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目的:本课题旨在研究异硫氰酸苯乙酯(phenylhexyl isothiocyanate,PHI)单独及联合阿霉素(Adriamycin,ADM)对人慢性粒细胞白血病急性红白血病变细胞株K562及其耐药细胞株K562/A02作用及其机制,同时研究PHI对K562/A02细胞ADM耐药性与敏感性的影响,为PHI的进一步研究及临床应用提供理论依据。
方法:(1)采用甲基四唑蓝法(MTT)法检测PHI、PHI+ADM和ADM分别作用于K562/A02细胞和K562细胞24、48和72h对细胞的增殖影响,计算出其半数抑制量(50%Inhibiting Concentration, IC50)、逆转倍数(Fold Reversal,FR);(2)采用流式细胞仪(Flow Cytometry, FCM)检测不同浓度PHI对K562细胞和K562/A02细胞的周期和凋亡,以及PHI与1μg/ml ADM联合运用时细胞内ADM浓度的变化;(3)分光光度仪(Spectrometric enzyme assay)测定PHI作用前后细胞内还原性谷胱甘肽(GSH)含量的变化;(4)采用FCM检测PHI单药作用前后P糖蛋白1(P-gp1)和多药耐药性相关蛋白1(MRP1)的变化;(5)采用半定量PCR(RT-PCR)测定细胞P-gp1、MRP1 mRNA表达变化。
结果:(1)PHI对K562、K562/A02细胞的作用有浓度和时间依赖性。其中,PHI48h作用K562/A02、K562的IC50分别为(64.3±3.83)μmol/l和(63.5±3.93)μmol/l,两者间无显著差异(p>0.05); ADM作用48h对K562/A02、K562细胞的IC50值分别为(57.43±4.55)μg/ml和(1.16±0.05)μg/ml,K562/A02对ADM的耐药倍数为49.51倍;PHI+ADM合用组,PHI≥10μmol/l时,ADM对两组细胞的IC50均下降(p<0.05),当PHI≥20μmol/l其耐药FR变化差异显著(p<0.05)。(2)FCM检测显示①当0μmol/l PH1作用于K562/A02细胞G1期占(30.65±0.92)%,40μmol/l时G1期占(47.49±0.93)%,随着PHI的浓度增加K562/A02细胞周期G1期比例增加。②对照组K562/A02细胞48h凋亡率为(1.83±0.35)%;1μg/ml的ADM单独作用于K562/A02细胞凋亡率为(1.87±0.39)%,ADM与PHI联合使用后K562/A02细胞的凋亡随着PHI浓度的增加而增加。③1μg/ml ADM作用K562/A02细胞48h,细胞内ADM平均荧光强度为(87.00±4.64),当加入≥20μmol/lPHI的浓度时,K562/A02细胞内ADM药物浓度增加有显著差异(P<0.05)。(3)分光光度仪检测发现:K562/A02细胞与K562细胞中GSH的浓度之比为1.8,显示耐药株肿瘤细胞内较高的GSH浓度。单独运用1μg/ml ADM作用48h K562/A02细胞内的GSH含量下降5%;单独PHI作用48h K562/A02细胞内的GSH含量随着PHI浓度的增加先是轻度升高后下降,GSH含量下降点在PHI为10μmol/l时;当PHI≥20μmol/l与1μg/mlADM联合运用48h时,K562/A02细胞内的GSH含量随着PHI浓度的升高进行性下降。(4)FCM测定K562/A02细胞膜P-gp1的值为(98.28±1.71)%,K562细胞P-gp1为(0.60±0.21)%,两者有明显差异(P<0.05)。加入不同浓度的PHI作用48h,当PHI≥40μmol/l时,K562/A02细胞膜P-gp1表达下降出现差异(P<0.05)。K562/A02细胞、K562细胞MRP1分别为(98.81±1.72)%和(98.43±1.71)%,两者无明显差异(P>0.05)。(5)RT-PCR检测显示K562细胞MDR1 mRNA表达为阴性,K562/A02细胞MDR1 mRNA表达为阳性;相应的MDR1/β-action灰度值下降亦在PHI≥40μmol/l时出现差异(P<0.05);两细胞株之间的MRP1 mRNA无差异(p>0.05),而不同浓度PHI作用于K562/A02细胞MRP1 mRNA变化亦无差异(p>0.05)。
结论:(1)PHI对K562/A02细胞有时间、剂量依赖性的细胞毒作用,其作用与细胞内GSH耗竭无线性关系。(2)联合使用PHI可减少ADM的用量,而降低其毒副作用。(3)PHI不但可以增强K562/A02细胞对ADM的敏感性,而且具有一定的耐药逆转作用。(4)PHI逆转K562/A02细胞耐药作用可能是由多种机制共同介导的,其中与降低细胞内GSH、下调P-gp1有关。