中图分类号:R737.902文献标识码:A文章编号:1000-467X(2000)04-0307-04
The deficiency of CD95( APO-1/Fas) in expression and function on drug resistant cell line MCF-7/Adr
CHEN JunZHANG Ji-ren
(Center of Oncology,Zhujiang Hospital,First Military Medical University,Guangzhou,510280,P.R.China)
ZHOU Dian-yuan
(Nanfang Hospital, First Military Medical University,Guangzhou,510280,P.R.China)
【Abstract】 Objective: The status of CD95 expression and function in a drug resistant cell line MCF-7/Adr was investigated. Methods: CD95 protein was assayed by Immunofluorescence and flow cytometry analysis. Reverse transcript polymerase chain reaction (RT-PCR) followed by Southern Blot was performed to analyzed the isoforms of CD95 mRNA transcripts. The anti-CD95-induced apoptosis was detected by DNA fragmentation assay and propidium iodide(PI)staining. Results: The expression rate of CD95 was 56.63% on MCF-7/Adr and 67.38% on MCF-7. RT-PCR revealed that two isoforms of CD95 mRNA transcripts including membraneisoform (mCD95) and soluble isoform (sCD95) was found to present in MCF-7/Adr simultaneously, however only one isoform, mCD95, was in MCF-7 cells. Anti-CD95 McAb induced MCF-7 but not MCF-7/Adr apoptosis rapidly. The apoptosis rate was 84.68% in MCF-7 and 14.37% in MCF-7/Adr after 24 hours treatment with 1.0μ g/ml anti-CD95 respectively.Conclusion:By comparison with parental cell MCF-7,the expression and function of CD95 on drug-resistant MCF-7/Adr are deficient severely. It suggests that the regulation mechanism of CD95 molecule in drug resistant cells differ from that in drug sensitive cells, CD95 deficiency maybe an important potential element involved in drug resistance.
Key words: CD95; Multidrug resistance; MCF-7/Adr
目前,化疗药物的主要作用机制均已基本明确,但化疗药物诱导肿瘤细胞凋亡的确切机理却尚不清楚。CD95(APO-1/Fas)和CD95L相互作用启动细胞内源凋亡程序,是一条独特的凋亡通路[1,2]。新近的研究表明多种肿瘤细胞经阿霉素、顺铂、VP-16等不同作用机制的药物作用后CD95L或CD95的表达水平均明显增强,而CD95L的抑制剂抗CD95抗体的F(ab')2可明显抑制化疗诱导的凋亡[3~5]。这些报道表明激活CD95通路是化疗诱导肿瘤细胞凋亡的重要机制。肿瘤细胞多药抗药性的首要表现是细胞抵抗化疗诱导的凋亡[6],因此探讨CD95通路与多药抗性发生的关系对于进一步深入了解多药抗性发生的机制具有重要的意义。但目前这方面的研究还少见报道。本研究对乳腺癌MCF-7/Adr耐药细胞和MCF-7药物敏感细胞的CD95表达和功能进行对比研究,以对上述问题进行初步探讨。
1材料和方法
1.1细胞系和主要试剂
乳腺癌MCF-7/Adr耐药细胞系阿霉素低剂量逐级诱导产生的耐药亚系,对阿霉素耐药1000倍,并对顺铂,VP16等多种药物交叉耐药,抗药程度分别为几十至上百倍,其耐药机制主要为mdr1介导[7,8]。MCF-7/Adr耐药细胞和其亲本系MCF-7药物敏感细胞均引自中国医科院药物所娄丽广博士。两者均于DMEM完全培养基(10%小牛血清,2mmol/L谷氨酰胺,青霉素100U/ml,链霉素100μg/ml)中贴壁生长,37℃、5%CO2、100%湿度下培养至对数生长期进行实验。MCF-7/Adr耐药细胞在培养时加入10μmol/L的阿霉素以维持抗药性,实验前7天撤药。
抗人CD95McAb由德国癌症研究中心Prof.PH.Krammer惠赠。
1.2流式细胞仪检测CD95表达
胰酶消化MCF-7药物敏感和MCF-7/Adr耐药细胞,PBS清洗,调整细胞浓度为5×106/ml,细胞悬浮于50μl含0.1NaN3,2%新生牛血清的PBS中,加入1μg/ml抗人CD95McAb,或无关的鼠抗人IgG,4℃过夜,PBS清洗两遍后加入1∶5稀释的FITC-羊抗鼠,37℃,30min,彻底清洗后,上流式细胞仪FACScancytometer(BectonDickinson,MountainView,CA)进行检测,每份标本分析5,000细胞。
1.3RT-PCR与SouthernBlot
1×106细胞经QuickpreptotalRNAextractionkit(Pharmacia产品)提取总RNA,取1μg总RNA进行逆转录,逆转录反应采用Ready-to-GoT-PrimedcDNAfirststrandsynthesiskit(Pharmacia产品)。2μl逆转录产物进行PCR扩增。经94℃30秒、58℃45秒、72℃70秒共38循环。取8μlPCR产物上样1.5%琼脂糖凝胶电泳,观察扩增片段,并将其转移至硝酸纤维膜。APO-1探针标记,杂交和显色采用地高辛标记显色试剂盒(宝灵曼)按说明进行。CD95引物设计参照文献[9]:上游序列:5'-ATGCTGGGCATCTGGACCCT-3'(193-212),下游序列:5'-TCTAGACCAAGCTTAGGGTTTC-3'(1180~1201)。扩增片段长度1009bp。以PL430质粒扩增产物为阳性对照。内对照β-actin引物参照文献[10]上游序列:5'-ACTAACTCATGAAGATCCTC-3',下游序列:5'-CAGGAGGAGCAATGATCTTGA-3'。经94℃40秒、55℃45秒、72℃60秒共38循环扩增片段长440bp。以上引物均由中科院上海生化所合成。
1.4碘化丙啶(Propidiumiodide,PI)染色分析抗CD95McAb诱导的凋亡率
MCF-7/Adr耐药细胞和MCF-7药物敏感细胞以5×105/孔密度一式三份分别植入24孔细胞培养板,12小时后换液,加入0.5ml含1.0μg/ml抗人CD95McAb的DMEM培养基,作用24小时后,胰酶消化细胞,70%冷乙醇固定30分钟,PBS洗一遍,加入PI荧光染液(50μg/mlPI,0.1%sodiumcitrate,RNaseA10μg/ml,0.1%tritonX-100)4℃黑暗中30分钟,上流式细胞仪FACScancytometer(BectonDickinson,MountainView,CA)分析DNA荧光强度,以亚G1峰细胞为凋亡细胞,每份标本分析20,000细胞。
1.5DNA电泳检测凋亡
按文献[11]进行。胰酶消化抗CD95McAb作用的MCF-7/Adr耐药细胞和MCF-7药物敏感细胞,离心收集细胞,PBS洗二遍,加入10倍细胞体积的裂解液(75mmol/LNaCl、Tris.HCl(pH8.0)、10mmol/LEDTA、0.5%SDS、0.15mg/mlProteinaseK)50℃3小时,13,000rpm,10分钟,取上清,等体积酚/氯仿抽提,加入十分之一体积3mol/LNaCl和两倍体积乙醇沉淀DNA,70%乙醇漂洗,凉干,加入50μl含100μg/mlRNaseA的TEbuffer,65~30分钟,然后上样于1.8%琼脂糖凝胶,60V,1小时,紫外灯观察结果。
1.6统计学处理
表达率比较采用两样本均数t检验。
2结果
2.1MCF-7/Adr耐药细胞和MCF-7药物敏感CD95表达的蛋白水平比较
图1显示CD95在MCF-7药物敏感和MCF-7/Adr耐药细胞的表达情况,本研究观察到MCF-7/Adr耐药细胞CD95表达率为56.63%,MCF-7药物敏感细胞CD95表达率为67.38%,两者相比较,MCF-7/Adr耐药细胞明显低于MCF-7药物敏感细胞,(P2.2MCF-7/Adr耐药细胞CD95的分子多态性表达
图1MCF-7/Adr耐药细胞和MCF-7药物敏感CD95表达的蛋白水平
CD95mRNA在转录水平上存在多种剪接方式,可产生膜型和多种可溶性异型分子[9]。我们运用RT-PCR分析了MCF-7/Adr耐药细胞和MCF-7药物敏感细胞CD95在转录水平上的差异。结果发现MCF-7/Adr耐药细胞同时扩增出两条片段,长度分别为1Kb和0.7Kb左右,1Kb片段与CD95质粒扩增片断大小一致,符合预期的完整的膜型分子的长度。而MCF-7药物敏感细胞仅扩增出一条片段,长度1Kb左右(图2a)。SouthernBlot证实0.7Kb片段和1Kb片段均为CD95分子(图2b)
