mrp反义RNA逆转胃癌细胞系SGC7901对VCR的耐受性

中国肿瘤生物治疗杂志 2000年第3期第7卷 论著

作者：喻召才　丁杰　毕锋　韩全利　张学庸　樊代明

单位：喻召才　丁杰　毕锋　韩全利　张学庸　樊代明（第四军医大学西京医院消化疾病研究所　西安　710032）

关键词：反义核酸；多药耐药相关蛋白；基因治疗；胃癌

　　摘　要　目的： 探讨以多药耐药相关蛋白（MRP）作为靶分子进行胃癌多药耐药基因治疗的可行性。方法： 采用已构建成功的mrp反义RNA真核载体pcDNA-Amrp转染胃癌细胞系SGC7901，用G418抗性筛选出稳定细胞克隆，命名为M-SGC7901；用³²P标记的寡核苷酸探针打点杂交检测M-SGC7901细胞中mrp mRNA表达的变化；从细胞生长曲线中，观察M-SGC7901细胞生长速度的变化；经0.005 μg/ml的长春新碱(VCR)处理1月后，行流式细胞术检测M-SGC7901细胞周期的改变；同时，行MTT法检测M-SGC7901对VCR的 IC₅₀值；最后，行Habit法检测M-SGC7901中谷胱苷肽S-转移酶（GST）活性。结果： ① M-SGC7901细胞的mrp mRNA表达的阳性信号明显较对照组弱。② M-SGC7901细胞生长速度与对照组无明显差异(P＞0.05)。③ M-SGC7901生长明显阻滞于S期(P＜0.05)。④ M-SGC7901对VCR的IC₅₀值显著降低(P＜0.05)。⑤ M-SGC7901中GST活性与对照组相比无明显差异(P＞0.05)。结论： 本文为以mrp为靶基因进一步进行胃癌多药耐药基因治疗的研究奠定了一定的实验基础。

　　《中国图书资料分类法》分类号　R735.2

Reversal Effects of mrp Antisense RNA on the Resistance of Gastric Cancer Cell Line SGC7901 to VCR

Yu Zhaocai, Ding Jie， Bi Feng， Han Quanli, Zhang Xueyong, Fan Daiming

　　(Institute of Digestive Diseases, Xijing Hospital, Xi'an 710032)

　　Abstract　Objective: To evaluate the possibility of gene therapy with MRP as target in multiple drug resistance of gastric cancer. Methods: A mrp antisense eukaryotic vector pcDNA-Amrp prepared in previous study was delivered into the gastric cancer cell line SGC7901, mediated by lipofectamine and then, a stable transfected cell clone resistant to G418 was screened out and named as M-SGC7901. Dotting blot with a specific ³²P labeled oligonucleotide as the probe was conducted to test the expression of mrp mRNA in M-SGC7901.Followingly, cell growth curve was plotted to assess the proliferative speed of M-SGC7901. After one month treatment with VCR(0.005 μg/ml), progression of cell cycle in M-SGC7901 was shown by cytometry. Meanwhile, the IC₅₀ value of M-SGC7901 to VCR was detected by MTT; Finally, GST activities in both M-SGC7901 and controls were also measured by Habit method. Results: ① Positive signal of mrp mRNA expression in M-SGC7901 was shown dramatically weaker than those in controls. ② No marked difference in cell growth was observed between M-SGC7901 and the control groups (P＞0.05). ③ The growth of M-SGC7901 was significantly arrested at the inlet of S phase, as compared with controls (P＜0.05). ④ The IC₅₀ value was found to drop to a point of 3.12×10^-3, as compared with 0.201 and 0.170 respectively in the controls, (P＜0.05). ⑤ No different finding in GST activities, as a result, was obtained between M-SGC7901 and the controls (P＞0.05). Conclusion: Collectively, this study, to some extent, has laid an experimental foundation for further research of gene therapy on the basis of MRP in resistant gastric cancer.

　　Key words.

　　Key words　antisense RNA; multidrug resistance associated protein; gene therapy; gastric cancer

　　多药耐药相关蛋白（multidrug resistance associated protein, MRP）是在阿霉素（ADR）耐药的小细胞肺癌细胞系中发现的一种新的与肿瘤耐药相关的蛋白^［1］。①免疫组化发现，在许多耐药的肿瘤组织，呈高表达。将该蛋白的编码子基因转入药物敏感的肿瘤细胞系，可诱发对多种化疗药物的耐受性^［2］；②本所的研究发现,在临床未经化疗的胃癌组织以及胃癌细胞系SGC7901中，MRP分子亦有较高水平的表达，提示在胃癌的原发性耐药中起着重要作用^［3］。不仅如此，其介导的耐药途径与其它分子介导的耐药途径有交叉^［4,5］。本文采用已构建的mrp反义RNA真核载体转染胃癌的细胞系SGC7901，以了解mrp表达的变化对该细胞系长春新碱敏感性的影响，为逆转胃癌耐药开辟新疗法奠定基础。

　　1　材料与方法

　　1.1　细胞转染及稳定克隆的挑选

　　SGC7901细胞株用含100 ml/L小牛血清的RPMI 1640培养，置37℃，5%CO₂的孵箱中，待其进入对数生长期密度为60%时，用Lipofectamine (GIBCO公司产品)包裹pcDNA-Amrp转染SGC7901, 用G418筛选(浓度400 μg/ml), 每3 d换液1 次，每7 d传代1次，4周后有抗性细胞克隆形成，挑选G418 (GIBCO公司产品)抗性单细胞克隆，命名为M-SGC7901。同时用pcDNA空载体转染SGC7901作为对照细胞，经G418抗性筛选，命名为P-SGC7901。

　　1．2　打点杂交检测转染细胞中mrp RNA表达的变化

　　参照文献［6］方法进行。M-SGC7901和对照细胞分别各取10 μg 总RNA点膜。从mrp cDNA序列第4 501 bp起正向读取30个bp，并推出其互补DNA序列5′-GGT, CGA, ACA, CAC, GGA, TCG, GGC, CCG, GGA, CGA-3′。合成单链寡苷酸探针，并用［α-³²P］ ATP（北京福瑞公司产品）末端标记。

　　1．3　转染细胞生长速度观察

　　采用细胞计数检测3种细胞的生长曲线，并按Patterson公式计算细胞在对数生长期的倍增时间。

　　1．4　转染细胞VCR处理后细胞周期分析

　　在RPMI 1640细胞培养基中加入VCR至浓度为0.005 μg/ml，培养SGC7901，P-SGC7901和M-SGC7901, 每3 d换液1 次，培养1月(由于用含VCR细胞培养液的培养细胞，转染细胞生长缓慢并有死亡，故需培养1月)。按常规方法进行流式细胞术检测M-SGC7901，P-SGC7901和SGC7901的细胞周期。

　　1．5　转染细胞体外药物敏感实验

　　采用MTT法。

　　1．6　转染细胞GST活性测

　　参照Habit方法^［7］。

　　1．7　统计学处理

　　用Student's t检验作显著性分析。

　　2　结　果

　　2．1　转染细胞中mrp mRNA表达的变化

　　对M-SGC7901，P-SGC7901和SGC7901用³²P ATP标记的mrp单连寡核苷酸探针进行打点杂交，结果显示，M-SGC7901细胞中mrp mRNA阳性信号明显较其他2种对照细胞系弱。说明M-SGC7901细胞中mrp mRNA的表达被显著抑制，如图1所示。

图1　比较M-SGC7901，P-SGC7901和

　　SGC7901中mrp表达的变化

　　Fig.1　The expressing changes of mrp in M-SGC7901，

　　P-SGC7901 and SGC7901

　　2．2　转染细胞生长曲线的检测

　　采用细胞计数检测3种细胞的生长曲线，3种细胞的接种数量均为4×10⁴个，从培养第3天至第7天，3种细胞均处于对数生长期，且细胞计数无明显差异，结果提示这3种细胞的生长速度没有显著差异，其细胞倍增时间分别为29 h，24 h和37 h。提示单独抑制mrp mRNA表达对细胞生长速度无明显影响。

　　2．3　细胞药物敏感性的检测

　　采用MTT法检测M-SGC7901，P-SGC7901和SGC7901对VCR的存活率, 结果如图2所示，IC₅₀值分别为3.12×10^-3，0.170和0.201，具有显著差异。说明M-SGC7901对VCR的敏感性显著增加。

图2　M-SGC7901，P-SGC7901和SGC7901

　　对VCR的剂量-生存率曲线

　　Fig.2　Effect of VCR on M-SGC7901,P-SGC7901

　　and SGC7901 cells by MTT

　　2．4　VCR 对转染细胞细胞周期的影响

　　用流式细胞仪检测M-SGC7901，P-SGC7901和SGC7901的细胞周期，如表1所示，M-SGC7901细胞经VCR处理后其生长明显阻滞于S期。

　　2．5　谷胱苷肽S-转移酶（GST）活性的检测

　　用Habit法检测M-SGC7901，P-SGC7901和SGC7901中GST活性，结果分别为1.026，0.872和0.986 U·min^-1.mg^-1。3种细胞内GST活性值无显著差异(P＞0.05)，说明抑制mrp mRNA的表达对GST的活性无明显影响。

表1　经VCR(0.005 μg/ml)处理后M-SGC7901，

　　P-SGC7901和SGC7901细胞周期的分布

　　Tab.1　Distribution of cell cycle of M-SGC7901,P-SGC7901

　　and SGC7901 after treatment with VCR

　　△P＜0.05 vs SGC7901

　　3　讨　论

　　临床研究发现，某些肿瘤患者在接受化疗时，当化疗药剂量高至必需过继造血干细胞时，可取得比常规剂量更好的疗效^［8］。如何在常规剂量下达到这种只能在高剂量下才能获得的效果，是一个极有临床意义的研究方向。随着肿瘤多药耐药机制的深入研究，人们开始尝试从逆转肿瘤耐药性入手，以增加肿瘤细胞对化疗药物敏感性。增强肿瘤药物敏感性的途径比较多，按其机制可分为如下几类：①利用一类小分子物质与化疗药物竞争耐药蛋白分子上的药物结合位点，从而降低肿瘤细胞对化疗药物的外排，这类小分子物质称为化疗增敏剂；②利用抗耐药蛋白的抗体去特异性结合耐药蛋白，改变耐药蛋白的空间构象或将耐药蛋白胞外结构域“锁定”于胞膜外，从而使耐药蛋白的功能丧失；③采用针对参与耐药的某些酶类的抑制剂降低其活性；④通过基因操作技术，如反义核酸，核酶以及胞内抗体等降低耐药蛋白表达。随着基因治疗的理论和手段日趋完善，肿瘤化疗和基因治疗的联合可能具有潜在的临床意义。本研究以耐药基因mrp作为靶基因，应用相应反义核酸进行体外实验研究。

　　结果表明，在转染mrp反义RNA真核载体的胃癌细胞系SGC7901中，借助打点杂交显示mrp mRNA阳性信号明显减弱，证明导入的mrp反义RNA可抑制mrp mRNA的表达。通过比较SGC7901，P-SGC7901和M-SGC7901的生长曲线，发现经反义mrp处理的胃癌细胞系增殖未受到影响，说明封闭mrp并不干扰细胞增殖。这为下一步探讨M-SGC7901的药物敏感性打下了基础。通过检测VCR敏感性，发现M-SGC7901的IC₅₀较其亲本细胞SGC7901及P-SGC7901明显降低，说明抑制mrp mRNA表达可增强肿瘤细胞对VCR的敏感性。运用FCM分析发现，经VCR处理后，M-SGC7901与SGC7901相比G₁期增加，S期细胞明显减少，说明VCR对M-SGC7901的生长抑制效应比SGC7901更强，进一步提示M-SGC7901对VCR的敏感性明显增加。按Habit建立的方法，本研究还检测了M-SGC7901，P-SGC7901和SGC7901细胞中GST活性，发现3种细胞中GST活性差异不大，抑制SGC7901中mrp mRNA的表达对GST活性的影响不明显。综上所述，我们得出以下结论：① 抑制mrp表达并不影响胃癌细胞SGC7901的生长速度，但显著增强其对化疗药物VCR的敏感性。② 抑制mrp表达对GST活性无明显影响。本研究为以mrp作为靶目标进行胃癌多药耐药逆转的基因治疗奠定了一定的实验基础。

　　本课题受全军医药卫生"九五"重点课题基金(962047)资助

　　喻召才,男,27岁,博士研究生,主要从事胃癌的基因治疗研究.

　　参 考 文 献

　　1，Cole SPC, Bhardwai G, Genach TH， et al. Overexpression of a transporter gene in a multidrug resistant human lung cancer cell line. Science, 1992, 258: 1650

　　2，Grant CF, Veldimarson G, Hipfner DR, et al. Overexpression of multidrug resistance associated protein (MRP) increasing resistance to natural produce drugs. Cancer Res, 1984, 54: 357

　　3，Versantvoort CH, Broxterman HJ, Bagrij T, et al. Regulation by glutathione of drug transport in multidrug-resistant human lung tumor cell lines overexpressing multidrug resistance associated protein. Br J Cancer, 1995, 72(1): 82

　　4，Hasegawa S, Abe T, Naito S, et al. Expression of multidrug resistance-associated protein (MRP), and DNA topoisomerase Ⅱ in human multidrug resistant bladder cancer cell lines. Br J Cancer, 1995, 71: 907

　　5，喻召才，丁 杰，毕 锋, 等. mrp反义mRNA真核表达载体pcDNA-Amrp的构建. 第四军医大学学报， 1999, 20(4)： 358

　　6，萨姆布鲁克 J， 氟里奇 EF, 蔓尼阿蒂斯 T 编著. 分子克隆实验指南.金冬雁，黎孟枫，侯云德, 等译. 北京： 科学出版社， 1989. 34

　　7，Habit WH, Pabst MJ, Jakoby WB. Gutathione S-transferases. J Biol Chem, 1974, 249: 7130

　　8，张学庸 主编. 胃癌的基础研究与临床. 北京: 科学出版社， 1992. 97

(1999-12-17收稿； 2000-04-10修回)