急性早幼粒白血病細(xì)胞ATRA耐藥株HL- 60R、NB4R的構(gòu)建及鑒定

張亞芬，張瑩，繆鳳琴，張建瓊

(東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院 病原生物學(xué)與免疫學(xué)系，發(fā)育與疾病相關(guān)基因教育部重點實驗室，江蘇 南京 210009)

急性早幼粒細(xì)胞白血病(acute promyelocytic leukemia，APL)是急性髓系白血病中的M3亞型，占所有急性髓系白血病的10%～15%[1]。全反式維甲酸(all- trans retinoic acid，ATRA)聯(lián)合以蒽環(huán)類藥物為主的化療方案是臨床上APL誘導(dǎo)緩解的首選療法[2- 4]，而ATRA治療時耐藥性的產(chǎn)生是導(dǎo)致其治療失敗的主要原因。本實驗以ATRA為誘導(dǎo)藥物，采用濃度遞增間歇誘導(dǎo)法建立了APL細(xì)胞的ATRA耐藥株HL- 60R、NB4R，并對耐藥細(xì)胞的生物學(xué)性狀進(jìn)行了初步探討。該細(xì)胞系的建立為深入探討人急性早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞ATRA耐藥機(jī)制提供了工具細(xì)胞。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試劑 ATRA(Sigma公司)、依托泊苷(etoposide，VP- 16，江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司)、硫酸長春新堿(vincristine sulfate，VCR，浙江海正藥業(yè)股份有限公司)、阿糖胞苷(cytarabine，Ara- C，輝瑞制藥有限公司)、多柔比星(doxorubicin，ADM，輝瑞制藥有限公司)、RPMI- 1640培養(yǎng)基(Gibco公司)、胎牛血清(Hyclone公司)、青霉素(山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司)、鏈霉素(Thermo Scientific公司)、CCK8(Dojindo公司)。

1.1.2 細(xì)胞 人APL細(xì)胞系HL- 60購自中國科學(xué)院細(xì)胞庫，人APL細(xì)胞系NB4由南京市鼓樓醫(yī)院惠贈。

1.2 方法

1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng) HL- 60、NB4細(xì)胞以RPMI- 1640培養(yǎng)基(含10%胎牛血清、青霉素120μg·ml-1、鏈霉素100μg·ml-1)于37℃、體積分?jǐn)?shù)為5%的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

1.2.2 ATRA耐藥細(xì)胞株的誘導(dǎo) 根據(jù)文獻(xiàn)報道采用濃度遞增間歇誘導(dǎo)法進(jìn)行耐藥細(xì)胞株的構(gòu)建[5- 6]：取對數(shù)生長期細(xì)胞，在含10-9mol·L-1ATRA培養(yǎng)基中培養(yǎng)48h；以普通培養(yǎng)基培養(yǎng)2～3代后提高ATRA濃度1倍，如此反復(fù)，最終誘導(dǎo)出在含10-6mol·L-1ATRA培養(yǎng)基中仍能保持增殖和分化狀態(tài)的細(xì)胞系，分別命名為HL- 60R、NB4R，且細(xì)胞始終培養(yǎng)于含10-6mol·L-1ATRA培養(yǎng)基中用于實驗。

1.2.3 HL- 60R、NB4R細(xì)胞對ATRA耐藥性的鑒定 以HL- 60R細(xì)胞為例，設(shè)置4組：HL- 60、HL60+ATRA、HL- 60R、HL- 60R+ATRA組，以每孔5000個細(xì)胞接種于96孔板，培養(yǎng)48h后每孔加入10μl CCK8溶液，繼續(xù)培養(yǎng)4h，酶標(biāo)儀讀取吸光度值，并計算各組細(xì)胞的存活率。

1.2.4 生長曲線測定 以HL- 60、HL- 60R細(xì)胞為例，取對數(shù)生長期的HL60、HL60R細(xì)胞，以每孔1000個細(xì)胞接種至6孔板，分別在普通培養(yǎng)基或含10-6mol·L-1ATRA培養(yǎng)基中培養(yǎng)，于第1、2、3、4、5、6天進(jìn)行細(xì)胞計數(shù)，繪制生長曲線，并根據(jù)Patterson公式計算細(xì)胞的群體倍增時間。

1.2.5 耐藥譜分析 以HL- 60R細(xì)胞為例，取對數(shù)生長期HL- 60及HL- 60R細(xì)胞，以每孔5000個細(xì)胞接種于96孔板，每孔加入不同濃度的各化療藥物(VCR、ADM、VP- 16、Ara- C)，藥物終濃度參照臨床使用時的血漿峰濃度(peak plasma concentration，PPC)[7]，培養(yǎng)48h后每孔加入10μl CCK8溶液，繼續(xù)培養(yǎng)4h，酶標(biāo)儀讀取吸光度值并計算各化療藥物對細(xì)胞的抑制率。

參照藥敏試驗評價標(biāo)準(zhǔn)[8]，若藥物對細(xì)胞的抑制率﹥50%，代表細(xì)胞對藥物敏感；若藥物對細(xì)胞的抑制率為30%～50%，代表細(xì)胞對藥物部分耐受；若藥物對細(xì)胞的抑制率﹤30%，代表細(xì)胞對藥物耐受。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS18.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，樣本均數(shù)比較用兩獨立樣本t檢驗，P<0.05則差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 構(gòu)建HL- 60R、NB4R耐藥細(xì)胞株

本實驗采用濃度遞增間歇誘導(dǎo)法，歷時4.5個月，成功建立了HL- 60、NB4細(xì)胞相應(yīng)的ATRA耐藥株，并以CCK8法對其ATRA耐藥性進(jìn)行了鑒定(圖1)；且耐藥株經(jīng)凍存復(fù)蘇后的生長狀態(tài)良好，耐藥性保持穩(wěn)定。

2.2 HL- 60R、NB4R細(xì)胞的生物學(xué)性狀

2.2.1 細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察 光鏡下(未染色)觀察發(fā)現(xiàn)(圖2)，親代及耐藥細(xì)胞均懸浮生長，耐藥細(xì)胞體積有所增大，且大小不一；此外HL- 60細(xì)胞呈單個生長，而相應(yīng)的耐藥株HL- 60R則出現(xiàn)少量成團(tuán)生長現(xiàn)象。

圖1HL- 60R和NB4R細(xì)胞的ATRA耐藥性鑒定

Fig1IdentificationofHL- 60RandNB4Rcells’ATRAresistance

圖2光鏡下的的HL- 60和HL- 60R細(xì)胞

Fig2HL- 60andHL- 60Rcellsunderlightmicroscope

2.2.2 HL- 60R、NB4R細(xì)胞的生長曲線 親代及耐藥細(xì)胞在相同培養(yǎng)基下增殖情況有一定差異：在普通培養(yǎng)基下耐藥細(xì)胞的生長速度減慢，生長曲線的斜率減小(圖3)，群體倍增時間延長(HL- 60為21.86h，HL- 60R為27.5h，NB4為20.75h，NB4R為25.94h)；在含ATRA培養(yǎng)基中親代細(xì)胞培養(yǎng)72h后幾乎全部死亡，而耐藥細(xì)胞則生長良好。

圖3HL-60R和NB4R細(xì)胞的生長曲線

Fig3ThegrowthcurvesofHL-60andHL-60R

2.3 HL- 60R、NB4R細(xì)胞呈現(xiàn)多藥耐藥性

從圖4的耐藥譜來看，參照藥敏試驗的評價標(biāo)準(zhǔn)，HL- 60R細(xì)胞對VP- 16、ADM這兩種化療藥物具有耐藥性，對VCR、Ara- C具有部分耐藥性；而NB4R細(xì)胞對這4種化療藥物均具有部分耐藥性。

3 討 論

目前臨床上APL治療的首選方法是ATRA聯(lián)合蒽環(huán)類藥物為主的化療，該方法能夠使患者的初治完全緩解率達(dá)80～95%[2，9- 10]，是腫瘤誘導(dǎo)分化療法最成功的模式。然而，用ATRA進(jìn)行治療時20%～30%的APL患者會產(chǎn)生耐藥反應(yīng)，在完全緩解后3～6個月內(nèi)復(fù)發(fā)，且再次緩解后的3年總體生存率僅為50%左右，嚴(yán)重影響了ATRA的療效，甚至導(dǎo)致治療失敗[11- 12]。因此，ATRA耐藥性的產(chǎn)生是目前臨床上APL化療失敗的主要原因，所以研究ATRA的耐藥機(jī)制并尋求逆轉(zhuǎn)耐藥的有效措施是目前APL研究的一大方向。而構(gòu)建理想的耐藥細(xì)胞系是研究耐藥細(xì)胞生物學(xué)變化、耐藥發(fā)生機(jī)制以及探索逆轉(zhuǎn)耐藥的新型藥物的重要基礎(chǔ)。

圖4HL-60R和NB4R細(xì)胞的耐藥譜

Fig4Cross-drugresistanceprofilesofHL-60RandNB4R

本研究采用濃度遞增間歇誘導(dǎo)法，歷時4.5個月，成功建立了具有多藥耐藥特征的ATRA耐藥細(xì)胞株HL- 60R、NB4R。這兩株耐藥細(xì)胞在含10-6mol·L-1ATRA培養(yǎng)基中生長良好，且經(jīng)凍存復(fù)蘇后耐藥性仍保持穩(wěn)定。耐藥細(xì)胞株的誘導(dǎo)過程實際上是篩選細(xì)胞的過程，由于細(xì)胞的異質(zhì)性，大部分對藥物敏感的細(xì)胞被殺死，僅有少數(shù)不敏感的細(xì)胞存活下來并得以擴(kuò)增。

比較親代細(xì)胞及耐藥細(xì)胞的生物學(xué)特性發(fā)現(xiàn)，與親代細(xì)胞相比耐藥細(xì)胞體積有所增大，且大小不一；對VP- 16、ADM、VCR、Ara- C等其它化療藥物也產(chǎn)生了一定程度的耐藥性，即耐藥細(xì)胞株HL- 60R、NB4R具有多藥耐藥特征。

此外，通過繪制細(xì)胞生長曲線并計算細(xì)胞的群體倍增時間發(fā)現(xiàn)，相較于親代細(xì)胞耐藥細(xì)胞株HL- 60R、NB4R的生長增殖速度減慢、群體倍增時間明顯延長。研究表明腫瘤細(xì)胞的群體倍增時間越短，其對化療藥物越敏感，療效越好；反之，細(xì)胞群體倍增時間延長，表明其對化療藥物的敏感性降低[13]。這與我們的結(jié)果相一致。

綜上所述，本研究構(gòu)建了APL細(xì)胞的ATRA耐藥株HL- 60R、NB4R，其耐藥性穩(wěn)定且具備一定的多藥耐藥性狀。這兩株ATRA耐藥細(xì)胞的成功構(gòu)建為進(jìn)一步從細(xì)胞和分子水平研究APL細(xì)胞的多藥耐藥機(jī)制提供了有效的細(xì)胞模型，為尋找APL細(xì)胞多藥耐藥的逆轉(zhuǎn)策略及篩選或開發(fā)新的APL治療藥物等提供了必要的實驗材料，同時對于預(yù)防和延緩APL臨床耐藥性的發(fā)生、提高APL的治療效果具有重要意義。

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