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TRAIL是TNF家族的成员之一,与其他成员不同的是TRAIL和其受体在绝大多数细胞和组织中均有表达,但TRAIL可选择性地杀伤肿瘤细胞,对大多数正常细胞没有细胞毒作用。由于这种特性的存在,TRAIL成为一种极具治疗前景的抗癌药物。然而,随着研究的深入,人们发现有许多肿瘤细胞对TRAIL并不敏感,这在一定程度上限制了TRAIL的应用。本研究利用实验室保存的两株对TRAIL敏感性不同的Jurkat T淋巴细胞为模型,探讨其敏感性不同的原因,重点关注TRAIL诱导细胞凋亡早期阶段的差别。
脂筏是细胞膜上的特殊微区,其中含有大量的胆固醇和鞘磷脂,因为这两种脂类的稳定性较强,可以使脂筏微区与其它磷脂双层分相,并为许多膜蛋白和病原体提供进出细胞和下传信号的平台。由于脂筏是接受大多数外界信号刺激的门户,本研究假定两株Jurkat T淋巴细胞对rsTRAIL敏感性不同的原因可能与脂筏有关。对于TRAIL的敏感性与脂筏微区关系的研究,目前还是空白。
首先以自己制备的重组可溶性TRAIL(rsTRAIL)处理两株Jurkat T淋巴细胞白血病细胞,发现二者对TRAIL细胞毒作用的敏感性存在明显差别。对TRAIL敏感的称JKS细胞,对TRAIL不敏感的称为JKR细胞。Western Blot分析显示,JKS细胞经rsTRAIL处理后,其细胞浆中的促凋亡分子procaspase—8和RIP表达减少,而在JKR细胞中检测不到这种变化。而且未经rsTRAIL处理的JKS细胞内procaspase—8的表达量也比JKR细胞为多。rsTRAIL处理使JKS细胞膜中的procaspase—8、RIP和FADD发生相应的募集或减少,而JKR细胞膜中的FADD和RIP未发生明显变化,procaspase—8则检测不到,提示procaspase—8表达量低可能是JKR细胞对TRAIL不敏感的原因。但是caspase—8抑制剂能全部抑制rsTRAIL引起的JKR细胞凋亡,但只能部分抑制JKS细胞凋亡,抑制率约为50%,表明procaspase—8的表达量差别不能完全解释这两株细胞对TRAIL敏感性的不同,procaspase—8的上游因素可能也影响细胞对TRAIL的敏感性。
进一步研究了两株细胞脂筏成分的变化,结果表明两株细胞受到TRAIL刺激后,募集促凋亡分子的能力不同。DR5、FADD、procaspase—8、RIP和PI3K-P85亚基在JKS细胞中均是脂筏预装蛋白,TRAIL刺激20分钟内DR5、FADD、procaspase—8和PI3K-P85亚基均增加,而RIP减少。尽管DR5和RIP在JKR细胞中是脂筏预装分子,但随TRAIL刺激的延长,并没有检测到两种分子的变化,而DISC复合物中的FADD和procaspase—8没有出现在脂筏样品中,PI3K-P85亚基只在20分钟时有轻微增加。
进一步研究显示,脂筏募集蛋白能力的这种差别与酸性鞘磷脂酶有关。JKR细胞中的酸性鞘磷脂酶较少,而JKS细胞中较多。该酶的活性分析表明,JKR细胞酸性鞘磷脂酶的活性较低,神经酰胺的增加和鞘磷脂的减少都不及JKS细胞明显,JKS细胞的酸性鞘磷脂酶的本底活性较JKR细胞为高,4小时时神经酰胺增加的倍数达到6.3倍以上。酸性鞘磷脂酶与脂筏的共定位研究显示,JKR细胞接受TRAIL刺激后,酸性鞘磷脂酶与脂筏逐渐共定位,有时空的变化。JKS细胞的酸性鞘磷脂酶与脂筏始终是密切共定位,不存在时空的变化。说明JKS细胞中的酸性鞘磷脂酶能够在脂筏原位发挥更强大的作用,利于脂筏中促凋亡分子的募集。
综上所述,两株JurkatT淋巴细胞中酸性鞘磷脂酶的含量、活性和定位的变化是其对TRAIL敏感性不同的重要原因。本项研究可为急性T淋巴细胞白血病的治疗和预后判断提供新的线索。