NF_B活化及livin_survivin表达上调与胃癌细胞耐药的关系

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第28卷第6期2008年6月南京医科大学学报(自然科学版)
ACTAUNIVERSITATISMEDICINALISNANJING(NaturalScience)
肿瘤细胞耐药性的产生是导致化疗失败的主要原因,也是目前肿瘤临床治疗面临的难题,在众多耐药机制中,凋亡抵抗可能是其重要因素之一。

核因子κB(NF-κB)是重要的调节细胞增殖和凋亡的转录因子,可调节凋亡抑制蛋白家族(IAPs)成员cIAP2等表达增加[1]。

近年研究发现化疗可引起NF-κB转录活性增加,这一传导通路的改变可能是诱导肿
瘤细胞产生耐药的途径之一[2]。

livin、suvivin是近年来发现的IAPs新成员,高表达于多种恶性肿瘤组织,具有较强的凋亡抑制作用,参与肿瘤的发生和发展[3-8]。

NF-κB与IAPs新成员livin、suvivin是否共同参与了肿瘤细胞的耐药过程,目前尚未见国内外文献报道。

本研究通过体外细胞培养实验,检测了胃癌细胞经化疗药长春新碱诱导后NF-κB活性及
livin、survivin表达的变化,探讨其在胃癌细胞形成
耐药过程中可能的作用。

NF-κB活化及livin,survivin表达上调与胃癌细胞耐药的关系

薇,吴
昊,王同杉,刘
平*
(南京医科大学第一附属医院肿瘤科,江苏南京
210029)
[摘要]目的:探讨核转录调节因子NF-κB活性及凋亡抑制蛋白livin,survivin的表达与胃癌细胞耐药的关系。

方法:MTT法
检测化疗药物长春新碱(VCR)对胃癌细胞SGC7901及耐药细胞SGC7901/VCR的生长抑制作用;流式细胞仪检测VCR作用后细胞的凋亡率;ELISA法检测NF-κB核转录活性;Westernblot检测livin,survivin蛋白表达。

结果:化疗药VCR对SGC7901/
VCR细胞的生长抑制作用较SGC7901细胞显著降低,VCR作用SGC7901/VCR细胞的凋亡率减少;SGC7901/VCR细胞中NF-κ
B核转录活性增强(P<0.01);livin,survivin在SGC7901/VCR细胞中表达上调(P<0.05)。

结论:胃癌细胞SGC7901在化疗药
VCR长期诱导后产生的继发耐药可能与NF-κB活化及livin,survivin表达上调有关;NF-κB活化是livin,survivin表达上调可能
的调控因素。

[关键词]
胃癌;耐药;NF-κB;livin;survivin
[中图分类号]
R735.2[文献标识码]A[文章编号]1007-4368(2008)06-0737-05
RelationshipbetweenactivationofNF-κB,upregulationoflivinandsurvivinanddrugresis-tanceingastriccarcinoma
LIWei,WUHao,WANGTong-shan,LIUPing*
(DepartmentofOncology,theFirstAffiliatedHospitalofNJMU,Nanjing210029,China)
[Abstract]
Objective:ToinvestigatetherelationshipbetweenactivationofNF-κB,expressionoflivinandsurvivin,twomembersof
inhibitorofapoptosisprotein(IAP)family,anddrugresistanceingastriccarcinoma.Methods:TheinhibitionofproliferationandapoptosisofgastriccancercellSGC7901andSGC7901/VCRweredetectedbyMTTandFlowcytometry.ActivationoftranscriptionofNF-κ
BwasdetectedbyELISA.ProteinexpressionoflivinandsurvivinwereassessedbyWesternblotanalysis.Results:Theinhibi-tionofproliferationwerereducedinSGC7901/VCRcellsafterbeenexposedtoVCR,andtheratioofapoptosiswasalsodecreased.WefoundthatNF-κBactivitywasenhanced,andlivin,survivinwereoverexpressedinSGC7901/VCRcellsbyELISAandWesternblotassay.Conclusion:TheactivationofNF-κBandupregulationoflivinandsurvivinmaybeinvolvedintheprocessofdrugresis-tanceinSGC7901/VCRcells.UpregulationoflivinandsurvivinmightrelatetoactivationofNF-κB.
[Keywords]
gastriccarcinoma;drugresistance;NF-κB;livin;survivin
[ActaUnivMedNanjing,2008,28(06):737-741]
[基金项目]
江苏省医学重点人才135工程资助(52-2001)

通讯作者,E-mail:liu-ping@csco.org.cn
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第28卷第6期
2008年6月南京医科大学学报
1材料和方法
1.1材料
胃腺癌细胞SGC7901为本课题组保存;SGC7901/VCR细胞为第四军医大学消化病研究所惠赠;长春新碱(VCR,深圳万乐药业);MTT(Sigma公司,美国);核蛋白转录因子检测试剂盒(Cayman公司,德国);鼠抗人NF-κBp65一抗(BD公司,美国);鼠抗人livin一抗(Alexis公司,美国);鼠抗人survivin一抗(CellSignaling公司,美国);鼠抗人tubulin一抗(Santa公司,美国);羊抗鼠二抗(北京,中杉公司);Ecl试剂盒(CellSignaling公司,美国);AnnexinⅤ-FITC凋亡检测试剂盒(凯基公司,南京)CO2培养箱(KendroHeracell公司,德国);酶联免疫检测仪(ASYSClinibio公司,澳大利亚),蛋白电泳转印仪(BioRad公司,美国);流式细胞仪(BD公司,美国)
1.2方法
1.2.1细胞培养
胃癌细胞SGC7901用含10%灭活小牛血清和青、链霉素(100U/ml)的RPMI1640培养基,在37℃、5%CO2及饱和湿度培养箱中常规培养,每1~2天更换培养液1次;SGC7901/VCR细胞的培养基同上,并在培养液中加入VCR至终浓度1μg/ml常规诱导培养,以维持其耐药特性,每1~2天更换培养液1次。

1.2.2MTT法测定化疗药VCR对细胞的生长抑制作用
参照文献[9-10]设计不同浓度VCR实验组,2.5、10.0、40.0、160.0、640.0#mol/L同时设正常对照组(不加VCR),空白对照组(只加培养基),每组4孔重复。

将对数生长期SGC7901,SGC7901/VCR细胞以4×104/孔细胞数接种于96孔培养板,每孔200μl,培养24h细胞贴壁生长后,加入用RPMI1640配制的含不同浓度的VCR在37℃、5%CO2及饱和湿度培养箱中继续培养24h。

检测时每孔加入MTT(5mg/ml)20μl,孵育4h弃上清,加DMSO150μl,震荡数分钟使形成的甲瓒晶体完全溶解,酶联免疫检测仪测定492nm处的吸光度值A492nm,并计算该浓度下的抑制率。

实验重复3次。

存活率=试验组A492nm/对照组A492nm×100%
1.2.3流式细胞仪检测细胞凋亡率
取对数生长期SGC7901,SGC7901/VCR细胞分别加入配制的含VCR药物浓度分别为0、100、200μmol/L的RPMI1640培养基作用24h后,常规消化细胞,PBS洗2次,再用400μl结合缓冲液重悬,每管加入5μlAnnexinⅤ-FITC,5μlPI双染。

避光室温孵育15min后流式细胞仪检测。

1.2.4蛋白质提取
取对数生长期SGC7901,SGC7901/VCR细胞约1×107,用细胞刮匙收集细胞后,按照蛋白提取试剂盒说明书操作,分别提取细胞总蛋白及胞核蛋白,并将提取的蛋白样品应用Bradford法测定各组蛋白浓度,余分装后立即置于-80℃保存。

1.2.5ELISA法测定NF-κB核DNA结合转录活性应用NF-κBp65转录因子检测试剂盒测定NF-κB核DNA结合活性。

该方法是将具有与NF-κBp65亚基特异性结合的双链DNA包被在96孔板上,以检测细胞核内NF-κBp65的DNA结合活性。

按试剂盒说明书取等量SGC7901,SGC7901/VCR细胞核蛋白提取液分别加入孔内,每组4个复孔,4℃结合过夜后依次加入NF-κB一抗(1∶100),二抗(1∶100)及显色液,酶标仪波长450nm处检测吸光度值。

1.2.6Westernblot检测livin,survivin蛋白表达取SGC7901,SGC7901/VCR细胞总蛋白60μg上样到15%的SDS聚丙烯酰胺凝胶进行电泳,再印迹到PVDF膜上,5%的脱脂牛奶(溶于TBST中)室温封闭1h,分别用抗NF-κB一抗(1∶1000)、抗livin一抗(1∶250)、抗survivin一抗(1∶1000)和抗tubulin一抗(1∶1000)4℃孵育过夜,TBST洗膜10min×3次,再用辣根过氧化物酶标记的二抗室温孵育1h,TBST洗膜10min×3次,配置新鲜发光液发光成像。

QuantityOne软件进行灰度分析。

1.3统计学方法
数据资料用x±s表示,stata7.0软件进行统计学处理,两组间均数比较用t检验,P<0.05表示统计学差异显著性。

2结果
2.1VCR对SGC7901,SGC7901/VCR细胞的生长抑制作用
SGC7901/VCR系由亲本细胞长期接受低剂量VCR而获得的耐VCR的人胃癌细胞株,2株细胞对VCR的敏感性不同。

在VCR作用24h时,SGC7901的IC50值为12.96μmol/L,而SGC7901/VCR的IC50值为517.26μmol/L,VCR对耐药细胞的抑制作用明显减弱(图1)。

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SGC7901
细胞存活率
VCR浓度(!mol/L)1.0
0.80.60.40.20
02.510.040.0160.0640.0
细胞存活率
SGC7901/VCR
VCR浓度(!mol/L)
1.00.80.60.40.20
02.510.040.0160.0640.0
图1VCR对SGC7901,SGC7901/VCR24h生长抑制作用
Fig1TheinhibitionofSGC7901,SGC7901/VCRafterthetreatmentbyVCR
NF-"B核P65
SGC7901
SGC7901/VCR
0.50.40.30.20.10
SGC7901/VCR细胞中NF-κB核转录活性增加,P<0.01。

图3SGC7901,SGC7901/VCR细胞内NF-κB核转录活性Fig3
ActivationofNF-κBinSGC7901andSGC7901/VCR
A(1-3)、B(1-3)分别为VCR0、100、200μmol/L作用SGC7901、SGC7901/VCR细胞24h的凋亡情况;SGC7901/VCR细胞凋亡率较SGC7901明显减少。

图2VCR对SGC7901,SGC7901/VCR细胞凋亡的影响
Fig2TheapotosisofSGC7901,SGC7901/VCRafterthetreatmentbyVCR
102103104105
PIPE-H
102
103104105
PIPE-H102
103104105
PIPE-H102
103104105ANNEXINVFITC-H
102
103104105ANNEXINVFITC-H
102
103104105ANNEXINVFITC-H
102103104105
PIPE-H102103104105
PIPE-H102103104105
PIPE-H102
103104105ANNEXINVFITC-H
102
103104105ANNEXINVFITC-H
102
103104105ANNEXINVFITC-H
Q1Q2Q3
Q4
Q1Q2Q3
Q4
Q1Q2Q3Q4
Q1Q2Q3
Q4
Q1Q2Q3
Q4
Q1Q2Q3
Q4



231


2.2VCR作用SGC7901,SGC7901/VCR后的细胞
凋亡情况
流式细胞仪检测结果表明,不同浓度VCR作用
于SGC7901,SGC7901/VCR细胞24h后,SGC7901/
VCR细胞的凋亡率明显低于SGC7901(图2)。

VCR
作用于SGC7901及SGC7901/VCR细胞24h后,其凋亡率正常对照组分别为7.5%和9.1%;100μmol/L组分别为26.6%,和11.5%;200μmol/L组分别为
63.5%和15.5%。

2.3SGC7901细胞经VCR诱导后NF-κB核转录活
性的变化
NF-κB核DNA结合活性检测结果显示,SGC7901/VCR细胞核内NF-κBp65蛋白表达
(0.404±0.025)较SGC7901细胞核内含量(0.301±
0.016)显著增多(P<0.01),表明NF-κBp65从胞浆进入胞核内的转录活性增加(图3)。

2.4SGC7901细胞经VCR诱导后livin,survivin蛋
白表达的变化
经化疗药VCR诱导后,SGC7901/VCR细胞内
livin和survivin的表达较SGC7901均发生了上调
(P<0.05,图4),表明可能由livin,survivin调控的
凋亡抑制作用得到加强。

3讨论
化疗后继发耐药的产生是造成肿瘤化疗失败的重要原因。

肿瘤耐药的机制是多方面的,对凋亡
李薇等:NF-κB活化及livin,survivin表达上调与胃癌细胞耐药的关系
第28卷第6期2008年6月
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第28卷第6期2008年6月
南京医科大学学报
诱导产生抵抗可能是其重要因素。

NF-κB是重要的调控细胞增殖与凋亡的核转录调节因子,在静息状态下NF-κB与其抑制性蛋白IκB结合存在于细胞胞浆中。

在化疗药物、射线等多种因素作用下,IκB发生磷酸化、泛素化继而被蛋白酶水解,NF-κB得以活化并转位入核,调节靶基因的转录。

已有学者提出NF-κB及其信号通路是肿瘤治疗的一个策略[11-13]。

本实验发现,胃癌细胞SGC7901经化疗药VCR长期诱导后,对再予VCR作用的药物敏感性降低,细胞凋亡率减少,产生继发耐药。

同时本研究发现
NF-κB在SGC7901/VCR细胞核内的转录活性增
强(P<0.01),这可能是维持癌细胞处于凋亡耐受,产生继发耐药的原因之一,与罗和生等[10]研究结果较为一致。

IAPs是重要的抗凋亡蛋白因子,livin,survivin
是近几年研究发现的IAPs的新成员,两者均含有高度保守的约70aa的BIR(baculoviralIAPrepeat)结
构域(结合和抑制Caspase蛋白酶的关键部位),具有重要的凋亡抑制作用。

livin,survivin在多种恶性肿瘤组织中高表达,本课题组前期研究发现livin和
survivin在胃癌组织中阳性表达率分别为47.5%和60.0%,在癌旁和正常组织中不表达[14];沉默livin基因表达可促进胃癌SGC7901细胞的凋亡[15]。

本研究
进一步观察了化疗药物诱导后SGC7901/VCR细胞中livin和survivin的表达情况,结果显示livin和
survivin在SGC7901/VCR细胞中的表达上调(P<0.05),表明胃癌细胞对凋亡的抵抗及继发耐药可能
是部分通过livin和survivin对凋亡的抑制作用来实现的,这也可能是胃癌产生继发耐药的机制之一。

在凋亡信号通路中研究发现IAPs成员cIAP,
survivin等表达与NF-κB的表达呈正相关[16]。

胃癌
细胞中livin和survivin的表达是否也受NF-κB的调控尚未见研究报道。

本课题组前期研究发现NF-κB抑制剂PDTC作用于胃癌细胞后livin的表达呈时间、剂量依赖性下调趋势[17]。

Sethi等[18]研究发现小鼠成纤维细胞去除MKK4基因后能促进细胞凋亡,在NF-κB的活性受到抑制的同时,IAPs中survivin,
IAP1,XIAP等表达也发生了下调。

Sato等[19]研究发现在肾癌细胞中使用NF-κB抑制剂DHMEQ后细
胞增殖受到抑制,同时survivin的表达也发生了下调。

在本研究中发现NF-κB在SGC7901/VCR细胞内的转录活性增强(P<0.01),同时livin和survivin的表达增加(P<0.05),综合文献报道和本研究结果,作者认为在胃癌细胞化疗药物诱导耐药的过程
中,NF-κB转录活性增强,并可能上调了livin,sur-
vivin的表达,引起凋亡信号通路的抑制,导致胃癌
细胞产生凋亡抵抗而继发耐药。

因此,寻找并使用高效低毒的靶向NF-κB或livin,survivin抑制剂,减弱肿瘤细胞的凋亡抑制,增加其对化疗的敏感性,将可能是克服耐药和提高肿瘤治疗效果的一个有效途径。

致谢:感谢南京医科大学现代病原生物学重点实验室王勇教授在本研究中给予的大力支持!感谢第四军医大学消化病研究所惠赠胃癌细胞SGC7901/VCR![参考文献][1]
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李薇等:NF-κB活化及livin,survivin表达上调与胃癌细胞耐药的关系
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