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编号:10222063
IFN-α逆转白血病细胞耐药性的实验研究
http://www.100md.com 《第三军医大学学报》 1999年第3期
     作者:张勇 张翼军 夏顺中 周成康

    单位:第三军医大学附属西南医院血液科 重庆,400038

    关键词:白血病;干扰素类Ⅰ型;药物耐受性

    提要 目的

    提要 目的:了解干扰素-α(IFN-α)逆转白血病细胞多药耐药性(MDR)的作用和可能机制。方法:采用链亲和素-胶体金原位杂交(SAG-ISH)检测了IFN-α孵育前后的52例白血病患者骨髓细胞的多药耐药基因(MDR1)表达,用荧光分光光度法测定了IFN-α孵育前后的52例骨髓细胞内柔红霉素(DNR)浓度。结果:全部52例患者中24例(46.2%)MDR1阳性,初治组与复发难治组相比相差显著。MDR1阳性者骨髓细胞内柔红霉素浓度与阴性者相差显著。IFN-α孵育后的MDR1阳性率与孵育前相差不显著,但经IFN-α孵育前后的MDR1阳性者的骨髓细胞内DNR浓度相差显著,阴性者亦然。结论:IFN-α能增加白血病细胞内DNR浓度,其逆转MDR环节不在MDR1基因水平上,而在其他耐药途径上。
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    中图法分类号 R733.7

    Reversing effects of interferon-α on drug resistance of bone marrow cells in leukemia

    Zhang Yong, Zhang Yijun, Xia Shunzhong, Zhou Chengkang

    (Department of Hematology, Southwest Hospital, Third Military Medical University, Chongqing, 400038)

    Abstract Objective: To investigate the reversing effects of interferon α (IFN-α) on drug resistance of bone marrow cells in leukemia and its possible mechanism. Methods: Before and after the bone marrow cells extracted from 50 cases of acute leukemia and 2 of chronic leukemia were incubated in the media with the addition of IFN-α, MDR1 mRNA expression and concentration of daunorubicin (DNR) in the cells were determined respectively with SGA-ISH and respectrofluorimetry. Results: Twenty-four (46.2%) out of all the 52 cases presented MDR1 mRNA expression. There was significant difference in the concentration of DNR between MDR1-positive and MDR1-negative cases before and after incubation. In all the 52 cases, no significant difference was found between the concentration of DNR before the incubation and that after the incubation. Conclusion: IFN-α can increase the concentration of DNR in the bone marrow cells in leukemia. The occurrence of MDR reversal is not on the level of MDR1 but on other levels.
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    Key words leukemia; interferon-typeⅠ; drug resistance

    目前治疗急性白血病(Acute leukemia,AL)的主要方法为化疗,而化疗成功的主要障碍之一是白血病细胞对化疗药物的多药耐药性(Multidrug resistance,MDR)。国内外不少学者用RT-PCR、Northern杂交、Slot杂交等方法检测白血病多药耐药基因(MDR1),并用不同的逆转剂研究其逆转MDR的效果和机制,但选择SAG-ISH检测MDR1和IFN-α为逆转剂的报道不多。本实验采用光敏生物素(Ag)标记MDR1 cDNA探针,以链亲和素(Ab)-胶体金为检测系统行白血病单个核细胞原位杂交,用荧光分光光度法测定其胞内柔红霉素(Daunorubicin,DNR),体外研究了52例白血病患者MDR1 mRNA的表达,用IFN-α作逆转剂对其逆转MDR的可能性和机制进行了实验探讨。
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    1 材料与方法

    1.1 病例

    1995年5月至1997年2月我院住院治疗的急性白血病50例和慢性粒细胞白血病急变2例。其中急性髓细胞白血病(Actue myeloid leukemia,AML)30例,急性淋巴细胞白血病(Acute lymphoblast leukemia,ALL)20例,初治组(入院前未治者)17例,复发难治组(正规化疗2疗程不缓解,慢性急变,MDS转化的AL为难治者,复发者标准参照文献[1])19例。男性33例,女性17例,年龄8~73岁,中位数42岁。全部病例采用国内的白血病诊断和疗效标准[1]

    1.2 主要试剂

    MDR1 cDNA(157 bp)探针,光敏生物素及链亲和素-胶体金(均由军科院附属307医院提供);IFN-α(8×105U/支,深圳科兴生物制品有限公司提供);DNR(20 mg/支,意大利爱宝大药厂生产);10×PBA;1×PBS-DEPC液;洗Ⅰ液;洗Ⅱ液;显影液A;显影液B;对苯二酚;固定液;打孔液;封闭液;RPMI 1640液;小牛血清(20%);三氯乙酸(30%);淋巴细胞分离液。
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    1.3 主要仪器

    离心涂片机;CO2孵箱;超声破碎仪;荧光分光光度仪。

    1.4 原位杂交

    参照文献[2]的方法。INF-α对MDR1的逆转:①标本选择:抽取52例患者骨髓1 ml置于无菌肝素抗凝瓶中,淋巴细胞分离液密度梯度离心,制备单个核细胞,孵育24 h后,再用淋巴细胞分离液离心,将单个核细胞经1640漂洗离心2次,然后甩片置于-20℃密闭保存备用。②选择ISH-SAG所测MDR1(+)的24例患者的标本,用前述相同方法再行原位杂交。

    1.5 胞内DNR浓度测定[3]

    1.5.1 MDR阳性及阴性的细胞胞内DNR浓度测定 将52例骨髓细胞制备成单个核细胞,加入等量RPMI 1640稀释,37℃水浴振荡后加入DNR,使终浓度为2μg/ml,孵育150 min,冰浴或冷PBS 1 ml终止代谢,离心弃上清,细胞重复用冷PBS洗2遍,然后用PBS重新悬浮,细胞液置-30℃冰冻保存至测定。测前先溶化,然后用超声破碎仪(100 W,30 s)破碎细胞,上清在475/590 nm(狭缝各15 nm)条件下测荧光强度。
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    1.5.2 IFN-α作用后细胞胞内DNR浓度测定 将52例骨髓细胞制备成单个核细胞,加入等量RPMI 1640稀释,加入IFN-α 500 U/ml孵育24 h。方法同前再测定其荧光强度。

    1.5.3 空白设置 以不含DNR的相同成分为空白。

    1.6 统计学处理

    采用χ2检验(四格表确切概率法)和t检验。

    2 结果

    2.1 白血病MDR1基因表达

    2.1.1 白血病骨髓单个核细胞MDR1基因表达 52例白血病中有24例MDR1(+),24/52=46.2%,其中初治组8/17=47.1%,复发难治组15/19=78.9%,复发难治组与初治组相比相差显著(P<0.05)。AML和ALL两组MDR1阳性检出率差异无显著性(P>0.05)。
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    2.1.2 IFN-α作用后白血病骨髓单个核细胞MDR1基因表达 IFN-α 500 U/ml与白血病患者骨髓单个核细胞孵育24 h后,MDR1阳性24例中有19例仍为阳性,5例转阴,阴转率5/24=20.8%,孵育后MDR1阳性率下降为19/52=36.5%,与孵育前相比差异无显著性(P>0.05)。初治组和复发难治组孵育前后分别比较差异也不显著(P>0.05),IFN-α孵育前后SAG-ISH检测白血病MDR1表达,见表1。

    表1 IFN-α孵育前后用SAG-ISH检测的白血病MDR1基因的表达

    Tab1 The expression of MDR1 of leukemia by SAG-ISH before and after IFN-α incubation
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    Group

    n

    Initial diagnosed

    Relapse or refractory

    Complete remission

    Before incubation

    After incubation

    Before incubation

    After incubation

    Before incubation
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    After incubation

    ALL

    20

    6/10

    6/10

    6/8

    4/8

    0/2

    0/2

    AML

    30

    2/7

    2/7
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    8/9

    5/9

    1/14

    1/14

    CGL-BP

    2

    1/2

    1/2

    Total

    52

    8/17(47.1%)

    8/17(47.1%)

    15/19(78.9%)
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    10/19(52.6%)

    1/16(6.3%)

    1/16(6.3%)

    2.2 白血病骨髓细胞胞内DNR浓度测定

    2.2.1 原理 柔红霉素具有发天然荧光的特点;体外培养条件下不引起DNR的转化及代谢物产生。

    2.2.2 标准曲线 制备含DNR 0.1~400.0 ng/ml系列浓度梯度,加入RPMI 1640和30%三氯乙酸后测荧光强度,以不含DNR的相同溶液为空白,发现从10.0~400.0 ng/ml显示良好线性。回归方程:y=2.1705+0.0540χ

    r=0.9980,P<0.01,检测低限为2.0 ng/ml
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    2.3 MDR阴性与阳性的骨髓单个核细胞胞内DNR浓度,见表2

    表2 MDR1阴性与阳性的骨髓单个核细胞胞内DNR浓度(ρB/ng.ml-1)

    Tab2 DNR concentration of MDR1 in positive and negativebone marrow mononuclear cell(ρB/ng.ml-1)

    MDR1

    n

    Before incubation

    After incubation
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    Positive

    24

    153.1389

    436.4722

    Negative

    28

    460.1759

    885.8333

    3 讨论

    多药耐药性指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物出现耐药的同时,对其他结构不同,作用靶位不同的抗肿瘤药物亦具有抗药性。1970年Biedler和Riehm首次描述了肿瘤细胞多药耐药性(MDR)[4],现已证明MDR家族是由MDR1和MDR3组成,但仅MDR1及其基因产物起着多药耐药性的作用,而P-glycoprotein(Pgp或P-170)是MDR1基因的编码产物。它从分解ATP获得能量,将细胞药物“泵”出体外,使其胞内药物浓度下降,从而使细胞在低药物环境中存活,即产生MDR。近年来的研究表明,MDR除与MDR1基因过度表达有关外,多药耐药相关蛋白的异常表达,拓扑异构酶Ⅱ活性下降,谷胱甘肽s-转移酶活性增高等多种因素均可能参与MDR的产生。国内外多应用检测MDR1来研究MDR及其逆转,检测MDR1的主要方法包括免疫组化、Northern印迹杂交、Slot印迹杂交,用非同位素SAG-IST检测MDR1目前仅见于国内杜跃斌等人[2]。关于逆转到抑制MDR的机制,国内外学者进行了不少研究。
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    Beksac等[5]用单抗C129,通过免疫过氧化酶法证明异搏定(Verapamil,VRP)和环孢菌素A(Cyclosporine A, CSA)能降低Pgp阳性率,Paietta等[6]以VRP及CSA为逆转剂,用流式细胞仪检测Rh-123溢出与Pgp单抗4E-16显示相同,但用定量PCR检测MDR1则不被抑制,表明抑制机制可能在Pgp活性上。Solary[7]和Dhainau等均分别认为三氮杂苯和VRP一样,主要是通过抑制Pgp而具有MDR的调制作用的。Bennis等[8]则证实VRP能增加azidopine与Pgp结合,从而使化疗药物在细胞内蓄积而起逆转作用的。Wigfer等[9]认为amiodarone、CSA、DMDP、奎尼丁是MDR泵——Pgp的抑制剂,而奎尼丁的环氧代谢物则是有效的泵抑制剂[10]。Sato等[11]证实金鸡纳衍生物——MS 209与VRP一样,并通过与PgD的相互作用而逆转MDR的。Gollapudi等[12]用HL 60/AR及HL60细胞分别作阴阳性对照,用Cationic染色法证明CSA作用于Pgp,引起耐药细胞膜的去极化而产生逆转效能。
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    我们的实验结果表明,MDR1阳性与MDR1阴性的细胞内DNR浓度相差显著(P<0.05),支持MDR1是通过降低细胞内DNR浓度而最终起作用的观点,这已经得到大家的公认[5~12]。MDR1阳性的细胞在IFN-α作用后,其阳性率与作用前相比相差不显著(P>0.05),说明IFN-α并不能逆转MDR1 mRNA本身,但IFN-α作用前后的MDR1阳性的细胞内DNR浓度相差显著(P<0.05),证明IFN-α又具有增加耐药白血病细胞内DNR浓度的作用,其作用的环节可能是MDR1以外的其它途径,有待进一步研究。IFN-α作用后的MDR1阴性细胞内DNR浓度也较前明显增加,证明IFN-α具有增加MDR1阴性白血病细胞内DNR浓度的作用,从而增加白血病细胞对化疗的敏感性,因此用IFN-α逆转白血病MDR的机制,有进一步研究的价值及临床应用前景。
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    作者简介:张勇,男,31岁,主治医师,讲师,硕士

    参考文献

    1 张之南.血液病诊断及疗效标准.天津:天津科学技术出版社,1991.152,163,190,195

    2 杜跃斌,艾辉胜,王桂林,等.链亲和素-胶体金原位杂交检测白血病多药耐药基因表达.实验血液杂志,1996,4(3):299

    3 马建国,杨纯正,李 中,等.白血病内柔红霉素的测定.药物分析杂志,1992,12(1):9

    4 Kaye S B. The multidrug resistance phenotype. Br J Cancer,1988,58(6):691

    5 Beksac M, Akan H, Koc H, et al. P-glycoprotein expression in refractory hematological neoplasms and circumvention of resisitance with verapamil or cyclosporine: A containing protocols. Med Oncol Tumor Pharmacother,1992,9(2):101
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    6 Paietta E, Andersen J, Racevskis J, et al. Modulation of multidrug resistance in de novo adult acute myeloid leukemia: Veriable efficacy of reverting agents in vitro. Blood Rev,1995,9(1):47

    7 Solary E, Velay I, Chanffert B, et al. Sufficient levels of quinine is the serum circumvent the multidrug resistance of the human leukemic cell line K502/ADM. J Med Chem,1992,35(13):2481

    8 Bennis S, Ichas F, Robert J. Differential effects of verapamil and quinine on the reversal of doxorubicin resistance in a human leukemia cell line. Int J Cancer,1995,62(3):283
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    9 Wigfer P W, Patterson F K. Reversal agent inhibition of the multidrug resistance pump in human leukemic lymphoblasts. Biochim Biophys Acta,1994,1189(1):1

    10 Wigfer P W. Lyon K L, Patterson F K, et al. Epoxide metabolite of quinine and inhibition of the multidrug resistance pump in human leukemic lymphoblasts. Mol Pharmacol,1994,46(3):562

    11 Sato W, Fukazawa N, Nakanishi O, et al. Reversal of multidrug resistance by a novel quinoline derivative MS-209. Cancer Chemother Pharmacol,1995,34(4):271

    12 Gollapudi S, Gupta S. Lake of reversal of daunorubicin resistace in HL60/AR cell by cyclosporin A. Anticancer Res,1992,12(13):2127

    (收稿:1998-06-27;修回:1998-12-10), 百拇医药