【摘要】 目的:探讨环孢素A(CsA)、维拉帕米(VP)、川芎嗪(TMP)对胃癌多药耐药细胞株SGC-7901/ADR耐药性的逆转作用。方法:采用四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法观察SGC-7901/ADR对化疗药氟尿嘧啶(5-FU)的耐药性,选择CsA、VP、TMP的非细胞毒性剂量,并观察其与5- Fu联合对SGC-7901/ADR的逆转作用。结果:SGC-7901/ADR对化疗药5-FU具有耐药性,相对耐药性(RF)为97.49;CsA 3.0mg/L、VP 10.0mg/L、TMP 300.0mg/L以下为SGC-7901/ADR细胞的非细胞毒性剂量,除CsA外,VP和TMP对SGC-7901/ADR的逆转作用呈剂量依赖关系;300.0mg/L TMP较10.0mg/L VP逆转作用强(P<0.01),使SGC-7901/ADR相对耐药性降至12.89,将5-FU IC50由13.001mg/L下调到1.542mg/L,逆转倍数是8.43倍。结论:SGC-7901/ADR对5-FU具有耐药性,300.0mg /L TMP是SGC-7901/ADR细胞多药耐药性最有效的逆转剂。
【关键词】胃癌;多药耐药;SGC-7901/ADR细胞;逆转
化疗在胃癌综合治疗中发挥着重要作用,但往往因为肿瘤细胞对化疗药物产生了多药耐药性(multidrug resistance,MDR)而疗效不佳[1-2]。解决MDR主要方法:一是寻找对MDR肿瘤细胞有效的抗癌药物,二是通过增加细胞内化疗药物浓度而逆转MDR。本试验旨在通过体外试验观察逆转剂CsA、VP、TMP对SGC-7901/ADR细胞耐药性的逆转作用,为胃癌有效的化疗提供理论依据。
1 材料与方法
发表职称论文
1.1 人胃癌细胞系 人胃癌细胞株SGC-7901、耐阿霉素药细胞株SGC-7901/ADR均由第四军医大学西京医院消化研究所惠赠。
1.2 药物、试剂及主要仪器 TMP(北京永康药业有限公司),CsA(瑞士Sandoz公司),VP(上海禾丰制药有限公司),5-Fu(南通精华制药有限公司),阿霉素(ADM,汕头经济特区明治医药有限公司),RPMI1640(美国GIBCO公司),新生小牛血清(杭州四季青生物研究所),MTT、DMSO、胰蛋白酶(美国Sigma公司),倒置显微镜(重庆光学仪器厂),酶标仪(美国Biotek公司)。
1.3 方法
1.3.1 细胞培养 将SGC-7901细胞置于10%新生小牛血清、100U/mL青霉素、100μg/mL链霉素的RPMI1640培养液中。SGC-7901/ADR细胞置于含1.0μg/mL ADM的上述培养液中,37℃、5%CO2饱和湿度孵箱内培养。SGC-7901/ADR细胞实验两周前培养于不含ADM的培养液中。
1.3.2 确定SGC-7901/ADR对5-FU的耐药性 采用MTT法,取对数生长期的SGC-7901细胞和SGC-7901/ADR细胞,以5×104密度接种于96孔板上,培养24小时。实验孔加入不同浓度的5-FU(10.0μg/L~105μg/L)(参照临床用量的血峰浓度设定实验药物浓度)。每浓度设5个平行孔,培养48小时,加入 20μL(5.0g/L)MTT,4小时后加入DMSO 150μL,摇床摇匀,以酶标仪490nm波长测定各孔吸光度(A值)。计算不同浓度下细胞的存活率[3][SR=(实验组A值/对照组A值)×100%]、半数抑制浓度IC50及相对耐药性[4](RF=耐药细胞株IC50/胃癌细胞株IC50)。
发表职称论文
1.3.3 确定CsA、VP、TMP的非细胞毒性剂量 方法同上,以SGC-7901细胞和SGC-7901/ADR细胞为靶细胞。设空白对照组、阴性对照组、CsA组(1.0mg/L、2.0mg/L、 3.0mg/L、4.0mg/L、5.0mg/L)、VP组(5.0mg/L、10.0mg/L、20.0mg/L、40.0mg/L、80.0mg /L)、TMP组(100.0mg/L、200.0mg/L、300.0mg/L、400.0mg/L、500.0mg/L),计算细胞在不同药物浓度下的SR。
1.3.4 观察CsA、VP、TMP的逆转作用 采用MTT法,在SGC-7901细胞和SGC-7901/ADR细胞中加不同浓度5-FU(10.0μg/L~105μg/L)、不同浓度5- FU(10.0μg/L~105μg/L)+非细胞毒性剂量的“逆转剂”,计算药物的IC50及逆转倍数RI(RI=单独用药IC50/联合逆转剂后 IC50)。
1.3.5 统计学处理 采用SPSS11.5统计软件包进行回归分析、t检验及方差分析,P<0.05认为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 确定SGC-7901/ADR细胞对5-FU的耐药性 SGC-7901/ADR细胞对5-FU具有耐药性,相对耐药性(RF)为97.49,见表1。
表1 不同细胞对5-FU IC50的影响(略)
2.2 确定CsA、VP、TMP的非细胞毒性剂量 在MTT实验中,当SGC-7901/ADR细胞存活率SR≥95%[5]时,确定为本实验采用的非细胞毒性剂量,即CsA在3.0mg/L、VP在 10.0mg/L、TMP在300.0mg/L浓度以下。在此剂量范围内各种药物对SGC-7901细胞亦无明显细胞毒性作用,见表2、表3、表4。
表2 CsA在不同浓度下对SGC-7901/ADR细胞存活率的影响(略)
发表职称论文
表3 VP在不同浓度下对SGC-7901/ADR细胞存活率的影响(略)
表4 TMP在不同浓度下对SGC-7901/ADR细胞存活率的影响(略)
2.3 观察CsA、VP、TMP的逆转作用 在非细胞毒性剂量范围内,1.0~3.0mg/L CsA无逆转作用,VP和TMP对SGC-7901/ADR细胞的逆转作用呈剂量依赖关系(RVP=0.999,P=0.001;RTMP=0.972,P=0.001)。300.0mg/L TMP较10.0mg/L VP逆转作用强(P<0.01)。300.0mg/L TMP能显著增加SGC-7901/ADR细胞对5-FU的敏感性(P<0.01),而对SGC-7901细胞却无增敏作用(P>0.05),使耐药细胞相对耐药性降至12.89,5-FU IC50由13.001 mg/L下调到1.542mg/L,逆转倍数为8.43倍,是有效的逆转剂,见表5、表6、表7。
表5 CsA对SGC-7901/ADR细胞耐药性的逆转作用(略)
*与5-FU组比较P>0.05
表6 VP对SGC-7901/ADR细胞耐药性的逆转作用(略)
**与5-FU组比较P<0.01
表7 TMP对SGC-7901/ADR细胞耐药性的逆转作用(略)
**与5-FU组比较P<0.01;△与5-FU+VP10组比较P<0.01
3 讨论
肿瘤产生MDR的主要机制是P糖蛋白(P glycoprotin,P-gp)及多药耐药性相关蛋白(multidrug resistence associated protein,MRP)的过表达[6],引起药物外流及细胞内药物积蓄减少。胃癌多药耐药细胞系SGC-7901/ADR对阿霉素、长春新碱、丝裂霉素等多种药物具有耐药性[7]。本研究证实,SGC-7901/ADR细胞对5-FU同样具有耐药性,相对耐药性为97.49。
钙离子拮抗剂VP是第一个应用于临床的MDR逆转剂,可与细胞膜上的P-gp结合,有效逆转P-gp药物泵的作用,还可在mRNA水平上抑制P-gp合成及活性,使化疗药物在细胞内浓度升高,细胞毒效应增强[8]。本实验结果显示,5.0mg/L和10.0mg/L VP均可增加SGC-7901/ADR细胞对5-Fu的敏感性且呈剂量依赖关系。但在临床实践中,因其具有心脏毒性、神经毒性、骨髓抑制而限制了它的临床应用,故而逆转作用不能充分发挥。
TMP为中药川芎的主要有效成分,属酰胺类生物碱,目前认为它是一种新型的钙离子拮抗剂[9]。近年来发现,TMP可通过多种途径对肿瘤起到治疗和辅助治疗的作用。本实验结果显示,100.0~300.0mg/L TMP能增加SGC-7901/ADR细胞对5-Fu的敏感性并呈剂量依赖关系,且300.0mg/L TMP对耐药细胞的逆转作用强于10.0mg/L VP(P<0.01)。根据体外实验抗癌药物疗效的评价标准[10],将药物的IC50明显下调<10.0μg/mL,说明药物在体外的杀伤剂量,对体内实验研究有重要参考价值。TMP逆转机理可能通过多靶点发挥作用 [11],机制包括:(1)具有钙拮抗作用并降低谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性;(2)影响多药耐药相关基因(MDR1)的表达及P-gp、 MRP、肺耐药相关蛋白(LRP)功能;(3)降低抗凋亡基因bcl-2与bcl-xl高表达等。
CsA据报道也可逆转肿瘤多药耐药性,但在本实验中并不能增加SGC-7901/ADR细胞对5-Fu的敏感性,与Jette[12]和郭和清等[13]的实验结论一致。本实验出现的现象可能与CsA诱导P-gp表达有关。
综上所述,体外实验证实TMP对SGC-7901/ADR细胞耐药性的逆转作用最强(P<0.01),且不良反应少,为胃癌的治疗提供重要依据。
参考文献:
[1] Lopes EC,Scolnik M,Alvarez E,et al.Modulator activity of psc833 and cycloporin-A in cincristine and doxoubic in selected multidrug resistant murine leukemic cells[J].Leu K Res,2001,25(1):85-93.
[2] Shiraki N,Okamura K,Tokunaga J,et al.Bromocriptine reverses P-glycoprotein-mediated multidrug resistance in tumor or cells[J].Jpn J Cancer Res,2002,93:209-215.发表职称论文
[3] Britton RA,Green JA,Warenius HM.Cellular glutathione(GSH) and glutathione S-transferase (GST) activity in human ovarian tumor biopsies following exposure to alkylating agents[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,1992,24(3):527-531.
[4] 杨琳,朱兆华.维拉帕米对多药耐药胃癌细胞耐药逆转作用的研究[J].中华消化杂志,2002,22(2):112-113.
[5] Vassetzky TS,Alghisi GC,Gasser SM,et al.DNA topoisomerase Ⅱ mutation and resistance to anti-tumor drugs[J].Bioessays,1995,17(9):767-774.
[6] Choi JII,Lim IIY,Joo IIJ,et al.Expression of multidrug resistance-associated protein Ⅰ,P-glyeoprotein,and thymidylate synthase in gastric cancer patients treated with 5-fluorouracil and doxorubicin-based adjuvant chemotherapy after curative resection[J].Br J Cancer,2002,86(10):1578-1585.
[7] 赵燕秋,肖冰,樊代明.Bax基因对人胃癌耐药细胞所要耐药性的逆转作用[J].中华消化杂志,2000,20(1):10.
[8] Scheithauer W,Schenk T,Czejka M.Pharmacodinetic interation between pirubicin and the multidrug resistance recerting agent D-veraamil[J].Br J Cancer,1993,68(1):8-9.
[9] 王玉良,巴彦坤.川芎嗪对心血管组织的药理和电生理作用-一种新的“钙离子拮抗剂”[J].中西医结合杂志,1985,5(5):291.
[10] 司徒镇强,吴军正.细胞培养[M].北京:兴界图书出版公司,1996:134-135.
[11] 梁蓉,杨平地,陈协平,等.川芎嗪对白血病细胞HL60/VCR细胞多药耐药的逆转及其机制的研究[J].中华血液学杂志,1993,20(6):323-324.
[12] Jette L,Beaulieu E,Lecler JM,et al.Cyslosporin A treatment induces over expression of p-glycoprotein in the kidney and other tissues[J].Am J Physiol,1996,270(5 ptz):F75.
[13] 郭和清,鲁功成,熊旭林,等.抗P-糖蛋白单克隆抗体和环孢素A协同逆转人膀胱癌MDR的研究[J].中华泌尿外科杂志,1997,18(7):387.