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目的:本课题旨在研究磁性纳米四氧化三铁(Fe304-magnetic nanoparticles,Fe304-MNPs)是否可以逆转人卵巢癌耐药细胞株(SKOV3/CDDP)的耐药性,并探讨Fe304-MNPs对SKOV3/CDDP耐药性的逆转作用与凋亡相关基因(B celllymphoma/leukemia 2,Bcl-2;Survivin)和核苷酸切除修复基因(excision repair crosscomplementing 1,ERCCl)mRNA转录的影响,并进一步检测 P 糖蛋白(P-glycoproteiN,P-gp)、肺抗药性相关蛋白(lung resistance-related protciN,LRP)和多药耐药相关蛋白(multidrug resistance related proteiN,MRPl)表达水平,以探讨它们逆转MDR的作用机理,为载药纳米颗粒作为耐药逆转剂的临床应用提供理论依据。
方法:将卵巢癌的耐药株SKOV3/CDDP细胞分为对照组、顺铂组(CDDP组)、磁性纳米Fe304颗粒组(Fe304-MNPs组)和CDDP+磁性纳米Fe304颗粒组(CDDP+ Fe304-MNPs组)四个组。常规细胞培养,SKOV3/CDDP细胞与不同药物孵育后,(1)采用甲基四唑蓝法(methylthiazolyl tetrazolium,MTT)法检测对药物对细胞增殖的抑制作用影响,计算出其IC50和耐药逆转倍数;(2)20 μmol/L CDDP和25μg/mL Fe304-MNPs分别作用SKOV3/CDDP后,采用流式细胞仪(flow cytometry,FCM) Annexin-VFITC/pI双染法检测细胞凋亡率;(3)电感耦合等离子体原子发射光谱法(inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry,ICP-AES)测定细胞内铂含量检测细胞内CDDP浓度;(4)采用半定量PCR (reverse transcriptase polymerase chain reactioN,RT-PCR)测定细胞Bcl-2,Survivin和ERCC1基因mRNA表达水平:(5)采用Western blot法测定P-gp、LRP和MRP1蛋白表达。
结果:(1) CDDP对SKOV3/CDDP细胞的抑制作用具有浓度依赖性,其IC50为39.31μmol/L。CDDP与Fe304-MNPs联合作用SKOV3/CDDP细胞,细胞抑制率随着CDDP药物浓度增加而逐渐增强,其IC50为17.4 μmol/L。CDDP与Fe304-MNPs联合作用SKOV3/CDDP细胞的逆转倍数为2.259。
(2) CDDP+Fe304-MNPs组和CDDP组细胞凋亡率与对照组有统计学差异(P<0.05);且CDDP+Fe304-MNPs组细胞凋亡率明显高于CDDP组细胞,其差异具有统计学差异(P<0.05)。但是,Fe304-MNPs组细胞凋亡率与对照组相比无显著性差异(P>0.05)。
(3)CDDP+Fe304-MNPs组SKOV3/CDDP细胞内铂含量明显高于CDDP组(P<0.05),说明Fe304-MNPs能有效增强细胞内CDDP浓度,且细胞内部的CDDP浓度的上升与相应组别的细胞凋亡率具有一定的相关性。
(4)RT-PCR检测结果显示,CDDP+ Fe304-MNPs组和CDDP组细胞凋亡相关基因BcI-2和Survivin mRNA表达以及核苷酸切除修复基因ERCC1均低于对照组(P<0.05),且CDDP+Fe304-MNPs组和CDDP组之间的差异也有统计学意义(P<0.05)。
(5)Western blot结果显示,CDDP组和Fe304-MNPs+CDDP组P-gp、LRP和MRP1蛋白表达水平下调与对照组相比均有统计学差异(P<0.05),且CDDP+Fe304-MNPs组P-gp、LRP和MRP1蛋白表达水平较CDDP组下降明显(P<0.05)。但是Fc304-MNPs组与对照组之间P-gp、LRP和MRP1蛋白表达水平无统计学意义(P>0.05)。
结论:(1)Fe304-MNPs可逆转卵巢癌细胞SKOV3/CDDP对CDDP的耐药性;(2)Fe304-MNPs逆转耐药的作用机制可能与Fe30a-MNPs促进CDDP进入细胞内,下调P-gp、LRP和MRP1蛋白表达,提高细胞内CDDP浓度有关。(3)Fe304-MNPs逆转耐药的作用机制也可能与抗凋亡基因Bcl-2和Survivin mRNA表达下降以及核苷酸切除修复基因ERCCl mRNA表达下降有关。