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编号:10258398
视黄酸对CDK2组成性表达HL—60细胞增殖的影响
http://www.100md.com 《免疫学杂志》2000年第2期
     作者:郎海滨 糜漫天 张乾勇 韦 娜 黄国荣 周东明+, http://www.100md.com

    单位:第三军医大学营养与食品卫生学教研室,重庆 400038+, http://www.100md.com

    关键词:视黄酸;HL—60细胞;细胞周期素依赖性激酶2;细胞周期;组成性表达+, http://www.100md.com

    免疫学杂志000206 摘 要:目的探讨细胞周期素依赖性激酶2(CDK2)在视黄酸对急性早幼粒细胞白血病HL—60细胞的增殖抑制和分化调控过程中的作用。方法 应用真核细胞基因转染技术将外源CDK2基因转入入HL—60早幼粒细胞白血病细胞中,进而以视黄酸处理1~4d。结果HL—60细胞的增殖受到明显抑制,且出现了分化趋势,与对照组相比,更多的CDK2组成性表达的HL—60细胞被阻止于Gc/G1期,但与未转染的HL—60细胞相比,视黄酸的抑制增殖、诱导分化作用均有所削弱,同时,CDK2的蛋白表达量变化并不明显。结论CDK2在视黄酸诱导的增殖抑制和分化过程中起重要作用,由于CDK2的组成性超表达,导致视黄酸对HL—60细胞的增殖抑制和诱导分化作用下降。+, http://www.100md.com

    分类号:R392.12 文献标识码:A+, http://www.100md.com

    文章编号:1000—8861(2000)02—0099—04+, http://www.100md.com

    Influence of retinoic acid on CDK2-overexpressing HL—60 cells+, http://www.100md.com

    LANG Hai—bin ,MI Man—tian ,ZHANG Qian—yong ,WEI Na ,HUANG Guo—rong ,ZUOU Dong—ming+, http://www.100md.com

    (Department of Nutrition and food Hygine,the Third Military Medical University,Chongqing 400038,China)+, http://www.100md.com

    Abstract:Objective To determine the function and expression of CDK2 in the course of proliferation and differentia-tion of HL—60 cells induced by retinoic acid(ATRA).Methods We introduced CDK2cDNA into HL—60 cells and treated them with ATRA.Results ATRA could inhibit the growth and induce differentiation of HL-60 cells overexpressing CDK2,about 80 percent cells were arrested at G0/G1 phase after 3d exposure to ATRA.Comparing with the cells without trapsfection,the effect of ATRA on the transfected HL—60 cells was not so muchas that on the normal HL-60 cells.Moreover,the protein ex-pression of CDK2 did not change dramatically after exposure to ATRA. Conclusion The results above suggest CDK2 is very important in G1→Sphase transition,it's overexpression could promote the proliferation.ATRA could inhibit the prolifera-tion and promote the differentiation,but CDK2 overexpression could weaken the effect of ATRA.

    Keywords:retinoic acid,HL—60 cells,CDK2,cell cycle,overexpression 近年来对细胞周期调控的研究进展使人们认识到不同的细胞周期素(Cyclin)与相应的cyclin依赖的蛋白激酶(CDK)在恰当时间形成复合物、激活、灭活等一系列事件在细胞的分裂增殖过程中以及它们对细胞在分裂过程中顺利通过G1/S期限制点均起着关键的作用[1]。经过多年的研究,现已公认Cy—clinD1/CDK4和cyclinE/CDK2是最重要的两对复合物[2,3],在一个细胞周期中,CyclinD1和CyclinE的蛋白表达量是呈周期性变化的,属于调节亚基,而作为催化亚基的CDKs在一个细胞周期中蛋白表达无明显变化。在对视黄酸处理普通HL—60细胞后细胞增殖抑制和分化调控状况的研究也显示出Cyclins对视黄酸作用的敏感性,而CDKs的表达变化并不明显[4],但其激酶活性却明显下降[5],与之相伴的是细胞增殖的减弱以及向粒系分化的趋势的增强。为了进一步阐明CDK2在视黄酸对HL—60细胞增殖抑制和促分化过程中所起的作用,本实验将带有CDK2Cdna的组成性表达载体转入HL—60细胞中,再用视黄酸加以处理,观察细胞增殖分化状况以及CDK2表达的变化。5i}}&r, 百拇医药

    1材料与方法5i}}&r, 百拇医药

    1.1细胞株的培养与质粒的提取、鉴定HL—60(人早幼粒细胞白血病)细胞株由北京医科大学血液病研究所提供。细胞在含10%热灭活小牛血清的RPMI1640培养液中常规传代。带Sra启动子的CDK2表达质粒由日本名古屋大学的Tsuju教授惠赠。将质粒转入HB—101大肠杆菌中扩增,而后用宝灵曼公司质粒提取试剂盒提取质粒,测量浓度和纯度。5i}}&r, 百拇医药

    1.2脂质体介导的质粒转染取质粒溶液(质粒浓度约为0.1~0.15μg/μl)40μl与20μl20mmol/LHEPES(Ph7.4)均匀混合,另取30μlDOTAP脂质体溶液(宝灵曼公司)与70μl20mmol/LHEPES(Ph7.4)均匀混合。将上述两混合液均匀混合,室温放置10~15min。将此脂质体混合物与5ml含新鲜10%小牛血清的RPMI1640培养基轻柔均匀混合,将处于对数生长期的HL—60细胞接种于此混合液中。37℃,5%C02孵箱中孵育3~10h,其间每隔30min吹打1次。500r/min离心10min,弃上清,将细胞重悬于1640培养液中,37℃.5%CO2培养48~72h。细胞生长接近融合时1:4传代,当细胞生长至7%融合时将G418按500μg/ml加入培养液中进行筛选。同时,以相同剂量G418处理未转染细胞和空载体对照组细胞6d后,对照组及空载体组细胞均死亡,将G418浓度降至200μg/ml维持筛选。

    1.3生长曲线的测定及NBT还原实验细胞以5×10-6mol/L全反式视黄酸(SIGMA公司产品)加入细胞浓度为5×104个/ml的6孔培养板中处理1~6d,以台盼蓝染色后计数活细胞数。经全反式视黄酸(ATRA)处理4d的细胞,调整浓度至1×106个/ml,接种到24孔培养板中(1ml/孔),加入1ml含有1.25mg/mlNBT、17mg/ml牛血清白蛋白及2μg/mlTPA的PBS缓冲液(Ph7.0)37℃培养2h,倒置显微镜下计数有蓝色颗粒(formazane)的细胞百分率,去掉培养液,加入3mlDMSO溶解NBT还原产物,用721分光光度计在580nm处测OD值。.x?@&, http://www.100md.com

    1.4细胞周期分析经全反式视黄酸处理1~3d,收获细胞,碘化丙啶染色后用流式细胞仪对DNA进行定量分析,再结合计算机软件推算出各细胞周期相细胞所占比例。.x?@&, http://www.100md.com

    1.5CDK2蛋白质含量的测定以5×106个细胞,加入100μl冰预冷的1%NP-40裂解液(50mmol/LTris、150mmol/LNaCl、1%NP-40、25mmol/LNaF、5mmol/LNa3VO4、5mmol/LNa4P2O7、0.1%SDS、1mmol/LPMSF、10μg/mlLeupeptin、10μg/mlAprotinin),冰上放置30min,4℃12000g离心2min,将上清液转移至另一微量离心管中,保存于一20℃备用。参照《分子克隆》第2版之WesternBlot方法,将20μl蛋白质提取液加入20μl2×SDS凝胶加样缓冲液,沸水中煮5min,经10%SDS-PAGE电泳后,用电转移法转膜,1%BSA37℃封闭1h或4℃过夜,加入1:1000稀释的CDK2抗体,37℃孵育1h,再与SP二抗、三抗依次结合。将杜邦公司的化学发光试剂盒中的发光剂鲁米钠与氧化剂混合,将PVDF膜浸入其中2min,再将膜置于X光片下,在暗室中发光试剂与被氧化的底物结合后发出兰色荧光后显影于X光片上。.x?@&, http://www.100md.com

    2结果.x?@&, http://www.100md.com

    2.1全反式视黄酸对组成性表达CDK2的HL-60细胞的增殖抑制和诱导分化作用图1显示经5×10-6mol/L全反式视黄酸处理的组成性表达CDK2的HL—60细胞与未处理的对照组细胞相比,全反式视黄酸处理组细胞倍增时间延长,其增殖受到抑制。另外全反式视黄酸处理细胞4d后其NBT还原能力也显著增强(见表1)。但与此同时,转染组HL—60细胞经全反式视黄酸处理后其NBT还原能力明显低于全反式视黄酸处理的未经转染的HL—60细胞。同时流式细胞仪结果也显示,经全反式视黄酸处理后,与对照组相比,处于S期或G2/M期的细胞的比例显著下降(见图2),但高于经全反式视黄酸处理的未转染的HL—60细胞。

    图1经全反式视黄酸处理后转染CDK2质粒的HL—60细胞的生长曲线|95w}qx, 百拇医药

    Fig1ThegrowthcurveHL—60cellstransfectedwithCDK2afterexposuretoATRA 表1全反式视黄酸对组成性表达CDK2的HL—60细胞分化状况的影响|95w}qx, 百拇医药

    Tab1EffectofATRAondifferentiationofHL—60cellsoverexpressingCDK2|95w}qx, 百拇医药

    *P2)的活性也显著降低,并且,二者的结合力也有所下降。而CyclinD1/CDK4、CyclinE/CDK2两对复合物在恰当的时间形成、活化、灭活对于细胞顺利通过G1/S期限制点起着关键作用[2,3]。以往的大量研究已经证明,CDK5表达及其活性的降低是多种细胞向终末分化的关键事件[6],将使细胞进程受阻于Go/G1期。|95w}qx, 百拇医药

    本实验将CDK2表达载体转入HL—60细胞中,发现其生长速度快于未转染的HL—60细胞,但当用全反式视黄酸对细胞加以处理后细胞的增殖受到了明显的抑制,处理3d后,处于Go/G1期的细胞比例显著提高,同时,细胞对NBT的还原能力也有所提高,但与未转染的HL-60细胞相比,其增殖抑制作用和NBT还原能力均有所下降。|95w}qx, 百拇医药

    大量研究已经阐明,Cyclins和CDKs形成复合物是哺乳动物细胞周期进程中的核心环节,同时,对于细胞周期进程的抑制,不论是Cyclins或CDKs的表达下调,还是CDKs的表达上调,CDKs的活性降低是细胞向终末分化的共同事件。由此推测,由于CDK2的高表达使得其活性增高,磷酸化pRb蛋白的能力加强,从而导致细胞通过s期限制点的速度加快,当然,CDK2还可与G2期的Cyclins结合从而加快细胞周期进程,表现为细胞增殖速度的提高。而视黄酸对超表达CDK2的HL—60细胞的增殖抑制可通过不同机制来下调CDK2活性。以前的研究证实,视黄酸对CDK2的调节亚基CyclinE有明显的表达抑制,并且,其抑制物p21、p27的表达上升从而降低其活性。TEIXERA等人的研究显示在视黄酸对MCF—7的增殖抑制过程中CDK2的Mrna水平及蛋白表达量呈下降趋势,同时伴有CDK2活性的下降[7]。另外,YOUDOBASHI等将CDK2cDNA转入PC—12细胞中,发现转染后的PC—12细胞可对抗神经生长因子(NGF)的抑制增殖和诱导分化的作用,与此同时,CDK2的活性没有发生明显变化,但其抑制物p21的表达变化也不明显[5]。综上所述,CDK2在视黄酸对HL—60细胞的增殖抑制过程中起着非常重要的作用,组成性表达CDK2的HL—60细胞增殖更为迅速,由于CDK2的组成性表达,削弱了视黄酸对HL—60细胞的增殖抑制和诱导分化的作用。

    基金项目:国家自然基金资助项目(39570296)2rt$:), http://www.100md.com

    作者简介:郎海滨(1974—),男,山西太原市人,技师,硕士研究生,主要从事营养与肿瘤的研究。2rt$:), http://www.100md.com

    参考文献:2rt$:), http://www.100md.com

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    收稿日期:1999-06-122rt$:), http://www.100md.com

    修稿日期:1999-12-08(郎海滨 糜漫天 张乾勇 韦 娜 黄国荣 周东明)