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人卵巢癌紫杉醇耐药细胞株的建立和生物学特性评价

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学版)复里学报(医Fudan Univ J MedSci2【UU0 iV1)(】8 Mar,35(2)aI’J3 , 171 人卵巢癌紫杉醇耐药细胞株的建立 和生物学特性评价 韩丽妹 潘 弘 方晓玲 ( 复旦大学药学院药剂教研室上海200032; 上海医药(集团)有限公司上海200020) 【摘要】目的建立人卵巢癌紫杉醇耐药细胞株(Skov-3/PTX),并对其生物学性状进行检测和鉴定。方法采 用紫杉醇浓度梯度递增法,建立人卵巢癌紫杉醇耐药株。通过细胞形态学观察、生长曲线和群体倍增时间测定、 药物敏感试验、细胞内Rh-123和紫杉醇含量研究及MDR1、MRP和GST-n mRNA水平的测定,评价Skov-3/ PTX生物学特性。结果成功建立了Skov-3/PTX耐药株,耐药指数为45.90,对吉非替尼、9一硝基喜树碱和阿 霉素产生明显的交叉耐药性。与Skov-3细胞相比,Skov-3/PTX耐药细胞异形明显;耐药细胞倍增时间显著延 长(P<0.05);耐药细胞内Rh-123和紫杉醇量显著减少(P<0.05),环孢菌素可以增加细胞内Rh-123和紫杉醇 含量;耐药细胞的MDR1、MRP和GST_ mRNA水平显著增高。结论性,为进一步研究耐药逆转途径提供了实验基础。 【关键词】多药耐药;紫杉醇;罗丹明一123;卵巢肿瘤;细胞株 【中图分类号】R 945 【文献标识码】A Skov-3/PTX细胞具有典型多药耐药特 Establishment and biological characterization of paclitaxel—resistant .cell line of human ovarian carcinoma HAN Li—mei .PAN Hong .FANG Xiao—ling △ ( Department of Pharmaceutics,School of Pharmacy,Fudan University,Shanghai 200032,China; Shanghai Pharmaceutical(Group)Co.,Ltd,Shanghai 200020,Chia)n [Abstract] Objective To establish paclitaxel—resistant cell line of human ovarian cancer(Skov一3/ PTX)and to investigate its biological features. Methods Paclitaxeh esistant cell line of human O— varian cancer(Skov-3/PTX)was established by continuous stepwise selection in increasing concentra— tion of paclitaxe1.Cell morphology,growth curve and population doubling time,cell uptake of Rh-123 and paclitaxel,mRNA level of MDR1,MRP and GST一7c were investigated to determine the biological features of Skov-3/PTX cell line. ResulIs The resistance index(RI)of Skov-3/PTX cells was up to 45.90.They showed an obvious cross—resistance to gefitinib,9-nitrocamptothecin and adriamycin.The results of uptake of Rh_1 23 and PTX further proved that Skov-3/PTX cells had significant resistance to Rh-123 and FrrX,and P-glycoprotein substrate,CsA could increase the uptake of drug in resistant cells.PT-PCR studies showed that the levels of MDR1,MRP and GST一7c mRNA expression in the Sk- ov-3/PTX cells were higher than the sensitive cells. Conclusions Skov-3/PTX cellline shows typical multidrug resistance phenotypes and might serve as an ideal model for exploring the new route of re— versing multidrug resistance. [Key words]multidrug resistance;paclitaxel; rhodamine-1 23; ovarian neoplasms; cell line 恶性肿瘤表现出来的耐药性一直是化学治疗失 败的主要原因之一。肿瘤多药耐药(multidrug re— 胞防御机制,是指肿瘤细胞对一种化疗药物耐药的 同时也对与其结构无关、作用机制不同的其他药物 产生交叉耐药的现象 引。克服肿瘤多药耐药性, sistance,愀)是肿瘤细胞免受药物攻击的重要细 国家自然科学基金项目(30472094) ACorresponding author E-mail:xlfang@shmu.edu.en 维普资讯 http://www.cqvip.com

172 寻找逆转恶性肿瘤细胞多药耐药的新途径,提高肿 瘤细胞对化疗的敏感性是当前肿瘤领域的重要课题 之一。成功建立耐药肿瘤细胞模型是开展此研究的 前提和基础。本文采用浓度梯度递增法,建立了人 卵巢癌紫杉醇耐药细胞株Skov-3/PTX,并对其生 物学性状进行检测和鉴定。 材料和方法 材料Skov-3卵巢癌细胞株:购自中国科学院 上海细胞生物学研究所;紫杉醇(PTX):含量 99.1 ,西安三江生物工程有限公司;阿霉素 (Dox):浙江海正药业有限公司;9一硝基喜树碱(9一 NC):含量99.5 ,上海艾斯可生物技术有限公司; 甲氨蝶呤(MTX):上海华联制药厂;5一氟脲嘧啶(5一 FU):中国药品生物制品检定所;吉非替尼(Gef):中 国药品生物制品检定所;地西泮:对照品,中国药品 生物制品检定所;罗丹明一123(Rh-123):荧光纯, Molecular Probes,Inc,USA;四甲基偶氮唑蓝 (MTT):≥97.5 TLC,Sigma,USA。 细胞常规培养条件细胞按一定密度接种到卡 氏培养瓶中,置于37℃、5 C02(相对湿度90%) 培养箱中培养,约2~3 d更换1次培养液。培养液 为含1O9/6胎牛血清、1 9,6非必需氨基酸、1 9,6谷氨酰 胺和1 青链霉素的高糖DMEM培养基。 Skov-3/PTX耐药株的诱导 采用浓度梯度递 增法建立人卵巢癌PTX耐药细胞株[5 ]。取对数 生长期的Skov-3细胞,加入含PTX的DMEM培养 液,连续作用48 h后,用Hank’S平衡盐溶液洗涤1 次,更换无PTX的新鲜培养液继续生长,见大部分 细胞死亡,存活细胞生长缓慢。待细胞密度达70 ~80 时传代1次,培养至对数生长期后再次给予 含药培养液,再逐步提高培养液中的药物浓度,耐药 株诱导剂量及过程如下: 2 ng/mL2 g5 ng/mL 10 ng/mL邀15 ng/ mL邀20 ng/mL i3g30 ng/mL 40 ng/mL 50 ng/mL邀耐药株Skov-3/PTX 敏感细胞逐渐死亡,而耐药细胞继续生长。如 此反复诱导、换液、传代,历时约11月,最终得到在 50 ng/mL PTX中稳定生长增殖的耐药株,命名为 Skov-3/PTX。将该细胞冻存2月后复苏,在不含 PTX的培养液中反复传代2月以上仍基本保持原 来的耐药性。 耐药株形态学观察 于倒置显微镜下观察细 胞形态。Skov-3和Skov-3/PTX细胞生长曲线和 群体倍增时间的测定[8]以细胞密度2 X 10 cells/ 复旦学报(医学版)2008年3月,35(2) mL接种于24孔培养板,连续8 d,每日取3孔计 数,绘制细胞生长曲线,根据Patterson公式,计算 群体倍增时间, =Tlg2/lg(N/No),T为培养时 间,N为该时刻的细胞数,N,为起始细胞数。 药物敏感试验(MTr法) 将Skov-3和Sk— ov-3/PTX细胞以3 X 10 cells/: ̄l,接种于96孔板, 48 h后分别加入不同浓度化疗药物,每一浓度平行 3孔。培养48 h后弃去上清液,每孔加5 mg/mL的 MTT液20 L,继续培养4 h后小心弃去上清液, 每孔加200 L DMSO,避光振荡10 min使结晶物 充分溶解。以酶标仪检测490 nm处的吸光度值 (D),参比波长为630 nm,计算细胞存活率(IC)。 用Logistic模型拟合量效关系,求半数抑制浓度 IC50Do]。耐药指数(RI):IC50(Sk0 m【)/IC5【)(Sk0吲。 细胞内紫杉醇量 处于对数生长期的Skov-3 和Skov_3/PTX细胞分别加入1 mL含药培养基, 置37℃的培养箱中孵育45 min后,加入预冷(4℃) Hank’S液终止细胞摄取,并快速清洗细胞3遍。 收集细胞,加入适量去离子水,将细胞超声粉碎。一 部分采用HPLC法测定PTX含量,一部分用考马 斯亮蓝法测定细胞蛋白含量。 细胞内罗丹明-123量处于对数生长期的Sk— ov-3和Skov-3/PTX细胞分别加入1 mL含药培养 基,37℃孵育45 min,用预冷(4℃)的Hank’S液洗 涤细胞4次,除去细胞外吸附的荧光染料。用荧光 显微镜观察细胞内Rh-123的荧光强度。 RT-PCR测定细胞MDR1、MRP和GST-n mR- NA水平[1I.n]总RNA提取:取对数生长期的Sk- ov-3和Skov-3/PTX细胞用Trizol试剂盒提取细 胞总RNA,合成eDNA。PCR[¨]反应条件为:94℃ 预变性3 min,94℃变性40 S,退火温度55℃,退火 30 S,72℃延伸30 S,共进行35个循环,72℃再延 伸4 min。PCR引物见表1—1。用2 琼脂糖电泳 观察PCR产物,[3-action为内参基因。 表1 P( 引物序列、退火温度及片段长度 Tab 1 Sequences of primers for PC'R 结 ;日 果 不 形态学观察Skov-3细胞边缘清晰,生长均匀, 维普资讯 http://www.cqvip.com

韩州妹等人卵巢癌紫杉醇耐药细胞株的建立和生物学特性评价,.呈梭形,。而Skov3PTX细胞较亲代细胞重叠聚集/、著性差异(P(P<()05).>()05).,在1《)25、、5(’/,gmI/剂量组。,增多胞质空泡形成和颗粒增多细胞伸出许多不规,耐药细胞和亲本细胞中的药物量均有显著性差异,则树突状分支整体呈现蜘蛛状或星状(图1),。亲本细胞中的药物量显著高于耐药细2)。胞且剂量越高差异越显著(图,单独给予50>g,。PTXv,当药物浓度由5()05).t~gmL增加至/mI/时Sko,3PTX细胞内的/。PTX量略有增加但没有显著性差异(P>同时给予浓度为耐药细胞内的加(见图()992).Skov3PTX/。细胞对药物的耐药性可能是产生该结果的原因10tlm在后,oL的PgPl/底物CsAPTX5~量在各个浓度组均出现显著增25t~gm/3)。在,I。浓度范围内随着药,物浓度的升高细胞内药物量呈线性增加。(,一=以上结果说明Sko显著耐药性图1。v3PTX细胞对PTX存在/光学显微镜观察Opticalgraph:Skoov3vFIX细胞形态和Skov3/.Fig1ACfSko;3vandSkovPFX3/10K)4(1K);cells—6c一。¨。-#j_岛。_口0∞4∞I)\28,】凹广_10T_O6.—c—u_。-—皇\j丑∞一∞28≈~4SkoSkov3(××1【】K)4l】K)一BD:SkoSk3/PTX(3/PTX(××:v3(;:ovSkov一3PTX细胞生长曲线和群体倍和Skov3/增时间的测定~细胞生长曲线显示两种细胞在,,78d达到峰值Skov3.和Sko7±2.v3PTX细胞的群/体倍增时间分别为(30h.3)h和(45.3±2..8),耐药细胞倍增H~lhJ比亲代细胞延长了【)05).471%其5iug/mL10pg/mL25pg/mL50~g/mI一.生长增殖明显减慢(P(、sA后耐药细胞内显现明显红色荧光.。此结果表性且该细胞。Pgp活性较高。明Skov3PTX细胞对Rh/123具有明显交叉耐药佃R吼胁疗p图Fig4、:5.4罗丹明rosco~o一123在oSkov3和Skov3FrX细胞中的量/nFluo~rescencemicpygraph。fRh123accumulatio.inSkov3andSkoanPv删m眦PTX3/ce、llsv’3IIX’flf㈣ollRI>123inSko,3cells=Ij:5【l/m.1Rlrl23inSkol/v3t’IXcells;C:50lm~ol/IRlv123。d1【l/,n~olI(。sAinSkocellsRTPCR—测定细胞MDRl、MRP。和GSTTt弱;而耐药株Sko和GSTv3PTX均见清晰/.MDRl、MRPmRNA.水平内参f3actin各条带清晰亮度较Sko一兀mRNAv电泳条带条带亮度显著高于亲Sko致故各目的条带的亮度强弱可以代表各目的基因本细胞胞SkoSkol3,即耐药株v3PTX的耐药相关/的水平强弱(图未出现电泳条带5),。亲本细胞和(jSTv3上的MDRl基因MDRv、MRP和GST丌水平显著高于亲本细MRP7【mRNA的条带较3。bpbpl002(】03001船3000驯嚣800ABGS■Ⅱ8.actinC图Fig5A25RFPCR’测定细胞sMDRI、MRPamv和GSTo:nmRNAa水平r%agarosegelM:electrophoresisarhowingthevplicons3/I’TXbtainedA:fte;RI::IR2R;am、plification—PCRMker:1:Sko3;2:SkoMI)R1vlJMRP(:(jSI丌耐药细胞Sko,3PTX巾/Rh123含量较亲本细胞o讨论~m显著降低同时给予P精蛋白抑制剂1(’/l/I,CsA后,耐药细胞中Rh123。含量的显著增加均表步证明Sko3/本研究中我们通过紫杉醇浓度梯度递增法以Sko11v明该耐药株PPTXgp活性较高3.细胞为亲本反复诱导换液传代历时约,、、,细胞内紫杉醇含量测定进一v月建立了在PTX50ngmLPTX中稳定生长增殖的/v对PTX会产生显著耐药性,。引起多药耐药的l)卵巢癌耐药细胞株(Sko45.3PTX)/、。其对紫杉机制比较复杂包括多药耐药基因(MDR的过度过度表醇耐药指数达9【),且对吉非替尼。9v-硝基喜树碱3表达引起其编码的细胞膜,P糖蛋白(P;gP)达;多药耐药相关蛋白的过度表达(GSH)和谷胱甘肽S谷胱甘肽和阿霉素产生明显交叉耐药性,,SkoPTX细胞/,异形明显生长速度减慢倍增时间延长表明肿瘤转移酶((jST)活性增高;DNA修复功能增强;凋亡抗性增加及蛋白激酶C(PKC)活性增高等m“…。细胞受到损伤减慢,。其中“MDRl”,的过度表达产生的RTPCR罗丹明123(Rh123)是Pgp的底物因而可,PgP可将细胞内药物泵出从而导致细胞内药物DR通过检测细胞内Rh123浓度研究PgP活性_1。一“。浓度降低是M的主要产生机制。研究维普资讯 http://www.cqvip.com

韩丽妹,等.人卵巢癌紫杉醇耐药细胞株的建立和生物学特性评价 175 表明该耐药株的MDR1、MRP和GST- ̄mRNA水 平均显著高于亲本细胞。故Sko、卜3/PTX对PTX 产生的高度耐药性可能与P-gp、MRP和GSTlr的 高度表达有关。 参考文献 [1] Bosch I,Croop J.P-glycoprotein multidrug resistance and cancer口].BBA-RevCancer,1996,1288(2):F37一F49. [2] Takara K,Sakaeda T。Okumura K An update on overco— ming MDR1一mediated multidrug resistance in cancer chemo- therapy口].Curt Pharm Design,2006,12(3):273—286. [3] Lehnert^,L Clinical multidrug resistance in cancer:A multi— factorial problem I-J].Fur J Cancer,1996,32A(6):912— 920. [4] Martin N,Catalin J,B1achon MF,et a1.Assay of paclitaxel (Taxo1)in plasma and urine by high-performance liquid chro— matographyI-J].JChromatogrB,1998,709(2):281—288. [5] 程国钧,田方,李亚里,等.应用mRNA差异显示技术筛选 卵巢癌耐药相关基因I-J].中华医学杂志,2000,80(7):541 —543. [6] Parekh H,Wiesen K。Simpkins H.Acquisition of taxol re— sistance via P-glycoprotein-and non-P—。glycoprotein—。mediated mechanisms in human ovarian carcinoma cells[J].Biochem Pharmacol,1997,53(4):461—470. [7] Sha XY,Fang ML Transport characteristics of 9-nitrocamp— tothecin in the human intestinal cell line Caco-2 and everted gut sacs1,J].IntJ Pharm,2004,272(1—2):161—171. [8] 周友珍,陈惠祯,杨庆忆,等.人卵巢癌顺铂耐药细胞株的 建立及其耐药机制的研究I-J].中华医学杂志,1996,76(9): 680—683. [9]章静波.组织和细胞培养技术I-M].北京:人民卫生出版社, 2002:111. [10]王楠,赵德化,盛宝恒.一个用logistic模型分析量效关系的 程序I-J].中国药理学报,1990,11(2):187—192. [11]De Paula SO,De Melo Liam C,Torres MP,et口f.One-step RT—PCR protocols improve the rate of dengue diagnosis com~ pared to two-step RT-PCR approaches[J].J Clin Virol, 2004,30(4):297—301. [12]程国钧,李亚里,田方,等.不同方式诱导人卵巢癌顺铂耐 药细胞株的比较I-J].中华肿瘤杂志,2001,23(4):305— 308. [13]臧国庆,周霞秋,王朝夫,等.肿瘤坏死因子一a介导凋亡肝一 细胞内胱门蛋白酶一3的表达口].中华传染病杂志,2001,19 (4):232—235. [14]Stormer E,Perloff MD,Von Moltke LL,et a1.Methadone inhibits rhodamine123 transoprt in Caccr2 cells I-J].Drug Metab Dispos,2001,29(7):954—956. -115]Jin J,Wang FP,Wei HL,et a1.Reversal of multidrug re.— sistance of cancer through inhibition of P-glycoprotein by 5一 bromotetrandrine[J].Cancer Chemoth Pharm,2005,55 (2):179—188. ,116]Sands H,Mishra A,Stoeckler JD,et a1.Preclinical activity of an v.formulation of rubitecan in IDD-P(TM)against human solid tumor xenografts1,J].Anti-Cancer Drug,2002, 13(9):965—975. ,117]赵健竹,赵文嫣.多药耐药机制的探究I-J].现代医药卫生, 2007,25(16):2 433—2 435. ,118]李国青,张育.肿瘤多药耐药机制的研究进展I-J].现代肿瘤 医学,2005,13(6):841—843. (收稿日期:2007—09—22;编辑:王蔚) 

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