中图分类号:R733.71文献标识码:A
文章编号:1000-467X(2000)06-0530-04
Relationship of anti-apoptosis gene bcl-xL and
multidrug resistance in leukemia cells
BAI Qing-xian, HUANG Gao-sheng, YAN Ping-di, et al.
Department of hematology, Xijing Hospital,Department of pathology,
Faculty of Preclinical Medicine,Fourth Military Medical University, Xi'an 710033, P.R.China.
【 Abstract】 Objective: To investigate the role of bcl-xL gene in development of multidrug resistance and to observe the relationship between the expression of bcl-xL in acute myeloid leukemia and clinical response. Methods: bcl-xL cDNA was transfected into HL-60 cells using lipofictamine. The apoptotic rate was quantitatively analyzed with FCM. The cytotoxicity of chemotherapy drugs in vitro was compared employing the MTT assay. RT-PCR was applied to detect the expression of bcl-xL in 20 patients with acute myeloid leukemia. Results:The overexpression of bcl-xL in HL-60 cells inhibited the etoposide-induced apoptosis by 40.5% and decreased the cytotoxicity of etoposide、 daunorubicin and adriamycin. The resistance factors were 3.2, 3.2, 1.6,respectively. Sixteen of 20 patients with acute myeloid leukemia expressed bcl-xL mRNA. Only 2/7(28.6% )cases with higher level of bcl-xL mRNA achieved complete remission,while 6/9(66.8% ) cases with lower level of bcl-xL mRNA got complete remission. Conclusion: bcl-xL gene might be involved a new multidrug resistance phenotype through inhibiting the apoptosis induced by chemotherapeutic agents. The detection of bcl-xL gene also provides a new parameter to predict the prognosis of acute myeloid leukemia.
Key words: Apoptosis; Leukemia, myeloid, acute; Drug resistance multiple
白血病细胞多药耐药的产生是急性白血病复发、难治的根本原因。细胞的凋亡作为大多数化疗药物抗肿瘤作用的机理之一,其障碍极有可能作为一种新的耐药途径参与多药耐药的形成。bcl-x为一凋亡相关基因,具有两种RNA拼接形式—长型bcl-xL及短型bcl-xS,其中bcl-xLmRNA编码的蛋白功能类似bcl-2,可使细胞耐受细胞生长因子撤除诱导的凋亡[1]。研究发现,鼠白血病细胞在体外长期传代培养过程中自发形成的耐药亚株及化疗药物诱导产生的人白血病耐药细胞株均表达较高水平的bcl-xL蛋白[2,3]。为明确bcl-xL基因与白血病细胞耐药的相关性,我们采用脂质体法将bcl-xL基因转导入HL-60细胞中,观察该基因高表达对白血病细胞凋亡易感性及化疗药物敏感性的影响;并进一步观察bcl-xL在临床急性髓细胞白血病细胞(acutemyeloidleukemia,AML),mRNA水平的表达与化疗效果的相关性。
1材料和方法
1.1逆转录病毒表达载体
人全长bcl-xLcDNA(由美国ThompsonC.B.教授惠赠)正向插入逆转录病毒载体pDOR-neo,重组表达载体称为pDSBL[4]。
1.2细胞系及基因转染
参照Gibco公司产品说明书。将2×106处于对数生长期的HL-60细胞(中国科学院上海细胞生物研究所提供,常规培养于含10%胎牛血清的RPMI1640液中)悬浮于0.8ml无血清无抗生素的RPMI1640液中。3~5μg质粒DNA(pDSBL或pDOR-neo)与10μl脂质体LipofecAMINE(GibcoBRL)分别溶于100μl同样培养液中,然后将两液混合,室温放置15min以形成脂质体-DNA复合物。将此混合物逐滴缓慢加入细胞悬液内,37℃、5%CO2条件下孵育6h,加入4ml含15%胎牛血清的RPMI1640液继续培养60h。离心收集细胞备用。
1.3凋亡细胞的定量检测
参照前期试验的诱导凋亡条件。5×105/ml的转染细胞与10mg/L足叶乙甙孵育5h,PBS洗涤后收集细胞共4×106。预冷的70%酒精固定1h,碘化丙锭(PI)染液(含50μg/mlPI、1ml/LTritonX-100,100μg/mlRNaseA)染色30min,流式细胞仪(FCM)检测。资料经LysisII软件收集、贮存、分析。
1.4细胞毒测定(MTT法)
靶细胞以2×104/孔,100μl体积接种于96孔板,37℃、5%CO2孵箱内过夜。然后分别加入不同浓度的足叶乙甙(Merck)、柔红霉素、阿霉素(Phamarcia)孵育24h。每孔加入MTT100μg,继续孵育4h,小心吸弃上清。各孔加150μl二甲基亚砜,振荡后测每孔隙A490nm值,计算杀伤率。对数纸作图,求IC50值。
1.5细胞内药物浓度测定
取2×105/ml对数期生长的细胞,PBS洗涤、离心后,重悬于RPMI1640液中,加入柔红霉素10mg/L,37℃孵育1h,预冷的PBS洗涤3次。台盼蓝染色活细胞数需大于97%。然后,样品经流式细胞仪检测。
1.6白血病病例及单个核细胞(MNC)的制备
20例初治的AML为第四军医大学附属西京医院血液科收治病例,病例以FAB分型,M13例,M27例,M34例,M54例,CML急性变2例。年龄14~59岁。予HA、DA方案化疗2个疗程,采用1987年苏州全国白血病化疗讨论会疗效判定标准。全部病例均于化疗前采集骨髓,取抗凝骨髓2~3ml,PBS稀释1~2倍,Ficoll淋巴细胞分离液5ml,2000r/min离心15分钟,吸取白膜层,PBS洗涤3次,计数后备用。
1.7RT-PCR
采用异硫氰酸胍一步法提取细胞总RNA,cDNA合成:逆转录反应体系20μl,包括细胞总RNA1μg,5×逆转录反应缓冲液4μl,2.5mmol/LdNTP4μl,oligodt182μl,M-MLV反转录酶(Gibco)200U,37℃反应60min,99℃5min终止反应。PCR反应体系50μl,包括逆转录产物4μl,寡核苷酸引物各5pmol,2.5mmol/LdNTP4μl,10×PCR反应缓冲液5μl,TaqDNA聚合酶(华美公司)1.5U,在PCR扩增仪上(PE公司)扩增。bcl-x及β-actin反应条件:94℃45s,55℃40s,72℃50s。35个循环。bcl-x引物设计参照文献[5],bcl-x正向引物:5’CGGGCATTCAGTGACCTGAC3’,反向引物:5’TCAGGAACCAGCGGTTGAAG3’。作为内对照的β-actin,其引物序列正向引物:5’ACACTGTGGCCATCTACGAGGGG3’,反向引物:5’ATGATGGAGTTGAAGGTAGTTTCGTGGAT3’。bcl-x扩增片断为340bp的长型bcl-xL及151bp的短型bcl-xS。bcl-xL的PCR产物半定量分析:薄层扫描仪测定bcl-xL与β-actin的相对比值,二者之比大于1定为强阳性(++),小于1定为弱阳性(+)。
1.8统计学分析
采用t检验。
2结果
2.1bcl-xL高表达抑制足叶乙甙诱发的凋亡
转染bcl-xL的HL-60细胞(HL-60/bcl-xL)及对照细胞(HL-60/neo)经足叶乙甙处理后,FCM定量分析显示HL-60/bcl-xL细胞的凋亡比例明显减少,由HL-60/neo细胞的39.3%降为23.3%,抑制率为40.5%,并且HL-60/bcl-xL细胞的G1期比例增高(表1)。
2.2转染bcl-xL的HL-60细胞对化疗药物的敏感性降低
MTT法显示:足叶乙甙、柔红霉素、阿霉素对HL-60/bcl-xL细胞的细胞毒作用有不同程度的降低,IC50增高。HL-60/bcl-xL细胞对上述3药的IC50值分别升至对照细胞的3.2、3.2及1.6倍(表2)。
