柔紅霉素對HL-60敏感細胞miRNA-21等5種miRNA表達的影響

燕 華，李 衛(wèi)

（1.河南省鄭州市兒童醫(yī)院血液科 450053；2.廣西醫(yī)科大學科學實驗中心，南寧530021）

急性早幼粒細胞白血病（acute promyelocytic leukemia，APL）是急性髓系白血病（AML）的一種特殊類型，染色體異位t（15；17）和（PML／RARa）融合基因陽性是其惟一的形態(tài)學特征，約占AML的10%～15%，臨床特征易導致彌散性血管內凝血（DIC）[1]。柔紅霉素（DNR）可與DNA結合，并抑制核酸的生物合成，是目前治療AML的主要化療藥物之一。盡管目前通過DNR、維甲酸等治療已經可以使初治患者的完全緩解率大幅度增加，但仍有部分患者由于病情復發(fā)而死亡，其中原因之一就是白血病細胞對化療藥物產生耐藥。耐藥性的產生是由多種機制作用而產生的，其中主要包括ATP依賴的能量泵活性增強使細胞內藥物外排增加、拓撲異構酶Ⅱ表達改變使增加腫瘤細胞DNA損傷的修復能力增強以及腫瘤細胞凋亡減少而產生的耐藥性等[2-4]。耐藥基因主要包括多藥耐藥基因（MDR1）、多藥耐藥相關蛋白基因（MRP）、肺耐藥蛋白基因（LRP）、乳腺癌耐藥蛋白基因（BCRP）等。目前，隨著miRNA研究的不斷深入，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)miRNA與白血病及其耐藥方面存在密切的聯(lián)系。

miRNA是一類長度為19～25個核苷酸，非編碼的RNAs，廣泛存在于真核生物中，在后轉錄水平調控mRNA的表達[5]。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，miRNA參與許多生物學過程，例如細胞增殖，分化和凋亡等，人類大約30%的基因受到miRNA的調節(jié)[6-7]。近年來，miRNA與胃癌、乳腺癌、卵巢癌等相關的多藥耐藥miRNA相繼報道，在白血病多藥耐藥方面也引起了越來越多的關注。目前，在其他腫瘤中已經發(fā)現(xiàn)miRNA-21、miRNA-125b、miRNA-181d、miRNA-27a和let-7f等5種 miRNA可能與耐藥相關，但關于他們在HL-60細胞中的表達及DNR對他們的影響鮮有報道，因此，本研究采用實時熒光定量PCR（RT-PCR）檢測這5種miRNA在HL-60中的表達情況，并探討DNR對這些表達的影響。

1 材料與方法

1.1 材料 人APL藥物敏感細胞HL-60購自武漢博士德公司。人APL耐藥細胞HL-60／A購自中國醫(yī)學科學院血液學研究所，該細胞可在500ng／mL的阿霉素培養(yǎng)液中穩(wěn)定生長。

1.2 主要試劑 RPMI1640培養(yǎng)基購自Hyclong公司，國產四季青胎牛血清（FBS），浙江海正藥業(yè)有限公司的鹽酸DNR，Small RNA提取試劑購于TaKaRa公司的RNAiso for small RNA。逆轉錄PCR和RT-PCR試劑盒購自Gene CopoeiaTM公司。噻唑藍（MTT）美國Sigma公司產品，實驗前現(xiàn)配5mg／mL溶液。

1.3 方法

1.3.1 細胞培養(yǎng) 取對數(shù)生長期的HL-60和HL-60／A置于RPMI1640培養(yǎng)液中（100mL里含有10mL FBS），于37℃、50mL／L CO2飽和濕度的培養(yǎng)箱中穩(wěn)定生長。細胞懸浮生長，正常情況2～3d更換1次新鮮培養(yǎng)基。HL-60／A以500 ng／mL的DNR維持耐藥表型。

1.3.2 實驗分組 分為實驗組、對照組1和對照組2。其中實驗組以小劑量（10ng／mL）的DNR持續(xù)作用于HL-60敏感細胞，并于用藥后第1、7、14和28天檢測細胞的抑制率及miRNA的表達。對照組1和2分別是HL-60／A耐藥細胞和不接受DNR持續(xù)作用的HL-60敏感細胞。對照組1要以500 ng／mL的DNR維持其耐藥表型。

1.3.3 四甲基偶氮唑鹽比色（MTT）法檢測小劑量DNR持續(xù)作用對HL-60細胞的抑制率 用10ng／mL的DNR持續(xù)作用于HL-60DNR敏感細胞，然后分別在DNR作用后的第1、3、5、7、10和14天取等量的細胞做MTT實驗。按照上述實驗方法，調整細胞密度，每孔取200μL接種于96孔培養(yǎng)板中，其中實驗組分別加入4、8和16ng／mL的DNR，對照組1加入與實驗組最大DNR用量等體積的生理鹽水，對照組2只含有培養(yǎng)基無細胞，每組設6個孔培養(yǎng)。培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h后加入MTT 20μL，繼續(xù)培養(yǎng)4h后2 000r／min離心10min，小心吸去上清液，每孔再分別加入150μL的二甲基亞砜（DMSO），振蕩至MTT完全溶解，用酶標儀測各孔490nm波長的吸光度（A）值，繪制小劑量DNR作用不同時間后對HL-60細胞的抑制率曲線。

1.3.4 microRNA的提取和逆轉錄 按說明用TaKaRa公司的RNAiso for small RNA試劑盒分別提取各實驗組及對照組的miRNA，用紫外分光光度計測A260和A280，計算濃度，并用15g／L的瓊脂糖凝膠跑電泳檢測miRNA的完整性。采用逆轉錄試劑盒將miRNA逆轉錄為cDNA，在25μL逆轉錄體系中含有5×RT Buffer、miRNA模板300ng、2.5UPoly A Polymerase和RTase Mix 1μL。反應條件為37℃60min，85℃5min。所得的逆轉錄產物用滅菌水稀釋10倍進行下一步PCR實驗。

1.3.5 RT-PCR檢測miRNA的表達 RT-PCR的下游引物為ALL-in-oneTM miRNA RT-PCR試劑盒提供的通用引物（Universal adaptor PCR Primer），上游引物用 Primer Premier 5.0軟件按照引物設計原則進行設計，并由上海生工合成。miR-181d上游：5′-GCG GGA ACA TTC ATT GTT GT-3′；miR-125b上游：5′-GCT CCC TGA GAC CCT AAC TTG-3′；let-7f上游：5′-GGG GGT GAG GTA GTA GAT TGT AT-3′；miR-27a上游：5′-GGA GGG CTT AGC TGC TTG TGA-3′；內參U6和miRNA-21的上下游引物由ALL-in-oneTM miRNA RT-PCR試劑盒提供。20μL PCR反應體系中含有2×ALL-in-one Qpcr Mix，PCR Forward Primer（2μmol／L）1.5 μL，Universal Adaptor PCR Primer（2μmol／L）1.5μL，10倍稀釋的cDNA模板4.0μL和50×ROX Reference Dyeiv 0.2 μL。PCR反應條件為：95預變性10min。95℃變性10s，60℃退火40s，72℃延伸40s，重復40個循環(huán)。各樣本均重復3孔，以平均CT值（閾值循環(huán)數(shù)）作為每個樣本的CT值。并以U6為內參，采用相對定量2-△△CT法進行miRNA相對定量的比較。樣品目的基因的相對表達用2-△△CT方法計算，即Fold change＝2-△△CT＝2-[待測組目的基因平均Ct值-待測組管家基因平均Ct值]-[對照組目的基因平均Ct值-對照組管家基因平均Ct值]。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行分析，計量資料以±s表示，組間比較采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 小劑量DNR持續(xù)作用對HL-60敏感細胞的抑制率 以10ng／mL的DNR持續(xù)作用于HL-60細胞，然后于用藥后第1、3、5、7、10和14天，再分別以4、8和16ng／mL等3種濃度的DNR做48h的MTT實驗，觀察DNR對細胞增殖的抑制率，見表1。隨著DNR作用時間的延長，各濃度的抑制率逐漸減小，且在加藥的第10天左右，逐漸進入1個平臺期，表明隨著小劑量DNR的持續(xù)作用，HL-60敏感細胞可能在用藥后的第10天左右逐漸對DNR產生耐藥，見圖1。

表1 小劑量DNR持續(xù)作用對HL-60敏感細胞的抑制率（±s，%）

表1 小劑量DNR持續(xù)作用對HL-60敏感細胞的抑制率（±s，%）

濃度（ng／mL） 加藥第1天 加藥第3天 加藥第5天 加藥第7天 加藥第10天 加藥第14天4 18.60±1.15 15.40±1.12 9.50±0.97 7.50±1.184.40±0.25 3.20±0.93 8 26.70±3.19 16.60±1.22 13.70±0.85 11.50±1.20 6.90±0.93 7.60±0.75 16 33.80±3.17 27.60±2.58 16.50±2.06 14.90±1.19 9.60±1.00 10.90±1.04

圖1 DNR作用miRNA-21表達的RT-PCR檢測結果

圖2 DNR作用miRNA-125b表達的RT-PCR檢測結果

圖3 DNR作用miRNA-181d表達RT-PCR檢測結果

圖4 DNR作用let-7f表達的RT-PCR檢測結果

圖5 DNR作用miRNA-27a表達的RT-PCR檢測結果

2.2 miRNA RT-PCR檢測結果 RT-PCR檢測結果發(fā)現(xiàn)，與對照2組比較，miRNA-21和miRNA-125b在對照1組中的表達顯著上調（P＜0.05），實驗組細胞則從加藥的第7天起表達上調（P＜0.05）；相反，miRNA-181d、miRNA-27a、let-7f在對照1組中的表達下調（P＜0.05），而在實驗組細胞中則是在加藥后的第7天開始下調（P＜0.05），見圖1～5。

3 討 論

抗癌藥物的耐藥性因人而異，原因很多，其中miRNA也是一個重要的影響因素之一。miRNA的調控是一個復雜的過程，一種miRNA可以作用于多個靶基因，而一個靶基因也可以受多種miRNA調控。在多種人類癌癥中已經發(fā)現(xiàn)miRNA-21表達上調。Wang等[8]研究發(fā)現(xiàn)，上調miRNA-21在 MCR-7／ADR細胞中的表達可導致PTEN蛋白下調，miRNA-21的模擬物和抑制物明顯影響乳腺癌細胞對阿霉素的敏感性。轉染了抗miRNA-21寡核苷酸（anti-miRNA-21oligonucleotide，AMO-miRNA-21）的細胞可增加HL-60細胞對Ara-C的敏感性，并證實AMO-miRNA-21的作用可能是通過上調PDCD4來實現(xiàn)[9]。隨后在耐DNR的K562白血病耐藥細胞中發(fā)現(xiàn)miRNA-21明顯上調，并通過實驗證實miRNA-21可以調節(jié)PTEN的表達，影響PI3K／AKt通路，從而起到調節(jié)K562細胞對DNR的耐藥性[10]。Zhu等[11]通過對比多藥耐藥細胞和親本細胞，證實miRNA-125b和miRNA-27a在人類耐藥的卵巢癌細胞和子宮頸癌細胞中表達上調。Zhang等[12]發(fā)現(xiàn)，miRNA-125b在兒童APL細胞中高表達，并且進一步證實miRNA-125b可以通過調節(jié)腫瘤抑制基因Bak1的表達來促進細胞增殖和抑制細胞凋亡。研究還發(fā)現(xiàn)，miRNA-125b在HL-60／DOX、K562／DOX、NB4-R1和 NB4-R2這4種白血病耐藥細胞中表達上調。這些研究均表明miRNA-21和miRNA-125b可能與腫瘤的耐藥相關。本研究首先使用低濃度DNR藥物作用于HL-60敏感細胞，然后于用藥后的第1、3、5、7、10和14天用不同濃度的DNR測試細胞的MTT反應，結果發(fā)現(xiàn)隨著小劑量DNR持續(xù)作用時間的延長，DNR對于HL-60細胞增殖的抑制率逐漸減小，并在用藥后的第10天左右逐漸進入平臺期，提示HL-60敏感細胞可能在小劑量DNR持續(xù)作用10d左右開始產生耐藥。同時，筆者采用RT-PCR檢測DNR不同作用時間HL-60敏感細胞中miRNA-21、miRNA-181d、miRNA-125b、let-7f和miRNA-27a5種miRNA的表達，結果發(fā)現(xiàn)HL-60／A耐藥細胞中的miRNA-21和miRNA-125b表達明顯上調，而敏感細胞的miRNA-21和miRNA-125b表達也在小劑量DNR作用后的第7天起出現(xiàn)顯著上調，提示miRNA-21和miRNA-125b的表達上調可能與HL-60對DNR產生耐藥性有關。

Eric等[13]利用miRNA微陣列技術發(fā)現(xiàn)慢性髓細胞白血病細胞敏感株MYL與耐伊馬替尼耐藥株MYL-R大約有30種miRNA的表達出現(xiàn)超過2倍以上的差異。其中miRNA181（a～d）家族在耐藥細胞株中明顯下調。本研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-181d在HL-60／A耐藥細胞中表達下調，而敏感細胞則在用藥后的第7天起出現(xiàn)下調，與上述結果一致。Feng等[14]通過實驗發(fā)現(xiàn)在白血病細胞中miRNA27a和miRNA-331-5p與耐藥基因P-gp的表達成負相關，并對K562耐藥細胞和HL-60 DOX耐藥細胞中分別轉染miRNA27a和miRNA-331-5p，發(fā)現(xiàn)轉染后可以增加耐藥細胞對DNR藥物的敏感性。Let-7最初發(fā)現(xiàn)是參與調節(jié)線蟲發(fā)育時序，Yang等[15]的研究表明，let-7i在耐藥的乳腺癌細胞中表達下調，并且減少let-7i的表達量可以明顯的增加卵巢癌和乳腺癌細胞對化療藥物的抵抗性。本研究也發(fā)現(xiàn)，miRNA-181d、miRNA-27a和let-7f在 HL-60／A耐藥細胞中的表達下調，而HL-60敏感細胞則在持續(xù)用藥的第7天起表達下調，提示miRNA-181d、let-7f和miRNA27a的表達下調也可能與HL-60細胞對DNR的耐藥性也具有一定的相關性。

綜上所述，本研究對5種miRNA在HL-60細胞中的表達進行了探索，對這5種miRNA與HL-60細胞耐藥性的相關性有了初步的認識。今后還需要通過轉染miRNA特異的寡核苷酸模擬物及抑制物等手段，進一步了解這些miRNA的靶基因及其作用機制，為降低APL的耐藥性，提高藥物化療效果打下理論基礎。

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