当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华医学杂志》 > 2000年第6期
编号:10281626
K562细胞与纤连蛋白粘附缺陷机制初步探讨
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 2000年第6期
     作者:白任奎 陈珊珊 刘艳荣 李金兰 付家瑜 秦亚溱 高辉 于泓

    单位:北京医科大学人民医院血液病研究所 100044

    关键词:

    中华医学杂志000628 造血干/祖细胞的归巢、定位与释放受众多的粘附分子所调控,其中以VLA4和VLA5为代表的β1整合素起着关键性作用[1-4]。Verfaillie等[1]认为Ph+细胞存在β1整合素介导的粘附功能缺陷是Ph+慢性髓性白血病(CML)重要发病机制之一,并发现β1整合素经8A2活化后Ph+细胞的粘附功能得以改善,但Bozzoni等[5]报道的CML细胞与纤连蛋白(FN)的粘附功能结果却与此不同;为进一步澄清Ph+细胞是否存在β1整合素活化障碍,进行了下列实验。
, http://www.100md.com
    一、材料与方法

    1.材料:(1)细胞系:Ph+细胞系K562,Ph-细胞系KG1a、NB4、TF1,均为本室冻存,在含体积分数0.1的胎牛血清的RPMI1640中常规培养(TF1加细胞因子GM-CSF 10 ng/ml),使细胞处于对数生长期;用于实验的TF-1细胞预先去细胞因子孵育3~4 h。(2)主要试剂:鼠抗人β1整合素活化抗体8A2(可增加β1整合素与FN的亲和力)[6],美国华盛顿大学Harlan教授惠赠。大鼠抗鼠β1整合素活化表位特异性单克隆抗体9EG7(与人的9EG7表位有交叉反应),德国Münster大学Vestweber教授惠赠。鼠抗人CD29(Lia1/2),用于总β1整合素的表达及其与纤维连接蛋白(FN)结合的阻断实验;鼠抗人CD49d(HP2/1)及鼠抗人CD49e(IIA1)[PharMingen公司],分别用于VLA-4及VLA-5整合素与FN结合的阻断实验。FITC标记羊抗鼠 及兔抗大鼠二抗分别为法国Immunotech公 司及北京邦定公司产品。人血浆FN,购自北京医科大学细胞生物学系;牛血清白蛋白(BSA)购自军事医学科学院药材供应站。ABL酪氨酸激酶特异性抑制剂CGP57148B,由瑞士Novartis公司提供。
, 百拇医药
    2.方法:(1) 荧光标记FN及BSA(FN-FITC,BSA-FITC)的制备:参照文献[7]。(2) 细胞与可溶性FN结合实验:参照文献[7],在100 μl含1 mg/ml BSA及2 mmol/L Mg2+的碳酸盐缓冲液(BBS)中进行FN结合实验,FN-FITC的终浓度为100 nmol/L。每次实验几种细胞系同时进行,每个细胞系均设对照管(不加标记物或以BSA-FITC 代替FN-FITC)、FN-FITC管、8A2+FN-FITC管以观察细胞经8A2活化前后与FN的结合能力;阻断实验分两组,分别用经8A2+CD49d+CD49e和8A2+CD29预处理30 min的细胞代替8A2+FN-FITC管的细胞以观察细胞与FN的结合是否为VLA-4和VLA-5介导的。上述各管室温作用30 min,含2 mmol/L Mg2+的BBS洗涤2次,并用500 μl上述液体重悬,用流式细胞仪(FACSort,BD公司)检测并分析每管标记细胞阳性率(%)及平均荧光强度(MFI)值,校正值=测定管值-对照管值,用于统计学处理。8A2活化后细胞结合FN的MFI增加倍数=(活化后FN的MFI-活化前FN的MFI)/ 活化前FN的MFI。(3) CD29及9EG7表达的检测,采用我室常规间接免疫荧光标记法,在含2 mmol/L Mg2+的BBS中进行,每次实验几种细胞系同时进行,每种细胞均设9EG7、8A2+9EG7,CD29、8A2+CD29,对照管只加各自二抗;检测阳性率(%)及MFI值,计算校正值。8A2活化后9EG7的MFI增加倍数=(活化后9EG7的MFI-活化前9EG7的MFI)/ 活化前9EG7的MFI。
, 百拇医药
    3.统计学处理:结果采用平均值±标准差,显著性检验采用t检验。

    二、结果

    1.Ph+细胞系K562存在β1整合素活化障碍:K562、KG1a、NB4和TF-1细胞虽都表达CD29,阳性率均在96%以上,但其MFI有较大差别(表1),说明细胞表面β1整合素的密度在各细胞系并不相同;9EG7表达阳性率(以下称9EG7表达率)及MFI在各细胞系差异无显著意义,经8A2活化后,9EG7表达率及MFI在Ph+细胞系K562虽有增加,但均显著低于Ph-各细胞系(P均<0.001),但是,NB4及TF-1细胞CD29的MFI与K562细胞相差无几,但经8A2活化后9EG7表达率及MFI增加倍数亦明显高于K562细胞,说明Ph+细胞系K562的β1整合素较Ph-各细胞系不易被8A2活化,即存在β1整合素活化障碍。
, 百拇医药
    2.β1整合素活化障碍是K562细胞对FN粘附能力减低的主要原因:Ph+细胞系K562和Ph-细胞系(KG1a、NB4、TF-1)与FN结合的基础水平均很低,差异无显著意义(表2)。 经8A2活化后,Ph+细胞系K562结合FN的阳性率(以下称FN结合率)和MFI增加倍数显著低于Ph-各细胞系(P均<0.001),说明K562细胞对FN粘附能力减低的主要原因是β1整合素活化障碍。

    表1 几种白血病细胞系CD29、9EG7的

    表达及8A2的影响(±s) 细胞系

    实验

    次数
, http://www.100md.com
    CD29

    9EG7表达率(%)

    9EG7的MFI

    %

    MFI

    -8A2

    +8A2

    K562

    5

    96.3±

    2.4

    42±

    4
, http://www.100md.com
    5.8±

    1.6

    28±

    6

    1.65±

    0.7

    KG1a

    5

    97.6±

    1.1

    142±

    26

    4.8±
, 百拇医药
    2.5

    92±

    5*

    10.3±

    3.6*

    NB4

    4

    97.9±

    0.9

    57±

    6

    7.3±

    4.1
, http://www.100md.com
    91±

    8*

    7.1±

    2.3*

    TF-1

    3

    97.2±

    0.6

    40±

    4

    4.2±

    1.9

    90±
, http://www.100md.com
    5*

    5.2±

    1.8*

    注:MFI:平均荧光强度,+:有,-:无;与K562组比较*P<0.001,下同表2 几种白血病细胞系与FN的结合能力及

    8A2的影响(±s) 细胞系

    实验

    次数

    FN结合率(%)

    FN的MFI
, 百拇医药
    -8A2

    +8A2

    K562

    5

    4.3±2.5

    31.4±2.8

    4.6± 2.3

    KG1a

    5

    3.6±1.8

    86.9±8.4*

    47.7±16.2*
, 百拇医药
    NB4

    4

    5.6±3.1

    78.3±9.2*

    22.3± 6.7*

    TF-1

    3

    2.8±1.2

    81.2±4.9*

    14.8± 5.7*

    3.CGP57148B预处理可增加Ph+细胞系K562 β1整合素的活化潜能:0.1 μmol/L和1 μmol/L分别预处理6 min和30 min对K562和KG1a细胞β1整合素9EG7表达率及FN结合率并无显著影响,与未经CGP57148B处理组相比,P均>0.05,说明CGP57148B 本身对各细胞系β1整合素无活化作用,亦不干扰其与可溶性FN的结合;但8A2对经CGP57148B预处理(0.1 μmol/L×30 min或1 μmol/L×6 min)的K562细胞9EG7表达率及FN结合率的增加作用明显高于对未经处理的K562细胞的作用(9EG7表达率分别增加10.9±1.1和3.5±0.5倍,FN结合率分别增加12.7±2.3和5.2±0.7倍)(图1),P均<0.01。而以KG1a细胞为代表的Ph-细胞不受CGP57148B的影响(P>0.05),说明抑制K562细胞BCR/ABL的高酪氨酸激酶活性可使其β1整合素易受8A2所活化,即增加了K562细胞β1整合素的活化潜能(可活化性),从而使其β1整合素活化障碍得到改善。
, 百拇医药
    三、讨论

    造血细胞主要通过β1整合素,尤其是VLA4(CD49d/CD29)和VLA5(CD49e/CD29)与FN结合(粘附)[4]。造血细胞表面的β1整合素处于低亲和性状态,不能与FN牢固粘附,只有经活化因素(如细胞因子、Mn2+、β1整合素活化抗体等)活化获得高亲和性后才能与FN牢固粘附,发挥作用[8,9]。9EG7表位是位于β1整合素分子β链跨膜区的一个表位,当β1整合素(尤其是VLA4和VLA5)与配体结合或处于对配体高亲和状态时,该表位表露,即能用针对该表位的单克隆抗体检测到[8,10],所以,检测9EG7表达可间接反映细胞β1整合素(特别是VLA-4和VLA-5)与配体的结合能力或活化程度。因K562[6]、KG1a[11]、NB4[12]和TF-1[9]细胞表达的β1整合素主要为VLA4和/或VLA5,所以本实验中9EG7表达率主要反映VLA4和VLA5的活化程度。
, http://www.100md.com
    注:(A)和(B)分别示0.1和1 μmol/L CGP57148B预处理的K562和KG1a细胞经8A2活化前后9EG7表达率的变化,(C)和(D)示同上预处理的细胞经8A2活化前后FN结合率的变化,NT:未预处理 T-6(T-30):CGP57148B预处理6(30)min 与未处理细胞同组比较*P<0.001

    图1 CGP57148B对K562和KG1a细胞经8A2活化前后

    9EG7表达及结合FN能力的影响

    本实验证明,Ph+细胞系K562和Ph-细胞系KG1a、NB4及TF-1细胞对FN结合的基础水平均很低,但在β1整合素活化抗体8A2作用下,KG1a、NB4及TF-1细胞结合FN的阳性率及MFI增加幅度远大于K562细胞(P均<0.001),同时对9EG7表位的检测证实在8A2作用下,K562细胞的β1整合素活化程度也明显低于上述各Ph-细胞(P均<0.001),说明K562细胞确实存在对FN的粘附缺陷,β1整合素活化是细胞与FN牢固粘附的前提,β1整合素活化障碍是K562细胞对FN粘附缺陷发生的主要原因。
, 百拇医药
    ABL酪氨酸激酶特异性抑制剂CGP57148B[13]可以选择性抑制Ph+细胞K562的BCR/ABL酪氨酸激酶活性,CGP57148B可增加K562细胞β1整合素的活化潜能,说明BCR/ABL高酷氨酸激酶活性是K562细胞β1整合素活化障碍的主要原因。

    基金项目:国家自然科学基金资助项目(39870846);国家教委博士点基金资助项目(9826)

    参考文献

    1,Verfaillie CM, McCarthy JB, McGlave PB. Mechanisms underlying abnormal trafficking of malignant progenitors in chronic myelogenous leukemia. Decreased adhesion to stroma and fibronectin but increased adhesion to the basement membrane components laminin and collagen type IV. J Clin Invest, 1992,90:1232-1241.
, 百拇医药
    2,Papayannopoulou T, Nakamato B. Systemic treatment of primates with anti-VLA4 leads to an immediate egress of hematopoietic progenitors to periphery. Proc Natl Acad Sci USA, 1993,90:9374-9378.

    3,Papayannopoulou T, Craddock C. Homing and trafficking of hemopoietic progenitor cells. Acta Haematol, 1997,97:97-104.

    4,Van der Velde-Zimmerman D, Smits AJ, Verdaasdonk MA, et al. Betal-Integrins dominate cell traffic of leukemic cells in human bone-marrow stroma. Int J Cancer, 1996,66:225-233.
, 百拇医药
    5,Bazzoni G, Carlesso N, Griffin JD, et al. Bcr/Abl expression stimulates integrin function in hematopoietic cell lines. J Clin Invest, 1996,98:521-528.

    6,Faull RJ, Kovach NL, Harlan JM, et al. Affinity modulation of integrin α5β1: regulation of the functional response by soluble fibronectin. J Cell Biol, 1993,121:155-162.

    7,Pallis M, Robins RA, Powell RJ. Peripheral blood lymphocyte binding to soluble ITC-Fibronectin conjugate. Cytometry, 1997,28:157-164.
, 百拇医药
    8,Bazzoni G, Shih D, Buck CA, et al. Monoclonal antibody 9EG7 difines a novel β1 ntegrin epitope induced by soluble ligand and manganese, but inhibited by calcium. J Biol Chem, 1995,270:25570-25577.

    9,Iesvield JL, Leavesley DI, Niutta S, et al. Cytokines increase human hematopoietic cell adhesiveness by activation of very late antigen (VLA)-4 and VLA-5 integrins. J Exp Med, 1995,181:1805-1815.

    10,Bazzoni G, Ma L, Blue ML, et al. Divalent cations and ligands induce conformational changes that are highly divergent among β1 integrins. J Biol Chem, 1998,273:6670-6678.
, http://www.100md.com
    11,Liesveld JL, Winslow JM, Frediani KE, et al. Expression of integrins and examination of their adhesive function in normal and leukemic hematopoietic cells. Blood, 1993,81:112-121.

    12,Touhami M, Bourge JF, Legrand C. Increased adhesion of the promyelocytic leukaemia cell line, NB4, to fibronectin and thrombospondin upon all-trans-retinoic acid treatment. Br J Haematol, 1999,104:706-714.

    13,Gambacorti-Passerini C, le Coutre P, Mologni L, et al. Inhibition of the ABL kinase activity blocks the proliferation of BCR/ABL+leukemic cells and induces apoptosis. Blood Cells Mol Dis, 1997,23:380-394.

    (收稿日期:1999-11-10), http://www.100md.com