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背景:成人T细胞白血病(adult T-cell leukemia,ATL)是一种与人T细胞白血病病毒Ⅰ(HTLV-Ⅰ)感染直接相关、发生于成人的特殊类型淋巴系统恶性克隆增殖性疾病,急性期ATL侵袭性极强。ATL的预后不良因素与HTLV-1感染的细胞具有异常强大的无限增殖以及抑制凋亡能力有关,亦与其对传统化疗药物的先天耐药性有关,因此目前迫切需要新的治疗方法改善ATL的不良预后。JAK-STAT信号通路是近年来发现的一条由细胞因子刺激的信号转导通路,参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等许多重要的生物学过程。它主要由三个成分组成,即酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸激酶JAK和转录因子STAT。很多研究成果都表明,JAK-STAT通路的异常激活在ATL的病理机制中占据着重要的地位。在ATL细胞中普遍存在着JAK-STAT信号通路的持续激活。热休克蛋白90(HSP90)在ATL细胞内的异常高水平表达被认为与ATL的发病有关。近年来研究表明,ATL细胞内多条信号转导通路相关蛋白均为HSP90的客体蛋白,并通过HSP90的作用被异常激活。正常细胞hsp90低水平表达,不与其他辅助分子伴侣形成复合物,处于非活化状态。但是,在恶性肿瘤细胞中,hsp90异常高水平表达,形成”客体蛋白-hsp90-辅助分子伴侣”的所谓超级分子伴侣复合物结构(辅助分子伴侣包括hsp70,CDC37),稳定突变或异常活化的癌基因相关蛋白,使之免受泛素-蛋白酶体通路的降解作用,促进肿瘤细胞的异常增殖。本研究将以上所述作为理论基础,选用HTLV(+)ATL细胞株HUT-102作为研究对象,采用WESTERN-BLOT、免疫共沉淀、流式细胞术等多种现代生物学检测方法,探讨ATL细胞内HSP90与JAK/STAT通路异常持续性激活之间是否存在一定的联系,是怎样的联系,以此希望进一步加深对ATL发病机制的理解,为ATL的靶向治疗研究提供更多的理论依据。研究内容与方法:1、细胞培养,使用RP-1640+10%胎牛血清配成完全培养基培养HUT-102细胞,并定期传代、换液。2、WESTERN-BLOT方法:2.1检测HUT-102细胞、JURKAT细胞以及外周血单个核细胞(PBMC)内JAK3蛋白、STAT5蛋白、P-STAT5蛋白、HSP90表达。观察各组细胞间蛋白表达量的不同。2.2稀释不同浓度HSP90特异性抑制剂17-AAG (0-2000NM)作用于HUT-102细胞24、48小时,分别提取各组细胞总蛋白,WESTERN-BLOT检测各组JAK3蛋白、STAT5蛋白以及P-STAT5蛋白表达的变化趋势。2.3使用1000NM浓度17AAG作用于HUT-102细胞0、3、6、9、12、24小时后提取细胞总蛋白,WESTERN-BLOT检测各组JAK3蛋白、STAT5蛋白以及P-STAT5蛋白表达的变化趋势。2.4分别设入无刺激组、17AAG+CP690550组、17-AAG组、CP690550组分别刺激HUT-102细胞24h,提取处理细胞总蛋白WESTERN-BLOT检测JAK3蛋白表达情况3、RT-PCR将不同浓度(0、125、250、500、1000NM)抑制剂刺激HUT-102细胞24h后,提取细胞总RNA,使用RT-PCR方法检测各组细胞JAK3mRNA的表达情况,GAPDH为设定内参。4、CCK8稀释不同浓度17AAG(0、500、1000、2000、4000、5000、8000NM)作用于HUT-102细胞,分别于12、24、48、72小时后CCK8法检测细胞吸光度值,计算细胞存活率。5、AnnexinV-PI稀释17AAG浓度至0、250、500、1000、2000NM分别作用于HUT-102细胞,48小时后AnnexinV-PI法结合流式细胞仪检测分析细胞凋亡率。6、免疫共沉淀(CO-IP)将JAK3抗体、磁珠与HUT-102细胞总蛋白内JAK3蛋白相结合,将磁珠-蛋白-抗体复合物沉淀后去除磁珠跟抗体,WESTERN-BLOT检测沉淀蛋白内是否含有HSP90蛋白。结果1、HSP90蛋白在正常人PBMC以及细胞株HUT-102、JURKAT中均有表达。但正常人HSP90蛋白表达量显著低于两种T淋巴肿瘤细胞株,JAK3/STAT5蛋白几乎不表达。与JURKAT细胞相比,HUT-102细胞内HSP90、JAK3、STAT5以及P-STAT5蛋白表达量显著增高。2、CCK8结果显示,随着17AAG浓度的增加以及孵育时间的增长,细胞存活率逐渐下降。其中17AAG浓度在0-2000NM之间时下降最明显,在浓度达到2000NM以后细胞存活率达到最低值并趋于平稳。从时间上分析结果显示,随着孵育时间的延长,17AAG对细胞的抑制作用逐渐加大,至48h时细胞抑制率达到最大,而后到72h时,与48h相比结果无明显差异(P>0.05)3、使用流式细胞仪分析细胞凋亡。Annexin V-FITC(+)PI(-)为早期凋亡细胞,Annexin V-FITC(+)PI(+)为晚期凋亡细胞。结果显示使用17-AAG后肿瘤细胞HUT-102的早期凋亡细胞所占比例增加。着17-AAG浓度的上升,HUT-102细胞凋亡率逐渐增加。4、与未刺激组相比,刺激组JAK3与P-STAT5蛋白表达明显下降(P<0.05)。随着抑制剂浓度的增加,这种抑制强度随之增加。各浓度(125-2000NM)抑制剂作用细胞48h时,P-STAT5蛋白几乎检测不出。同样条件下,检测总STAT5蛋白发现,各刺激组与非刺激组总STAT5蛋白表达之间无显著差异(P>0.05)。5、同一浓度水平下,随着抑制剂作用时间增长,JAK3蛋白表达水平逐渐降低,至24h时几乎检测不出。而P-STAT5蛋白水平在1000NM浓度的17-AAG作用≥4h后均检测不出。但HUT-102细胞总STAT5蛋白表达水平并未随抑制剂作用时间的变化而有所增减(P>0.05)。6、使用RT-PCR方法检测不同浓刺激下细胞JAK3mRNA表达情况。各刺激组细胞JAK3mRNA并未随着抑制剂17-AAG浓度的增加而明显变化,(P>0.05)。7、根据CO-IP结果显示,使用JAK3抗体沉淀天然构象蛋白,WESTERN-BLOT除可检测到JAK3蛋白沉淀外,同时也检测出小部分HSP90蛋白的沉淀。8、使用CP690550与17-AAG共同刺激细胞,结果显示单独组中17-AAG对JAK3蛋白抑制作用强于CP690550。而与17-AAG/CP690550单独刺激组相比,两种抑制剂共同刺激组对细胞JAK3蛋白过表达的抑制作用更强。结论1JURKAT、HUT-102细胞内HSP90蛋白表达量较正常外周血单个核细胞明显升高。HUT-102细胞内JAK3/STAT5通路异常持续活化。2、证明JAK3为HSP90客体蛋白。3、17-AAG可抑制JAK3/STAT5信号通路持续活化,呈时间、剂量依赖作用。4、17-AAG可抑制HUT-102细胞增殖,并诱导细胞凋亡。5、JAK3抑制剂CP690550与17AAG在HUT-102细胞内可能存在协同作用。