Traditional Chinese Medicine,Fuzhou 350004,China
doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2016.29.005
卵巢癌病死率居女性生殖道恶性肿瘤之首,约有70%患者发现时已是晚期,而其中绝大多数在手术后的化疗过程中又极易产生耐药,导致卵巢癌5年生存率仅为30%[1]。寻找逆转卵巢癌耐药化疗敏感性的药物并研究其机制,是现阶段卵巢癌治疗临床和基础研究的热点。
肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligand,TRAIL)是新发现的TNF超家族成员,与其受体结合后可特异性地诱导多种肿瘤细胞凋亡,而对正常细胞几乎无毒性,现已受到人们的广泛关注[2-5]。TRAIL与靶细胞表面的死亡受体DR4/DR5特异结合形成DR4/DR5-FADD-procaspase-8死亡诱导信号复合物(DISC),促使procaspase-8自我裂解形成有活性的凋亡起始蛋白caspase-8,进而活化效应蛋白,最终导致细胞凋亡[6-7]。本研究检测TRAIL对COC1/DDP细胞TRAIL死亡受体(DR4、DR5)、凋亡相关基因Smac、Survivin表达的影响,旨在探讨TRAIL联合顺铂可能逆转COC1/DDP细胞耐药性的机制,现报道如下。 1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 细胞株COC1/DDP 细胞由福建医科大学肿瘤实验室提供。
1.1.2 主要试剂 重组TRAIL蛋白为Pepro Tech公司产品;四甲基偶氮唑蓝(MTT)系美国Sigma公司产品。DD为山东齐鲁制药厂产品。酶联分析仪为美国VICTOR1420型多标记计数仪;逆转录试剂盒、Taq酶、DNAmarker总RNA提取试剂(Trizol)购自Invitrogin公司。引物由上海生工生物有限公司合成。
1.2 方法
1.2.1 细胞培养 COC1/DDP细胞采用含10%胎牛血清、1%双抗(青链霉素混合液)的RMPI-1640培养液,置于37 ℃、5%CO2及20%O2的培养箱中进行培养。
1.2.2 TRAIL蛋白和顺铂对细胞生长抑制检测 (1)检测不同浓度TRAIL对COC1/DDP细胞生长的影响:分别取对数生长期的COC1/DDP细胞以每孔1×104个/mL接种于96孔板24 h贴壁后,更新培养液并加入TRAIL蛋白液使终浓度为5、10、20、50、100、150 μg/L,每个浓度5个复孔,另设对照组(同体积的PBS)、空白组(加培养液,不含细胞及药物);加药后分别继续在培养箱中作用12、24、36、48、60 h后取板备测。采用MTT法测定细胞的吸光度A490值,计算细胞生长抑制率。(2)求得IC50及最佳作用时间。(3)检测DDP与接近IC50的三个浓度TRAIL蛋白联合作用对COC1/DDP细胞生长的影响:分别取对数生长期COC1/DDP细胞接种于96孔培养板中,培养24 h后加入含有
2 μg/mL DDP和接近IC50的三个浓度TRAIL蛋白的培养液, 每一处理组设5个复孔,另设对照组、空白调零组,培养24 h后取板备测。测定每孔细胞的A490值,计算细胞生长抑制率。
1.2.3 采用Annexin V-FITC方法检测COC1/DDP细胞凋亡 COC1/DDP细胞接种于6孔板培养24 h贴壁后加DDP及TRAIL蛋白,分对照组(PBS代替
TRAIL蛋白、DDP)﹑DDP 2 μg/mL组、DDP 2 μg/mL
+TRAIL 40 μg/L组﹑DDP 2 μg/mL+TRAIL 60 μg/L组、
DDP 2 μg/mL+TRAIL 80 μg/L组,各组均设5个复孔,药物作用24h后按试剂盒流程加入Annexin V-FITC及碘化丙锭溶液(PI),流式细胞仪上分析。判断标准:横坐标是PI,纵坐标是Annixin V-FITC,左上、右上、左下、右下四个象限中右上象限代表死亡的细胞,左下象限是存活的细胞,左上象限即FITC(+)/PI(-)是凋亡的细胞。
1.2.4 RT-PCR方法检测COC1/DDP细胞DR4、DR5、Smac及Survivin表达 对数生长的COC1/DDP细胞分对照组(PBS代替)、DDP 0.5μg/mL组、DDP 1μg/mL组及DDP 2μg/mL组,分别培养
24 h后,按试剂盒流程提取总mRNA、cDNA合成及PCR反应。PCR产物经2%琼脂糖凝胶电泳鉴定。引物序列:DR4(上游:5’-ACG AAC GCT CTG GGA CCT GTA AC-3’、下游:5’-ATG TCC TAT GCC TAG TTC TTG TTG-3’)、DR5(上游:5’-TGA GCG GGA AGA GGA CAT GA-3’、下游:5’-GGC TAT TGC CAT TGT GAT TTG A-3’)、Smac(上游:5’-ACC GCC CAC TAC TCT TCC TC-3’下游:5’-GCG ATG CAT TAG GAG CCG TG-3’)及Survivin(上游:
5’-ATG CTG ATC GGA AGA CGC AA-3’下游:
5’-GCG GAT CTG TTT TCT CTG AT-3’),条带的大小分别为DR4 480 bp、DR5 445 bp、Smac 360 bp及Survivin 390 bp。
1.3 统计学处理 采用SPSS 10.0统计软件包,各组资料的比较行方差齐性检验,方差齐者用多组计量资料的方差分析进行比较,两组资料比较用成组设计的t检验进行分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 不同浓度TRAIL蛋白对COC1/DDP细胞生长的影响 由图1可见,TRAIL蛋白对COC1/DDP细胞的杀伤抑制作用随药物浓度的增加而增强;在同一药物浓度干预下,杀伤抑制作用随干预时间的延长而渐增;呈剂量-时间双效应关系。
2.2 DDP与不同浓度的TRAIL蛋白联合作用对COC1/DDP细胞生长的影响 选用接近IC50的三个浓度作为实验浓度:40、60、80 μg/L,以24 h为干预时间。单独DDP(2 μg/mL)作用COC1/DDP细胞24 h,抑制率为3.58%,见表1。提示COC1/DDP细胞对顺铂呈耐药状态,联合用药的抑制率明显高于同一浓度单纯TRAIL和DDP抑制率之和,提示TRAIL蛋白与DDP联合用药对COC1/DDP细胞可能有协同抑制增殖作用。
2.3 流式细胞仪Annexin V-FITC法检测细胞凋亡结果 如图2~6所示,随着与DDP联合的TRAIL浓度增加,COC1/DDP细胞凋亡率也逐渐上升,联合用药干预后凋亡率分别为(7.5±1.2)、(16.5±1.6)及(25.6±2.1)%,与单纯TRAIL蛋白作用比较,凋亡率均明显增加,且各组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。
2.4 RT-PCR检测COC1/DDP细胞DR4、DR5、Smac及Survivin表达 以DR4、DR5、Smac及Survivin基因扩增产物电泳带的吸光度,反映各自表达水平。如图7所示,从右向左条带分别代表对照组、DDP 0.5 μg/mL组、DDP 1 μg/mL组及DDP 2 μg/mL组。COC1/DDP细胞DR4水平对照组和DDP组表达均较低,且不同浓度DDP组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。DR5表达水平较对照组明显升高,DDP 2 μg/mL组为对照组的3.45倍(P<0.001)。Survivin表达均较对照组减少(P<0.001),且不同浓度DDP组间比较无明显差异(P>0.05)。Smac表达渐次增加,DDP 2 μg/mL组为对照组的2.82倍(P<0.001)。 3 讨论
肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体TRAIL是TNF超家族的新成员。TRAIL通过与死亡受体(death receptor,DR)的功能受体DR4、DR5结合,能特异性杀伤肿瘤细胞,而对正常细胞无明显毒性,与FasL和TNF-α对多种组织细胞有毒性相比,TRAIL在肿瘤治疗方面具有更好的应用前景[4-7]。目前普遍接受的TRAIL凋亡诱导途径有两条,即线粒体依赖型途径和线粒体非依赖型途径。I型为线粒体非依赖型途径,即活化的caspase-8直接激活下游效应蛋白caspase-3、caspase-6、caspase-7而诱导凋亡。Ⅱ型为线粒体依赖型途径,活化的caspase-8促使Bid催化断裂形成有活性的截短Bid(tBid)并定位于线粒体膜,引起线粒体跨膜电位降低或破坏,促使线粒体释放细胞色素c、促凋亡蛋白Smac和dATP结合形成凋亡酶体(apoptosome),进而活化效应蛋白,最终导致细胞凋亡[8-14]。
本实验通过MTT法证实TRAIL蛋白可抑制COC1/DDP细胞生长,与DDP联合用药的抑制率高于同一浓度单纯TRAIL和DDP抑制率之和,提示两者联合对COC1/DDP细胞可能有协同抑制增殖作用。流式细胞仪Annexin V-FITC法检测细胞凋亡结果说明这种抑制作用部分源于两者的促凋亡作用。RT-PCR检测结果表明经过DDP处理后COC1/DDP细胞DR5表达增加,且可能通过线粒体途径中促凋亡蛋白Smac表达增加导致细胞凋亡。
COC1/DDP是将人卵巢浆液性腺癌细胞通过DDP浓度间歇诱导,最终获得能完全耐受1.0 μg/mL DDP的细胞亚株。由于TRAIL诱导细胞凋亡途径不同于DDP的作用机制,TRAIL是通过与细胞表面受体DR4和DR5结合引起肿瘤细胞凋亡,这与DDP、TXAL等常规化疗药物作用机制完全不同[15-19]。Arts等[20]通过检测发现化疗后残瘤肿瘤组织中DR4、DR5的表达较化疗前更强,认为这种变化可能是因化疗引起。本研究结果表明在2 μg/mL的DDP作用下COC1/DDP细胞抑制率仅为3.58%,提示对DDP耐药,联合用药的抑制率明显增加,高于同一浓度单纯TRAIL和DDP抑制率之和。DDP处理后DR5水平增加,会明显增强TRAIL促凋亡的作用,可以用来解释TRAIL可能逆转COC1/DDP细胞对DDP的耐药性。Survivin通过抑制caspase-3的表达而阻止细胞过度凋亡,本研究中DDP处理后Survivin表达减少,是否可能导致caspase-3的表达增加进而促进细胞,尚需进一步实验予以证实。Smac是存在于线粒体中并调节细胞凋亡的蛋白质,本研究中DDP处理后,Smac表达增加,推测DDP处理后COC1/DDP细胞DR5表达增加,可能通过线粒体途径导致细胞凋亡。
参考文献
[1] Jemal A,Siegel R,Xu J,et al.Cancer statistics,2010[J].CA Cancer J Clin,2010,60(5):277-300.
[2] Pitti R M,Marsters S A,Ruppert S,et al.Induction of apoptosis by Apo-2 ligand, a new member of the tumor necrosis factor cytokine family[J].Biol Chem,1996,271(22):
12 687-12 690.
[3] Tecchio C,Huber V,Scapini P,et al.IFN-stimulated neutrophils and monocytes release a soluble form of TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL/Apo-2 ligand) displaying apoptotic activity on leukemic cells[J].Blood,2004,103(10):3837-3844.
[4] Lane D,Cartier A,Rancourt C,et al.Cell detachment modulates TRAIL resistance in ovarian cancer cells by downregulating the phosphatidylinositol 3-kinase/Akt pathway[J].Int J Gynecol Cancer,2008,18(4):670-676.
[5] Matei D,Fang F,Shen C,et al.Epigenetic resensitization to platinum in ovarian cancer[J].Cancer Res,2012,72(72):2197-2205.
[6] Jo M,Kim T H,Seol D W,et al.Apoptosis induced in normal human hepatocytes by tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand[J].Nat Med,2000,6(5):564-567.
[7] Pritzker L B,Scatena M,Giachelli C M.The role of osteoprotegerin and tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand in human microvascular endothelial cell survival[J].Mol Biol Cell,2004,15(6):2834-2841. [8] Wang F,Zhou J,Xie X,et al.Involvement of SRPK1 in cisplatin resistance related to long non-coding RNA UCA1 in human ovarian cancer cells[J].Neoplasma,2015,62(3):432-438.
[9] Wen L,Hong D,Yanyin W,et al.Effect of tamoxifen,methoxyprogesterone acetate and combined treatment on cellular proliferation and apoptosis in SKOV3/DDP cells via the regulation of vascular endothelial growth factor[J].Arch Gynecol Obstet,2013,287(5):997-1004.
[10] Sun Y,Liu J H,Jin L,et al.Effect of autophagy-related beclin1 on sensitivity of cisplatin-resistant ovarian cancer cells to chemotherapeutic agents[J].Asian Pac J Cancer Prev,2015,16(7):2785-2791.
[11] Zhao W J,Deng B Y,Wang X M,et al.XIAP associated factor 1(XAF1) represses expression of X-linked inhibitor of apoptosis protein(XIAP) and regulates invasion,cell cycle,apoptosis,and cisplatin sensitivity of ovarian carcinoma cells[J].Asian Pac J Cancer Prev,2015,16(6):2453-2458.
[12] He J,Yu J J,Xu Q,et al.Downregulation of ATG14 by EGR1-MIR152 sensitizes ovarian cancer cells to cisplatin-induced apoptosis by inhibiting cyto-protective autophagy[J].Autophagy,2015,11(2):373-384.
[13] Gu J,Tang Y,Liu Y,et al.Murine double minute 2 siRNA and wild-type p53 gene therapy enhances sensitivity of the SKOV3/DDP ovarian cancer cell line to cisplatin chemotherapy in vitro and in vivo[J].Cancer Lett,2014,343(2):200-209.
[14] Kim M G,Pak J H,Choi W H,et al.The relationship between cisplatin resistance and histone deacetylase isoform over expression in epithelial ovarian cancer cell lines[J].J Gynecol Oncol,2012,23(3):182-189.
[15] Chu S H,Liu Y W,Zhang L,et al.Regulation of survival and chemoresistance by HSP90AA1 in ovarian cancer SKOV3 cells[J].Mol Biol Rep,2013,40(1):1-6.
[16] Ma S,Tan W,Du B,et al.Oridonin effectively reverses cisplatin drug resistance in human ovarian cancer cells via induction of cell apoptosis and inhibition of matrix metal loproteinase expression[J].Mol Med Rep,2016,13(4):3342-3348.
[17] Guo P,Peng D,Xiong X,et al.Expression of micro RNA-100 and its correlation with drug resistance in human ovarian cancer SKOV3/DDP cells[J].Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao,2015,35(11):1624-1627.
[18] Xie D,Yin R T,Li K M,et al.Effects of hyperthermia combined platinum-based drugs on ovarian cancer cell lines SKOV3[J].Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban,2014,45(4):606-611.
[19] Zhao Y,Li Q,Wu X,et al.Upregulation of p27Kip1 by demethylation sensitizes cisplatin resistant human ovarian cancer SKOV3 cells[J].Mol Med Rep,2016,14(2):1659-1666.
[20] Arts H J,de Jong S,Hollema H,et al.Chemotherapy induces death recept or 5 in epithelial ovarian carcinoma[J].Gynecol Oncol,2004,92(3):794-800.
(收稿日期:2016-06-26) (本文编辑:程旭然)
【关键词】 卵巢癌; 耐药性; TRAIL; 凋亡机制
【Abstract】 Objective:To investigate the effect of TRAIL combined with Cisplatin on the growth of ovarian cancer resistant COC1/DDP cells,and the effect of drug combination on the expression of TRAIL death receptors(DR4,DR5) and the apoptosis related genes Smac and Survivin.Method:The effects of different concentrations of TRAIL protein combined with DDP on the growth inhibition of COC1/DDP cells were detected by the MTT assay.Apoptosis of COC1/DDP cells was detected by V-FITC Annexin method.The expression of TRAIL death receptors(DR4,DR5) and the apoptosis related genes Smac,Survivin after treated with DDP were studied by RT-PCR technique.Result:TRAIL protein inhibited the growth of COC1/DDP cells,and the inhibition rate of DDP and TRAIL protein was significantly increased(P<0.05).The COC1/DDP cell expression level of DR5 significantly enhanced as the control group of 3.45 times(P<0.001).The expression of Smac for the control group of 2.82 times(P<0.001).DR4 level without obvious change.Survivin expression compared with the control group decreased significantly(P<0.001).Conclusion:TRAIL protein inhibited the growth of COC1/DDP cells,and the combination of DDP and TRAIL enhanced the inhibition of COC1/DDP
cells.TRAIL reversing the drug resistance of COC1/DDP cells to DDP may cause by the increase of TRAIL receptor DR5 and Smac expression,and promote the apoptosis of tumor cells through the mitochondrial pathway.
【Key words】 Ovarian cancer; Drug resistance; TRAIL; Apoptotic mechanism
First-author’s address:The People’s Hospital Affiliated to Fujian University of Traditional Chinese Medicine,Fuzhou 350004,China
doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2016.29.005
卵巢癌病死率居女性生殖道恶性肿瘤之首,约有70%患者发现时已是晚期,而其中绝大多数在手术后的化疗过程中又极易产生耐药,导致卵巢癌5年生存率仅为30%[1]。寻找逆转卵巢癌耐药化疗敏感性的药物并研究其机制,是现阶段卵巢癌治疗临床和基础研究的热点。
肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligand,TRAIL)是新发现的TNF超家族成员,与其受体结合后可特异性地诱导多种肿瘤细胞凋亡,而对正常细胞几乎无毒性,现已受到人们的广泛关注[2-5]。TRAIL与靶细胞表面的死亡受体DR4/DR5特异结合形成DR4/DR5-FADD-procaspase-8死亡诱导信号复合物(DISC),促使procaspase-8自我裂解形成有活性的凋亡起始蛋白caspase-8,进而活化效应蛋白,最终导致细胞凋亡[6-7]。本研究检测TRAIL对COC1/DDP细胞TRAIL死亡受体(DR4、DR5)、凋亡相关基因Smac、Survivin表达的影响,旨在探讨TRAIL联合顺铂可能逆转COC1/DDP细胞耐药性的机制,现报道如下。 1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 细胞株COC1/DDP 细胞由福建医科大学肿瘤实验室提供。
1.1.2 主要试剂 重组TRAIL蛋白为Pepro Tech公司产品;四甲基偶氮唑蓝(MTT)系美国Sigma公司产品。DD为山东齐鲁制药厂产品。酶联分析仪为美国VICTOR1420型多标记计数仪;逆转录试剂盒、Taq酶、DNAmarker总RNA提取试剂(Trizol)购自Invitrogin公司。引物由上海生工生物有限公司合成。
1.2 方法
1.2.1 细胞培养 COC1/DDP细胞采用含10%胎牛血清、1%双抗(青链霉素混合液)的RMPI-1640培养液,置于37 ℃、5%CO2及20%O2的培养箱中进行培养。
1.2.2 TRAIL蛋白和顺铂对细胞生长抑制检测 (1)检测不同浓度TRAIL对COC1/DDP细胞生长的影响:分别取对数生长期的COC1/DDP细胞以每孔1×104个/mL接种于96孔板24 h贴壁后,更新培养液并加入TRAIL蛋白液使终浓度为5、10、20、50、100、150 μg/L,每个浓度5个复孔,另设对照组(同体积的PBS)、空白组(加培养液,不含细胞及药物);加药后分别继续在培养箱中作用12、24、36、48、60 h后取板备测。采用MTT法测定细胞的吸光度A490值,计算细胞生长抑制率。(2)求得IC50及最佳作用时间。(3)检测DDP与接近IC50的三个浓度TRAIL蛋白联合作用对COC1/DDP细胞生长的影响:分别取对数生长期COC1/DDP细胞接种于96孔培养板中,培养24 h后加入含有
2 μg/mL DDP和接近IC50的三个浓度TRAIL蛋白的培养液, 每一处理组设5个复孔,另设对照组、空白调零组,培养24 h后取板备测。测定每孔细胞的A490值,计算细胞生长抑制率。
1.2.3 采用Annexin V-FITC方法检测COC1/DDP细胞凋亡 COC1/DDP细胞接种于6孔板培养24 h贴壁后加DDP及TRAIL蛋白,分对照组(PBS代替
TRAIL蛋白、DDP)﹑DDP 2 μg/mL组、DDP 2 μg/mL
+TRAIL 40 μg/L组﹑DDP 2 μg/mL+TRAIL 60 μg/L组、
DDP 2 μg/mL+TRAIL 80 μg/L组,各组均设5个复孔,药物作用24h后按试剂盒流程加入Annexin V-FITC及碘化丙锭溶液(PI),流式细胞仪上分析。判断标准:横坐标是PI,纵坐标是Annixin V-FITC,左上、右上、左下、右下四个象限中右上象限代表死亡的细胞,左下象限是存活的细胞,左上象限即FITC(+)/PI(-)是凋亡的细胞。
1.2.4 RT-PCR方法检测COC1/DDP细胞DR4、DR5、Smac及Survivin表达 对数生长的COC1/DDP细胞分对照组(PBS代替)、DDP 0.5μg/mL组、DDP 1μg/mL组及DDP 2μg/mL组,分别培养
24 h后,按试剂盒流程提取总mRNA、cDNA合成及PCR反应。PCR产物经2%琼脂糖凝胶电泳鉴定。引物序列:DR4(上游:5’-ACG AAC GCT CTG GGA CCT GTA AC-3’、下游:5’-ATG TCC TAT GCC TAG TTC TTG TTG-3’)、DR5(上游:5’-TGA GCG GGA AGA GGA CAT GA-3’、下游:5’-GGC TAT TGC CAT TGT GAT TTG A-3’)、Smac(上游:5’-ACC GCC CAC TAC TCT TCC TC-3’下游:5’-GCG ATG CAT TAG GAG CCG TG-3’)及Survivin(上游:
5’-ATG CTG ATC GGA AGA CGC AA-3’下游:
5’-GCG GAT CTG TTT TCT CTG AT-3’),条带的大小分别为DR4 480 bp、DR5 445 bp、Smac 360 bp及Survivin 390 bp。
1.3 统计学处理 采用SPSS 10.0统计软件包,各组资料的比较行方差齐性检验,方差齐者用多组计量资料的方差分析进行比较,两组资料比较用成组设计的t检验进行分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 不同浓度TRAIL蛋白对COC1/DDP细胞生长的影响 由图1可见,TRAIL蛋白对COC1/DDP细胞的杀伤抑制作用随药物浓度的增加而增强;在同一药物浓度干预下,杀伤抑制作用随干预时间的延长而渐增;呈剂量-时间双效应关系。
2.2 DDP与不同浓度的TRAIL蛋白联合作用对COC1/DDP细胞生长的影响 选用接近IC50的三个浓度作为实验浓度:40、60、80 μg/L,以24 h为干预时间。单独DDP(2 μg/mL)作用COC1/DDP细胞24 h,抑制率为3.58%,见表1。提示COC1/DDP细胞对顺铂呈耐药状态,联合用药的抑制率明显高于同一浓度单纯TRAIL和DDP抑制率之和,提示TRAIL蛋白与DDP联合用药对COC1/DDP细胞可能有协同抑制增殖作用。
2.3 流式细胞仪Annexin V-FITC法检测细胞凋亡结果 如图2~6所示,随着与DDP联合的TRAIL浓度增加,COC1/DDP细胞凋亡率也逐渐上升,联合用药干预后凋亡率分别为(7.5±1.2)、(16.5±1.6)及(25.6±2.1)%,与单纯TRAIL蛋白作用比较,凋亡率均明显增加,且各组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。
2.4 RT-PCR检测COC1/DDP细胞DR4、DR5、Smac及Survivin表达 以DR4、DR5、Smac及Survivin基因扩增产物电泳带的吸光度,反映各自表达水平。如图7所示,从右向左条带分别代表对照组、DDP 0.5 μg/mL组、DDP 1 μg/mL组及DDP 2 μg/mL组。COC1/DDP细胞DR4水平对照组和DDP组表达均较低,且不同浓度DDP组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。DR5表达水平较对照组明显升高,DDP 2 μg/mL组为对照组的3.45倍(P<0.001)。Survivin表达均较对照组减少(P<0.001),且不同浓度DDP组间比较无明显差异(P>0.05)。Smac表达渐次增加,DDP 2 μg/mL组为对照组的2.82倍(P<0.001)。 3 讨论
肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体TRAIL是TNF超家族的新成员。TRAIL通过与死亡受体(death receptor,DR)的功能受体DR4、DR5结合,能特异性杀伤肿瘤细胞,而对正常细胞无明显毒性,与FasL和TNF-α对多种组织细胞有毒性相比,TRAIL在肿瘤治疗方面具有更好的应用前景[4-7]。目前普遍接受的TRAIL凋亡诱导途径有两条,即线粒体依赖型途径和线粒体非依赖型途径。I型为线粒体非依赖型途径,即活化的caspase-8直接激活下游效应蛋白caspase-3、caspase-6、caspase-7而诱导凋亡。Ⅱ型为线粒体依赖型途径,活化的caspase-8促使Bid催化断裂形成有活性的截短Bid(tBid)并定位于线粒体膜,引起线粒体跨膜电位降低或破坏,促使线粒体释放细胞色素c、促凋亡蛋白Smac和dATP结合形成凋亡酶体(apoptosome),进而活化效应蛋白,最终导致细胞凋亡[8-14]。
本实验通过MTT法证实TRAIL蛋白可抑制COC1/DDP细胞生长,与DDP联合用药的抑制率高于同一浓度单纯TRAIL和DDP抑制率之和,提示两者联合对COC1/DDP细胞可能有协同抑制增殖作用。流式细胞仪Annexin V-FITC法检测细胞凋亡结果说明这种抑制作用部分源于两者的促凋亡作用。RT-PCR检测结果表明经过DDP处理后COC1/DDP细胞DR5表达增加,且可能通过线粒体途径中促凋亡蛋白Smac表达增加导致细胞凋亡。
COC1/DDP是将人卵巢浆液性腺癌细胞通过DDP浓度间歇诱导,最终获得能完全耐受1.0 μg/mL DDP的细胞亚株。由于TRAIL诱导细胞凋亡途径不同于DDP的作用机制,TRAIL是通过与细胞表面受体DR4和DR5结合引起肿瘤细胞凋亡,这与DDP、TXAL等常规化疗药物作用机制完全不同[15-19]。Arts等[20]通过检测发现化疗后残瘤肿瘤组织中DR4、DR5的表达较化疗前更强,认为这种变化可能是因化疗引起。本研究结果表明在2 μg/mL的DDP作用下COC1/DDP细胞抑制率仅为3.58%,提示对DDP耐药,联合用药的抑制率明显增加,高于同一浓度单纯TRAIL和DDP抑制率之和。DDP处理后DR5水平增加,会明显增强TRAIL促凋亡的作用,可以用来解释TRAIL可能逆转COC1/DDP细胞对DDP的耐药性。Survivin通过抑制caspase-3的表达而阻止细胞过度凋亡,本研究中DDP处理后Survivin表达减少,是否可能导致caspase-3的表达增加进而促进细胞,尚需进一步实验予以证实。Smac是存在于线粒体中并调节细胞凋亡的蛋白质,本研究中DDP处理后,Smac表达增加,推测DDP处理后COC1/DDP细胞DR5表达增加,可能通过线粒体途径导致细胞凋亡。
参考文献
[1] Jemal A,Siegel R,Xu J,et al.Cancer statistics,2010[J].CA Cancer J Clin,2010,60(5):277-300.
[2] Pitti R M,Marsters S A,Ruppert S,et al.Induction of apoptosis by Apo-2 ligand, a new member of the tumor necrosis factor cytokine family[J].Biol Chem,1996,271(22):
12 687-12 690.
[3] Tecchio C,Huber V,Scapini P,et al.IFN-stimulated neutrophils and monocytes release a soluble form of TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL/Apo-2 ligand) displaying apoptotic activity on leukemic cells[J].Blood,2004,103(10):3837-3844.
[4] Lane D,Cartier A,Rancourt C,et al.Cell detachment modulates TRAIL resistance in ovarian cancer cells by downregulating the phosphatidylinositol 3-kinase/Akt pathway[J].Int J Gynecol Cancer,2008,18(4):670-676.
[5] Matei D,Fang F,Shen C,et al.Epigenetic resensitization to platinum in ovarian cancer[J].Cancer Res,2012,72(72):2197-2205.
[6] Jo M,Kim T H,Seol D W,et al.Apoptosis induced in normal human hepatocytes by tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand[J].Nat Med,2000,6(5):564-567.
[7] Pritzker L B,Scatena M,Giachelli C M.The role of osteoprotegerin and tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand in human microvascular endothelial cell survival[J].Mol Biol Cell,2004,15(6):2834-2841. [8] Wang F,Zhou J,Xie X,et al.Involvement of SRPK1 in cisplatin resistance related to long non-coding RNA UCA1 in human ovarian cancer cells[J].Neoplasma,2015,62(3):432-438.
[9] Wen L,Hong D,Yanyin W,et al.Effect of tamoxifen,methoxyprogesterone acetate and combined treatment on cellular proliferation and apoptosis in SKOV3/DDP cells via the regulation of vascular endothelial growth factor[J].Arch Gynecol Obstet,2013,287(5):997-1004.
[10] Sun Y,Liu J H,Jin L,et al.Effect of autophagy-related beclin1 on sensitivity of cisplatin-resistant ovarian cancer cells to chemotherapeutic agents[J].Asian Pac J Cancer Prev,2015,16(7):2785-2791.
[11] Zhao W J,Deng B Y,Wang X M,et al.XIAP associated factor 1(XAF1) represses expression of X-linked inhibitor of apoptosis protein(XIAP) and regulates invasion,cell cycle,apoptosis,and cisplatin sensitivity of ovarian carcinoma cells[J].Asian Pac J Cancer Prev,2015,16(6):2453-2458.
[12] He J,Yu J J,Xu Q,et al.Downregulation of ATG14 by EGR1-MIR152 sensitizes ovarian cancer cells to cisplatin-induced apoptosis by inhibiting cyto-protective autophagy[J].Autophagy,2015,11(2):373-384.
[13] Gu J,Tang Y,Liu Y,et al.Murine double minute 2 siRNA and wild-type p53 gene therapy enhances sensitivity of the SKOV3/DDP ovarian cancer cell line to cisplatin chemotherapy in vitro and in vivo[J].Cancer Lett,2014,343(2):200-209.
[14] Kim M G,Pak J H,Choi W H,et al.The relationship between cisplatin resistance and histone deacetylase isoform over expression in epithelial ovarian cancer cell lines[J].J Gynecol Oncol,2012,23(3):182-189.
[15] Chu S H,Liu Y W,Zhang L,et al.Regulation of survival and chemoresistance by HSP90AA1 in ovarian cancer SKOV3 cells[J].Mol Biol Rep,2013,40(1):1-6.
[16] Ma S,Tan W,Du B,et al.Oridonin effectively reverses cisplatin drug resistance in human ovarian cancer cells via induction of cell apoptosis and inhibition of matrix metal loproteinase expression[J].Mol Med Rep,2016,13(4):3342-3348.
[17] Guo P,Peng D,Xiong X,et al.Expression of micro RNA-100 and its correlation with drug resistance in human ovarian cancer SKOV3/DDP cells[J].Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao,2015,35(11):1624-1627.
[18] Xie D,Yin R T,Li K M,et al.Effects of hyperthermia combined platinum-based drugs on ovarian cancer cell lines SKOV3[J].Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban,2014,45(4):606-611.
[19] Zhao Y,Li Q,Wu X,et al.Upregulation of p27Kip1 by demethylation sensitizes cisplatin resistant human ovarian cancer SKOV3 cells[J].Mol Med Rep,2016,14(2):1659-1666.
[20] Arts H J,de Jong S,Hollema H,et al.Chemotherapy induces death recept or 5 in epithelial ovarian carcinoma[J].Gynecol Oncol,2004,92(3):794-800.
(收稿日期:2016-06-26) (本文编辑:程旭然)