凋亡调节因子与药物耐受性
作者:佚名; 更新时间:2014-12-13

  肿瘤细胞对化疗药物的耐药性是临床化疗失败的重要原因。本文综述细胞凋亡调节因子p53、bcl-2、bax等对肿瘤细胞耐药机制的影响和p53蛋白等对P一糖蛋白和多药耐药相关蛋白表达的调节作用,并介绍部分多耐药性新的研究进展。


  放疗和化疗对肿瘤细胞有明显杀伤作用。然而成功治疗的一个重要障碍是肿瘤细胞对上述治疗无反应,并出现耐受细胞群,导致恶性肿瘤复发或浸润进展。因此了解细胞对化疗药物耐受基础成为许多实验研究的热点。一般而言,研究的重点是解释治疗因子怎样达到细胞内靶位点,并检查药物与靶位点相互作用的分子基础,如高水平表达MDRI基因能够限制多种药物在细胞内的浓度,并引起多耐药性(MDR)。


  最近几年里,探索和了解细胞凋亡机制,对肿瘤细胞获得或失去耐受细胞毒性机制有了新的认识。


  1 凋亡调节因子对耐药性的调节作用


  许多药物能诱导细胞凋亡,包括抗代谢药、脱氧核苷酸合成抑制剂、DNA拓扑异构酶抑制剂、烷化剂及干扰微管药物等[1]。化疗药物引起凋亡的过程还不十分清楚,可能是药物打断了正常的细胞生长周期所致[2]。凋亡是一种可以被激活或抑制的可调节过程,因此可能还有在某些情况下药物耐受性的新解释。


  1.1 p53


  野生型p53(wt-p53)在细胞生长过程中以“分子警察”身份监视细胞内DNA状态,当DNA受损后,p53通过转录后稳定机制抑制细胞停留在G1期,使细胞有时间修复,若修复失败,wt-p53将角发细胞凋亡。wt-p53缺乏或发生突变,将失去“分子警察”作用,不能诱导受损细胞凋亡,而使受损细胞得以生存。但由于细胞失G1期细胞周期检查点的DNA损伤监视作用,易造成诸如缺失、扩增和易位等染色体畸变。


  Malcomson[3]采用温控p53表达载体转染鼠胚胎成纤维细胞株,在鬼臼乙叉甙(VP-16)作用下,32℃条件时,wt-p53表达,细胞滞留在G1期,明显表现出对药物介导凋亡的耐受性;而在37℃时,表达突变型p53,细胞在VP-16作用下,无明显生长抑制,继续增殖,并显示出剂量依赖性的细胞凋亡增多。提示wt-p53能介导细胞对VP-16的耐受性。wt-p53介导的耐药性可能与药物作用特点有关。VP-16为细胞周期特异性药,主要作用于细胞周期的S期,干扰DNA的合成。一定剂量的VP-16作用细胞后,wt-p53使得细胞滞留在G1期而不继续增殖,因此,VP-16作用的靶位点减少,如同TopoⅡ酶含量下降介导的耐药性一样,引起细胞对VP-16的耐药性。Wosikowski[4]检测13例对阿霉素(ADM)、长春花碱、顺铂(CDDP)、VP-16和胺苯丫啶等耐药的乳腺癌细胞株,仅1例发生p53基因突变。


  但许多学者认为低浓度化疗药物可引起表达wt-p53的细胞凋亡,在缺乏wt-妇生基因突变后,须大剂量药物方能引起细胞死亡[5]、wt-p53的缺失或突变间接导致了药物耐受性。Lowe[6]通过体内实验发现,表达Wt-p53基因的肿瘤细胞在经γ放射性和ADM治疗后,绝大多数细胞发生凋亡;相反,相同因子治疗p53基因缺陷的肿瘤细胞MEFS,对放疗和几种化疗药物有较强的耐药性。但将wt-p53基因转染到MEFS细胞,低剂量放疗,或小剂量的ADM、VP-16等药物处理后细胞迅速凋亡。另有报道wt-p53能促进体外培养的人粘液表皮样癌细胞凋亡。


  p53对细胞耐药性的调节可能是双向的,具体作用方式可能与细胞种类、状态及药物作用特点和剂量有关。如突变型p53可能更多引起细胞对细胞周期非特异性药物耐受,而wt-p53介导细胞对某些细胞周期异性药物耐受。


  1.2 Bcl-2家族


  一些研究发现bcl-2基因家族蛋白表达水平变化,能显著改变肿瘤细胞株对化疗药物诱导凋亡的阻抗。Dole[7]用bcl-2表达载体转染人类神经母细胞瘤细胞株Shep-1,发现高表达bcl-2克隆的细胞株对CDDP和VP-16引起的细胞毒性呈剂量依赖性阻抗。Miyashita[1]采用基因转染方法,发现bcl-2能使细胞增加对地塞米松、氨甲喋呤、阿糖胞苷、长春新碱(VCR)、VP-16和CDDP等药物耐受性。与对照组细胞相比, bcl-2蛋白并不影响药物对肿瘤细胞增殖的抑制作用,但在维持细胞存活中起着重要调节作用。在VP-16和CDDP等化疗药物去除后,bcl-2蛋白能够重新启动细胞增殖,使细胞获得耐药性。


  Pantazis[8]研究VCR诱导人白血病细胞株U-937/WT形成VCR耐药细胞亚株U-937/RV,在U-937/WT细胞中不能检出凋亡抑制蛋白bcl-2和bcl-xl表达,而在U-9377/RV均可检出;但在U-937/RV中亦可检出bax蛋白表达,后者是一种凋亡启动因子,是一种bcl-2蛋白的异源二聚体,可抵销bcl-2的活性作用,而在敏感株中未检出bax蛋白。由此可见bcl-2家族在细胞耐药过程中的作用也是相互调节和相互制约的。


  1.3 p53与bcl-2家庭间的相互影响


  细胞凋亡是一个多因子参加的复杂的生理过程,药物影响能诱发p53和bcl-2等蛋白发生一系列变化,参与细胞的耐药性。


  Miyashi[9]研究发现wt-p53能与bcl-2基因上p53依赖性的负反应元件结合抑制bcl-2的表达。Eliopoulos[10]检测p53和bcl-2蛋白在敏感和耐药的卵巢癌细胞株中表达水平,结果显示耐药株过度表达p53和bcl-2蛋白,且bcl-2作用环节可能在p53之上。许多临床资料亦发现突变型p53和bcl-2蛋白的高表达与不良预后有关。


  Ju[11]将wt-p53传染wt-p53阴性的HL-60细胞形成转染株SN3,与母代细胞相比,对化疗药物的敏感性明显增加,如对CDDP和胸苷(thymidine)的敏感性分别增加2倍和50倍;而用突变型p53传染的细胞无比现象。用胸苷合成酶抑制剂FdUrd观察与p53相关联基因表达变化,在各种浓度的FdUrd存在下,很大比例的SN3细胞发生凋亡,而不是停留在S期。母代细胞有不确定的bax水平和高水平的bcl-2表达。在SN3细胞bcl-2检测不出,并维持适当基础水平的bax。FdUrd治疗后,wt-p53和bax水平增加,信捷职称论文写作发表网,但bax诱导早于p53,且平行出现细胞凋亡的DNA条带。Perego[12]检测p53与顺铂导致耐药性间的关系时,发现在卵巢癌药细胞株中,突变型p53失去激活bax基因转录能力。


  这些资料说明p53、bax-2和bax等凋亡调节因子在肿瘤细胞的耐药机制中起重要作用,但作用方式是复杂多样的。


  2 p53对耐药蛋白的调节作用


  p53具有不同结构区域。wt-p53与DNA共有区结合后,能正向调节一系列下游基因的表达。另外,wt-姢负向调节许多缺乏wt-p53共有区结合位点基因,包括DNA topoⅡα、MDRI、c-fos和其它病毒和细胞的启动子。


  2.1 p53对多药耐药相关蛋白(MRP)表达的调节


  转录因子spl是MRP基因启动子的强激动剂,wt-姢与spl结合,消除spl作用,从转录水平调节MRP表达。Wang[13]将带有虫荧光素酶标记报告基因的MRP启动子与wt-p53共同转染p53阴性的人类非小细胞肺癌细胞株H1299和鼠(10)1细胞,结果显示wt-p53能呈剂量依赖性地显著抑制MRP启动子活性,wt-忍气吞声作用位点为-91到+103bp,该处有数个spl结合位点;而突为型p53只有很弱的作用。同时研究还发现wt-p53还能抑制高表达MRP的CEM/VM-1-5细胞的内源性MRP表达。Oshika[14]采用免疫组化技术检测107例非小细胞肺癌标本,MRP和突变型p53表达有明显相关性,双染色技术显示p53和MRP在一些细胞上同时表达,这些病人预后明显罗无MRP和突变型p53患者差。


  2.2 p53CF p-糖蛋白(P-gp)表达的调节


  P-gp是有MDR1基因编码的多药耐药蛋白。wt-作用于MDR1下游启动子,从转录水平P-gp的表达。Straussp[15]将wt-p53与由MDR1下游启动子控制的报告分子共同转染BHK和Sacs-2细胞株,发现wt-p53呈剂量依赖性MDR1基因启动子活性。Strauss[16]在另一 研究中发现部分p53的突变体能激活MDR2基因下游启动子转录活恪,他将这种p53突变称为“

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