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博来霉素类药物为氨基糖肽类抗生素,其代表性药物博来霉素(Bleomycin,BLM)作为一线抗肿瘤药物在临床广泛使用,具有抗肿瘤和抗病毒的作用。本研究所先后开发了属于此类药物的平阳霉素和博安霉素,以及目前处于临床前阶段、用于治疗尖锐湿疣的博宁霉素(Boningmycin,BON)。为了指导此类新药的临床评价和个体化治疗,需要对影响该类药物敏感性的细胞因素进行深入研究。
据研究报道,影响BLM敏感性的细胞因素有博来霉素水解酶(BleomycinHydrolase,BLH)、DNA修复酶系、膜转运蛋白、抗氧化酶系等,但对部分影响因素存在争议。为此,我们选择了BLH和Caveolin-1(Cav-1)蛋白作为研究对象,通过对多种组织来源的14种细胞系的研究,对某些类型的细胞来说,BLH的含量与BLM的敏感性直接相关,BLM处理后引起BLH的表达升高。使用RNAi干扰等多种技术,首次在HeLa细胞中证实下调BLH的表达明显提高了对BLM的敏感性。此外,使用多种技术证明Cav-1蛋白虽然经BLM处理后表达有变化和降低其表达能改变BLM处理引起的周期变化,但与BLM敏感性无关。
以治疗尖锐湿疣的常用药鬼臼毒素为阳性对照,研究了影响BON的细胞因素,通过RNAi干扰等技术证明由于皮肤细胞中BLH含量较低,所以对BON更为敏感。利用HPV16早期蛋白E2的表达质粒及其相关的荧光素酶质粒组成的瞬时转染体系,证明低浓度BON能抑制E2的转录激活作用,BON能引起细胞衰老和激活ERK和p38 MAPK酶,提示BON引起的细胞衰老可能具有抗HPV的作用。通过类似的技术证明鬼臼毒素降低HPV相关蛋白的表达只是通过引起细胞凋亡而发挥作用。这些结果表明BON作用的特点与鬼臼毒素明显不同。
利用P-gp表达的耐药细胞,检测了影响BLM敏感性的细胞因素。与敏感细胞相比,耐药细胞中BLH蛋白的表达降低,而DNA修复酶APE1、PoLβ和抗氧化酶CuZnSOD、MnSOD的表达升高可能与BLM敏感性有关。用RNAi干扰技术降低p53蛋白的表达后,BLH的表达明显降低,而P-gp的表达明显升高。用组蛋白去乙酰酶抑制剂丙戊酸钠和曲古抑菌素A处理后,也得到了相似的结果。本研究首次在耐药细胞中,观察到p53具有调节BLH表达的功能。
通过上述研究表明:BLH是一个能预测BLM敏感性的生物标志物,初步阐明了新抗生素BON作用HPV的特点与POD明显不同,此外,还发现p53具有调节BLH表达的作用。本研究为临床预测博来霉素类药物的敏感性,指导相关药物的研发,提供了实验依据。