谷胱甘肽转移酶(GSTπ)与白血病耐药的研究进展

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resistance陀lated
resistance.肋R)是指肿瘤细胞接触一种抗肿瘤药物并产生
耐药以后,同时对结构和作用机理不同的多种天然来源的 抗肿瘤药物具有交叉耐药性¨】。MDR是肿瘤细胞耐药的 常见方式,也是白血病化疗失败和复发的主要原因,MDR 的产生是多种基因产物共同作用的结果。Scagliottiu’根据 细胞内药物的作用靶点将多药耐药性大体归纳为4类:① 经典的多药耐药(classicalMDR),其耐药性由P糖蛋白(Pgly—
GSTs分为GSTa、c吼、G胁、GST0、GSTa5种,每种之间又可
根据个别氮基酸的微小差别分为不同亚型,如GSTPl、GST
MI、GST
差异决定了G汛基因表达的水平。G弧蛋白是由两个分
子量为22500的多肽亚单位以非共价键结合而成的一种二 聚体蛋白,其等电点Pl为4 5。由209个氨基酸构成。目前
且不同途径介导的耐药机制不完全相同。G弧作为一种
新的肿瘤标志酶已从蛋白水平深入到基因结构和调控的分 子水平坶’,GSTrc表达的调节机制主要在转录及转录后的 水平上,细胞特异性的GSTmnRNA降解率的差异决定了 GSTn基因表达的水平u…。此外,检查GSTn的表达情况 可提供一项判断预后及选择治疗方案的有用指标n1’12】。 它在肿瘤易感性、耐药性以及与其他癌基因、激素受体关
系方面的研究都有一些可喜的进展。对检测G弧基因及
其表达的方法进一步完善并引入更敏感的技术如PCR等, 对GSTTr与其他众多癌基因、抑癌基因的关系已进行更深 入的研究。目前研究认为,GST—S水平升高有利于解毒 化疗药,烷化剂及铂类药物均可通过这一途径解毒。体内 外研究均证明肿瘤细胞可有GST活性升高,参与MDR形
重耐药的A&RMCF 7细胞株中,P170和GSI'=都过度表达;
于对照组(P<0.01);AL患者细胞内GST活力与骨髓中原 始及幼稚细胞百分数有一定相关性(r=0.30,P<0.05)。 初治组AL患者细胞内GSY活力明显高于化疗后缓解(ca) 组(P<0.01),化疗后难治复发组患者细胞内GST活力又 明显上升,显著高于缓解组(P<0.01),进一步阐明了AL 患者细胞内GST活力增高与临床疗效及骨髓原始及幼稚 细胞增殖有关;同时检测AL患者GST活力与LRP表达对
倍。G姗是恶性肿瘤中升高最显著与化疗耐药关系最为
密切的GST同工酶。GST同工酶是细胞抗损伤抗癌变的重 要解毒系统,不仅可作为肿瘤转化的生化指标,而且表达水 平的改变可能与化疗耐药有关幢1。其中GSTn与白血病细
胞耐药和临床疗效间的关系最为密切,G弧的高表达是获
得性耐药的一种标志¨J。

GSTTr参与耐药的机理

成。Ⅸme等¨"研究发现阿霉素耐药性特点之一为G锨
活性和含量增加,细胞内GST降低或缺乏可增强阿霉素 等药物的细胞毒活性。Bafist等u41发现,GSTs的活性在Ad. rRMCF7(具有多重耐药表型的抗阿霉素人乳腺癌细胞系) 细胞中提高了45倍,这种提高与GSTrt同工酶密切相关。 Nakagawa等Ⅲ’将GSTn的cDNA通过表达载体转染到CHras 癌基因转化的P1223细胞系中,成功地构建了两个转染细 胞系RGNl和RGN2,细胞毒性研究表明,RGNl和RGN2对 阿霉素和利尿剂耐受,单对烷化剂类的顺铂,苯丁酸氮芥和 苯丙氮酸芥以及电离辐射则是敏感的。这就为GSTrt在肿

Gm活性中心的结构尚未确定,一般认为G姗具有GSH
结合位点和一个亲电子物质结合位点,第47位的半胱氨酸
和第162位的组氨酸可能是G嘶活性部位的关键残基。 c弧在体内具有多种生物学功能,包括转运亲脂性化合
物、清除细胞毒性产物、细胞间粘连等,参与烷化剂、脂质过 氧化物.DNA氢过氧化物以及细胞毒物质的自由基的解毒 过程。GSr属代谢解毒酶系,主要催化谷胱甘肽(GSH)和 亲电性物质之间的反应,许多化疗药物均为亲电性物质, GST也可催化GSH结合化疗药物对其进行代谢解毒。谷 胱甘肽解毒途径酶谷胱甘肽(GSH)是体内重要活性物质, 谷胱甘肽S转移酶单独或与GSH一起参与许多环境毒素 的代谢、解毒,在耐药中起一定作用,GSH合成酶、降解酶通 过调节GSH含量也与MDR有关。GST=是人体内一种Ⅱ相 代谢酶,其对肿瘤的耐药作用主要由其解毒功能引起,作用 机制为:①催化谷胱苷肽(Gsl{)与亲电子药物如各种烷化 剂结合,增加其水溶性,加速其排泄而使药效减低;②清除 葸环类药物等产生的自由基,减轻药物自由基对细胞的损
中图分类号:1t73—36+2文献标识码:B 文章编号:1006—68lO(2009)Ol一0059—04
谷胱甘肽S转移酶(G田)是一个具有多种功能的Ⅱ相 代谢酶家族,在人体肿瘤中活性及数量不一,根据氨基酸顺 序的同源性、酶底物的特异性及抗原性,将细胞浆中的
反式作用元件,发现它对于维持CSTrt妁最佳宾动活性是 必需的。此外,内含子及转录产物的3’端序梦4对Csh的表 达也起一定的调节作用。GSTn表达的调节机制主要在转 录及转录后的水平上,细胞特异性的GSTnmRNA降解率的
药(atypical MDR),耐药性由拓扑异构酶II(topoisomerase 11, Top01/)的表达改变而引起。④肺抗药性相关蛋白介导的 多药耐药(1ung
resistance related
protein,Era,),耐药性由肺
感,因而认为凋亡参与了白血病的肋R的机制。白血病
细胞耐药的机制是复杂的,可以通过多种途径介导耐药。
coprotein,P一印)介导。②非P糖蛋白介导的多药耐药(non
PglycoproteinMDR)。耐药性由多药耐药性相关蛋白(multi.
dr峨resistance
related
protein,MRP)介导。③非典型的多药耐
程序化死亡的道路,在白血病细胞系(硒62,HL60,CEM,
RFH等)和临床研究中,对药物的敏感性取决于培养中产 生凋亡的数目,如细胞自发凋亡的比例较高,则对药物敏
还原性GSH可抑制三氧化二砷的活性。Gm是含量最丰
富的GST同工酶,其含量是其GST同工酶的数倍乃至数十
C嘶起始区
中有4个转录调节区,包括主要转录起始位点上游位的一 个“TATA”box,两个转录调节蛋白SPI识别顺序和一个转录 激活因子APl识别顺序。核苷酸序列分析表明。 GS肤mRNA含有一个编码210个氨基酸,长630个核苷酸的 开放阅读框架,5’端和3’端的非编码序列分别有6和78个 核苷酸,有4621个碱基包括5‘端的1200个碱基和3‘旁侧 区的200个碱基。有人研究了GSTn转录起始位点3’端的
Gm的结构、生物学特性与耐药
GST最初是从人胎盘中分离出的酸性谷胱甘肽S转移
酶,分为a,tt、0、兀及膜结合微粒5种类型,以后发现人类肿 瘤细胞的GST主要是GSTx。目前对GEm了解较为清楚,
C姗在胞膜、胞浆均可见,并广泛分布于人正常组织,以泌
尿系统、呼吸道、消化道表达水平最高,乳腺组织相对较低, 这与其在机体内的解毒作用及毒性物质的排出是一致的。
GSTn是主要的改变之一。G弧是GST的几种同工酶中表
达最高的一种,不仅可做为肿瘤转化的标志,而且能催化谷 胱甘肽(CSH)与亲电性物质如抗癌药物相结合,将抗癌药 物摊出细胞,使肿瘤细胞对抗癌药物的代谢和运输能力增 强,从而使肿瘤产生耐药性。其表达高低与肿瘤耐药呈正 比,主要机制为:①催化GSH与亲电性物质(烷化剂、葸环 类抗癌药物及疏水分子)结合,使其更有极性而从尿液中排 出或代谢为无毒性的醇类物质;②因GSH结构是MRP泵的 底物,所以CsI'药物外排泵作用。了解GSTTt参与耐药的 关系。研究耐药性机理、指导化疗及逆转耐药性均有一定价 值。
M4等。细胞质GST均以二聚体形式存在,其活性
部分含有谷胱苷肽结合点(G点)和底物结合点(H点)。其 中同工酶a、7c、肛及0在体内含量较丰富。人群中并非每个 个体都含有这五种同工酶,不同的GST表型是由其基因多 态性决定的。已经证明GST基因家族中GsrITI、GSTPI、 GSTMI基因位点有多态性。目前,国内外的研究主要集中 在GSTtt、CS珊、GST0这3类同工酶3编码基因的多态性以 及与白血病细胞耐药等领域,谷胱苷肽S转移酶(GSTs)作 为一种新的肿瘤标志物正引起人们关注,用于一些肿瘤的 早期诊断及为肿瘤的化疗提供指导,研究表明GST在体内 表达水平的高低决定细胞对一些有毒化学物质的敏感性的 关键因素…。本文就GST一兀的研究进展作一综述。
GSTTr在恶性血液病方面的临床研究
瘤细胞对药物耐受中的作用提供了直接的证据,同时也说
万方数据
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明Gm的这种作用对药物是有选择的。Black等¨引将编
码人GSTx和GSTQ同工酶B182的CDNA分别转染到酵母 中,发现对阿霉素的耐受分别提高23—10倍和30一16倍, 而对苯丁酸氮芥则提高20—52倍和20一80倍,而且发现 转染的GSTBlB2CDNA的量与苯丁酸氮芥的耐受成直线关 系。多重耐药基因蛋白P170与GSTn过度表达关系,在多
万方数据
中国பைடு நூலகம்族医药杂志
白血病细胞耐药是白血病治疗中的一大障碍,是白血 病治疗失败的主要原因之一。一般细胞耐药分为三类:第 一类为内在耐药性,主要是细胞自发基因突变而造成的;第 二类为原药耐药性,是肿瘤细胞克服某一药物所破坏的代 谢途径而对该药产生耐药性。但一般对结构不同、作用机 理不同的药物不产生耐药,即无交叉耐药;第三类为多药耐 药性,是最受关注的一种细胞耐药。多药耐药性(multidrug
2009年1月第1期
化学治疗目前仍是白血病治疗的主要手段,它可使 60%一80%的初发患者获得缓解,生存期得以延长,但多数 患者终因复发后治疗失败而死亡,导致化疗失败的原因是 多方面的,其中最主要的是白血病细胞的耐药性。目前认 为,自血病细胞多药耐药性与其细胞凋亡受抑有关。白血 病细胞对化疗药物的耐受性是白血病治疗的主要障碍,也 是白血病化疗改善缓慢的主要原因。耐药可以是原发性耐 药,也可以由化疗药物诱发所致。目前认为白血病耐药由 多种机制¨J。包括:①膜糖蛋白介导的药物外排泵机制,主 要有P糖蛋白(Pglycoprotein,P—so)、多药耐药相关蛋白 (multidrug
protein,raRe)、肺耐药蛋白(1ung
can.
resistance related
cer
protein,U讲)和乳腺癌耐药蛋白(Breast
resistance
protein,BcRP);②多药耐药(MDR)的酶介导机
制,DNA柘扑异构酶II(Top01I),谷胱苷肽转移酶(Gsr)、氧 化解毒P450等酶系统等。③由于抗肿瘤药物是细胞凋亡 的诱导剂,化疗药物的细胞毒效应可能主要触发肿瘤细胞
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簇矿盘7,乒4堑麓醇?秽{《j僦#{∥“。鹊c磁
谷胱甘肽转移酶(GS伢)与白血病耐药的研究进展
内蒙古林业总医院(牙克石022150)
曲洪澜
哈尔滨医科大学第一附属医院(哈尔滨150001)王树叶
关键词:谷胱甘肽转移酶;白血病;耐药性;研究进展
GST
7【基因定位于1l号染色体(1lql3),有7个外显子和6
伤;③通过直接与药物结合的形式降低药物活性;④c锄
还具有GSH过氧化物酶活性,可将有毒的过氧化物转变为 低毒的醇类物质。即有阻断脂质过氧化物的作用;⑤含巯基
个内含子,全长2.8kb。氨基酸编码区位于+30~+2724位 碱基之间。其中7个外显子中含有211个密码子,与6个内 含子相连接的每一个连接点都含有一个GT/AG接头。3’端 非翻译区含有一个多聚腺苷酸信号AATAAA
抗药性相关蛋白介导。最近研究MDR是肿瘤细胞防止化 学药物攻击最重要的防御机制,这是一种独特的广谱耐药 现象。经研究认为MDR产生机制有多个因素参与m’。解 释这种耐药现象的机制,包括化疗药物不能诱导细胞凋亡 和药物不能到达或影响肿瘤细胞内的靶目标两种,目前认 为以后一种机制为主,尤其是细胞内药物转运抵抗机 制‘”。 GSr丌与恶性肿瘤及肿瘤化疗的耐药性有密切关系, GSTlr是肿瘤细胞系和肿瘤组织中最常见的GSTs同工酶, 它在许多耐药细胞系中出现,特别是在有多重耐药(MDR) 表型的细胞系中。GSTrr与肿瘤的多药耐药性肿瘤细胞耐 药性常常限制了化疗疗效的进一步提高,最终使治疗失败, 耐药性的产生与细胞内一系列生化和遗传学改变有关,
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