细胞凋亡与肿瘤细胞的抗药性
作者:陈洁,潘启超
单位:中山医科大学肿瘤防治中心(广州,510060)
关键词:细胞凋亡;多药抗药性
癌症990637
中图分类号:R730.53 文献标识码:A
文章编号:1000-467X(1999)06-0739-03
肿瘤细胞对抗癌药物产生抗药性是肿瘤化疗失败的主要原因之一,因此,解决抗药性仍是有待解决的一大难题。随着对细胞凋亡(Programmed cell death,PCD,apoptosis)研究的深入,人们认识到PCD与肿瘤细胞的抗药性有着内在的密切关系,对PCD的抑制在抗药性的形成过程中起一定的作用〔1,2〕。本文仅就细胞凋亡和肿瘤抗药性之间的关系研究作一综述。
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1对细胞凋亡的耐受可产生对化疗药物的抗性
研究表明不少因素可抑制PCD,如细胞内在的存活因素,CSF类因子、NGF等;突变型p53、bcl-2、c-erB2/neu、bcr/abl、raf等凋亡抑制基因及其产物。这些因素的作用使细胞表现出对PCD的不敏感,也表现出对PCD诱导剂的抗性。McClay等〔3〕研究发现对三苯氧胺(Tamoxifen,TAM)抵抗的黑色素瘤细胞可以抵抗由TAM诱导的PCD,而敏感细胞不具备这一特异性。另外,抗药细胞也能抵抗由多种药物诱导的PCD。Robinson等〔4〕研究发现抗药细胞中抗药基因1(mdr1)产物的过度表达,可延迟细胞对多种化疗药物诱导的凋亡的敏感性。因为mdr1产物的过度表达与细胞内碱性化有关;而在某些细胞中,酸化是凋亡过程必要的一个因素,所以mdr1产物可维持细胞存活的内在离子环境。Palissort等〔5〕也发现HL-60/VCR可抵抗由非多药抗药性(MDR)系列药物诱发的PCD,可能的机制是bcl-2的过度表达和药物不能介导胞内pH的改变,而使细胞维持碱性化。可见,PCD和细胞的抗药性的确存在不同程度的内在联系。
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2PCD与抗药性的内在联系
2.1凋亡相关基因与mdr基因
2.1.1 p53基因与mdr1基因:mdr1基因是人类肿瘤的多药抗药基因,由它编码的P-gp糖蛋白的外排药物功能是导致肿瘤细胞产生多药抗药性的重要原因。p53基因可调节mdr1基因的表达。Chin等〔6,7〕将ras、突变型p53和人mdr1启动子CAT构建物共转染NIH3T3细胞,发现能激活mdr1启动子;其中ras的作用是非特异性的,而突变型p53的作用是特异性的。Strauss等〔8〕研究发现mdr1下游启动子含有野生型p53(wtp53)特异性结合位点,wtp53可特异性抑制mdr1下游启动子的激活,wtp53的突变即可解除这种抑制。Lin等〔9〕则证明了p53蛋白中第281位残基,即结合区(binding domain)的突变可特异性激活mdr1基因,并增强肿瘤的形成能力。可见,p53基因突变与mdr1过度表达和抗药性有密切关系。但也有相反结果的研究。Li等〔10〕发现wtp53可增加内源性p53贫乏的KBv200细胞mdr1表达,使细胞内ADM积累下降;但用ADM和VCR治疗后,转导细胞的抗药性反而降低,其机制是转导细胞对p53依赖的PCD更加敏感了。所以p53对mdr1的作用是促进还是抑制,还有待更深的研究。mdm2基因是p53基因的拮抗基因,其产物可和p53蛋白结合而使p53蛋白失活〔11〕。已有研究发现p53基因突变率很低的恶性肿瘤中,有高比例的mdm2的表达,它可抑制p53的转录,从而促进肿瘤的发生和发展〔12〕。mdm2基因可能与mdr1基因的活化有关,Kondo等〔13〕证明mdm2基因能诱导mdr1和P-gp在U87MG细胞中表达,能使细胞抵抗由VP16或DOX引起的PCD。
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2.1.2 其他癌基因与mdr基因:Chin等已证明了ras基因可非特异性地激活mdr1的表达,因为它还可增强鸡β-actin、RSV、SV40启动子的活性。Ras的活化和p53的突变一样,是肿瘤细胞最常见的事件,因此它们对mdr1的影响也就直接影响了肿瘤的MDR表型。
Kim等〔14〕用转染实验证明了N-末端一半缺失的C-raf突变子22W可强烈激活mdr1启动子,这种激活与mdr1启动子的-197~-136含热休克元件(heat shock element,HSE)上游结构的区域有关,而只含HSE下游结构的mdr1缺陷结构则不能被22W激活。PKA抑制剂H-87可阻断这一激活过程。结果说明raf突变子和PKA依赖的途径可控制mdr基因的转录,其机制可能与热休克蛋白的活性有关。
Bhushan等〔15〕发现敏感的KB细胞和小鼠S180细胞等接触MDR相关药物,如VCR后,其c-fosmRNA表达明显增加,同时细胞表现出抗药性。根据mdr1启动子含AP-1序列,并且c-jun过度表达的特征,作者推测c-fos可能和c-jun形成异二聚体,再与mdr1启动子特异性结合,调节mdr1的表达。
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此外,也有报道表明N-myc的扩增与mdr1的下调有关,尚待进一步研究〔16〕。1997年,Delaporte等〔17〕研究发现myc基因与mdr3的表达相关,转染了c-myc的抗性中国仓鼠肺癌DC-3F/9-OH-E细胞可部分逆转其抗药性,这种逆转与P-gp1无关而与P-gp3相关,因为转染了mdr3基因的抗性细胞可逆转相同部分的MDR表型。进一步研究揭示myc的表达可正向调节P-gp3,且这种调节是通过下调P-gp1的活性来实现的。
2.2凋亡相关基因与非mdr依赖的抗药性
2.2.1 bcl-2基因家族:bcl-2是最重要的凋亡抑制基因,很多研究发现它的高表达能明显抑制肿瘤细胞的PCD,导致肿瘤细胞对多种化疗药物耐受,而且这种bcl-2介导的抗药性与mdr1基因的</S>表达无关〔18〕。Lotem等〔19〕报道M1白血病细胞表达高水平的bcl-2可导致细胞对多种因素诱导的PCD不敏感,而显示出对不同药物的高抗性,这种抗性与mdr1基因的活性无关,只与bcl-2调节的PCD有关。雌激素可以通过胞内bcl-2的基因产物P26bcl-2来调节PCD,它可增强P26bcl-2的表达,而使bcl-2/Bax的比例改变,从而降低敏感细胞MCF-7对PCD的敏感性,相应增加了MCF-7对紫杉醇(taxol)的抗性〔20〕。此外,肿瘤对激素治疗产生抗性也可能与bcl-2的表达增高有关〔21〕。
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bcl-Xl是bcl-2家族中另一个PCD抑制基因,它的抑制机理可能是非bcl-2依赖的。Kuhl等〔22〕证明bcl-Xl可导致P388/SPR细胞的非典型MDR表型,即该细胞对阿霉素(DOX)、依托泊甙(VP-16)、topo酶Ⅱ抑制剂、长春新碱(VCR)等多种药物交叉抵抗。这种交叉抗性是由bcl-X导致的,转染人的bcl-Xl基因,可使P388表现出与P388/SPR一样的交叉抗性,证明bcl-Xl确实可导致对多种药物的交叉抗性。
2.2.2 突变型p53基因:p53基因的突变是人类肿瘤中最常发生的一种现象,几乎所有的主要组织中均可发生p53的突变。不同肿瘤类型及不同组织起源的肿瘤p53基因突变类型各不相同,主要是碱基置换,还有碱基缺失、染色体重排、基因插入等,这些变化都可导致正常p53基因产物的失活。p53蛋白是作为细胞周期G1检查点的蛋白起作用的,突变型p53蛋白则丧失这一功能,导致肿瘤细胞不能识别被抗癌药物损伤的DNA,而让其继续进入细胞周期,使肿瘤细胞产生对相应药物的抗性〔23〕。Giannios等〔24〕发现乳腺癌和卵巢癌细胞中bcl-2、HER2/neu和突变型p53或BRCA1高表达,这些遗传特征的改变可带来对化疗的抗性。考察其机制发现这种抗性主要与以上几种基因高表达使细胞对DNA损伤性药物诱导的PCD的敏感性降低有关。通过使用拮抗基因、野生型基因或反义核酸,可以逆转这种抗药性。
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2.2.3 Fas(CD95)基因:Fas/FasL信号传导系统是细胞凋亡信号传导的重要途径之一。Fas活化受损可导致细胞对PCD的不敏感,进而也表现出对相关药物的抗性。1997年,Friesen等〔25〕指出Fas/FasL的活化是药物诱导PCD的关键。对Fas抵抗和对DOX抵抗的白血病和成神经细胞瘤细胞可显示出对PCD的交叉抗性,且抗性细胞的Fas基因下调。在很多肿瘤细胞中,药物诱导PCD时可显示出FasL基因的上调,但是在此种抗性细胞中,这种上调完全被阻断,进而导致Fas/FasL活化不足而产生抗药性。这种抗药性与药物的吸收、排出及mdr1基因无关。结果说明完整的Fas/FasL系统在决定细胞敏感性上扮演了很重要的角色。
2.2.4其他基因:与肿瘤细胞抗药性有关的凋亡相关基因还有c-Ha-ras、C-erbB2等。Sabbatini等〔26〕将c-Ha-ras和C-erbB2基因共转染进P-gp阴性的MCF-7-10A细胞中,发现细胞可获得MDR表型。1997年,DiSimone等〔27〕发现ras转染的MCF-10A细胞较原亲本细胞更加抵抗顺铂(cisplatinum),同时GSTπ表达增高,而其他抗性机制,如mdr1、MRP、LRP等均未发现有变化,于是推论:ras基因转染可通过增加GSTπ的表达来诱导对顺铂的抗性。
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2.3凋亡相关基因与mdr基因共存的多机制抗药性
肿瘤细胞的抗药机制很复杂,往往几种机制可以共存于一种细胞中,相互作用,共同促进细胞对药物的抵抗。对凋亡的不敏感也能同经典的抗药机制如MDR、MRP、LRP、topo酶Ⅱ等共存。1997年,Huang等〔28〕认为P-gp、MDR或LRP是人急粒白血病(AML)细胞多药抗性的“近端机制”(proximal mechanism),而bcl-2bcl-Xl为其“远端机制”(distalmechanism),两种机制可以共同存在于HL-60各种抗性细胞中,且互相促进。Bosanquet等〔29〕也发现bcl-2和P-gp的表达密切正相关,共同决定了细胞对MDR诱导药物或PCD诱导药物的敏感性和抗性。Sonneveld等〔30〕认为临床上多发性骨髓瘤的抗药性机制可能包括P-gp、LRP和抑制PCD的bcl-2的高表达且3种机制合并可增强抗药性。Guo等〔31〕发现胰岛素样生长因子(IGF-I)可以促进MCLM结肠癌细胞的MDR表型,这种获得性抗药性与IGF-I促进细胞内mdr1、c-H-ras和锰超氧化歧化酶(MnSOD)的过度表达有关,从而细胞可以抵抗由细胞毒物质,如DOX、放线菌素D(ActD)、洛伐他丁(lovastatin)等引起的细胞凋亡或死亡而表达对它们的抗性。1997年,Liu等〔32〕发现转染了e-erbB2原癌基因的人乳腺癌细胞MDA-MB-435有高度表达的c-erbB产物p185,而且可通过非mdr1途径抵抗紫杉醇的毒性。进一步研究发现mdr1产物p170的特异性抗体C219可与p185产生交叉反应,提示两者有同缘序列。在此研究的基础上,Yu和Liu等〔33〕又发现p185和p170的同时高度表达可使MDA-MB-435抵抗taxol的毒性,两过程是独立的,但p170与p185协同可使抗性程度加大。
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3通过诱导PCD,逆转抗药性
对PCD不敏感,可导致肿瘤细胞对相关药物产生抗性;反之,抗药细胞也能相应抵抗药物诱导的PCD,所以通过诱导细胞的PCD,可逆转细胞的抗药性。蛋白磷酸化抑制剂okadaic酸(OKA)可以选择性地加强VCR对敏感型和MDR型细胞的毒性,考察其机制时发现OKA可通过抑制蛋白磷酸化破坏有丝分裂纺锤体的功能,使细胞易于发生凋亡〔34〕。Safingol是一种PKA抑制剂,能加强化疗药物诱导的PCD,并抑制P-gp磷酸化而部分逆转MDR〔35〕。三苯氧胺可增强紫杉特尔(docetaxel)G2/M阻断能力,即可以增强细胞对PCD的敏感性,这种增效作用是通过拮抗P-gp的活性而实现的;但在非P-gp细胞中,也存在同样的增效作用,提示增效作用可能与P-gp无关〔36〕。后又有人研究了紫杉醇增效化疗的作用,也发现紫杉醇可有效加强DOX诱导的细胞毒性和PCD,这种作用与紫杉醇抑制PKC-α的质膜转运有关〔37〕。
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Malorni等〔38〕发现肿瘤坏死因子(TNF)可增加人淋巴细胞瘤CEM/VBL10和CEM/VBL100细胞株对药物的敏感性,这种作用与PCD有关。作者表明TNF-α是表达p170的MDR细胞有效的PCD诱导剂,可增强MDR细胞对PCD的敏感性;同时抗性细胞中还伴随着谷胱苷肽(GSH)的减少,从而使细胞的解毒功能降低。Bhalla等〔39〕也证明GM-CSF能通过刺激PCD途径加强阿糖胞苷(AraC)对AML的疗效。
利福霉素(rifampicin)是一种抗结核药,新近研究发现它可增强呲喃阿霉素(pirarubicin)对具有抗蒽环类抗生素特性的P388细胞的毒性。这种增效作用与胞内药物积累有关,同时也与增强利福霉素诱导的PCD和G2/M阻断有关〔40〕。
Ramachandran等〔41〕发现DOX与泵阻断剂如维拉帕米(VRP)共孵育时,可增加DOX在抗性细胞P388/R84内的积累,同时还使抗性细胞易于发生PCD;此时mdr1或P-gp的表达均未见改变,但在凋亡过程中bcl-2发生了下调,此下调依赖于P-gp决定的胞内药物的滞留。结果说明标准MDR逆转剂VRP也可通过诱发PCD抑制基因bcl-2的下调来逆转MDR。总之,细胞凋亡与肿瘤的化学治疗和抗药性有密切联系,诱导肿瘤细胞凋亡已成为肿瘤化学治疗的新靶点,同时也是逆转抗药性的新途径,所以了解它们之间的相互关系具有特别重要的意义。
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收稿日期:1998-12-23;修回日期:1999-01-05, http://www.100md.com
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关键词:细胞凋亡;多药抗药性
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研究表明不少因素可抑制PCD,如细胞内在的存活因素,CSF类因子、NGF等;突变型p53、bcl-2、c-erB2/neu、bcr/abl、raf等凋亡抑制基因及其产物。这些因素的作用使细胞表现出对PCD的不敏感,也表现出对PCD诱导剂的抗性。McClay等〔3〕研究发现对三苯氧胺(Tamoxifen,TAM)抵抗的黑色素瘤细胞可以抵抗由TAM诱导的PCD,而敏感细胞不具备这一特异性。另外,抗药细胞也能抵抗由多种药物诱导的PCD。Robinson等〔4〕研究发现抗药细胞中抗药基因1(mdr1)产物的过度表达,可延迟细胞对多种化疗药物诱导的凋亡的敏感性。因为mdr1产物的过度表达与细胞内碱性化有关;而在某些细胞中,酸化是凋亡过程必要的一个因素,所以mdr1产物可维持细胞存活的内在离子环境。Palissort等〔5〕也发现HL-60/VCR可抵抗由非多药抗药性(MDR)系列药物诱发的PCD,可能的机制是bcl-2的过度表达和药物不能介导胞内pH的改变,而使细胞维持碱性化。可见,PCD和细胞的抗药性的确存在不同程度的内在联系。
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2PCD与抗药性的内在联系
2.1凋亡相关基因与mdr基因
2.1.1 p53基因与mdr1基因:mdr1基因是人类肿瘤的多药抗药基因,由它编码的P-gp糖蛋白的外排药物功能是导致肿瘤细胞产生多药抗药性的重要原因。p53基因可调节mdr1基因的表达。Chin等〔6,7〕将ras、突变型p53和人mdr1启动子CAT构建物共转染NIH3T3细胞,发现能激活mdr1启动子;其中ras的作用是非特异性的,而突变型p53的作用是特异性的。Strauss等〔8〕研究发现mdr1下游启动子含有野生型p53(wtp53)特异性结合位点,wtp53可特异性抑制mdr1下游启动子的激活,wtp53的突变即可解除这种抑制。Lin等〔9〕则证明了p53蛋白中第281位残基,即结合区(binding domain)的突变可特异性激活mdr1基因,并增强肿瘤的形成能力。可见,p53基因突变与mdr1过度表达和抗药性有密切关系。但也有相反结果的研究。Li等〔10〕发现wtp53可增加内源性p53贫乏的KBv200细胞mdr1表达,使细胞内ADM积累下降;但用ADM和VCR治疗后,转导细胞的抗药性反而降低,其机制是转导细胞对p53依赖的PCD更加敏感了。所以p53对mdr1的作用是促进还是抑制,还有待更深的研究。mdm2基因是p53基因的拮抗基因,其产物可和p53蛋白结合而使p53蛋白失活〔11〕。已有研究发现p53基因突变率很低的恶性肿瘤中,有高比例的mdm2的表达,它可抑制p53的转录,从而促进肿瘤的发生和发展〔12〕。mdm2基因可能与mdr1基因的活化有关,Kondo等〔13〕证明mdm2基因能诱导mdr1和P-gp在U87MG细胞中表达,能使细胞抵抗由VP16或DOX引起的PCD。
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2.1.2 其他癌基因与mdr基因:Chin等已证明了ras基因可非特异性地激活mdr1的表达,因为它还可增强鸡β-actin、RSV、SV40启动子的活性。Ras的活化和p53的突变一样,是肿瘤细胞最常见的事件,因此它们对mdr1的影响也就直接影响了肿瘤的MDR表型。
Kim等〔14〕用转染实验证明了N-末端一半缺失的C-raf突变子22W可强烈激活mdr1启动子,这种激活与mdr1启动子的-197~-136含热休克元件(heat shock element,HSE)上游结构的区域有关,而只含HSE下游结构的mdr1缺陷结构则不能被22W激活。PKA抑制剂H-87可阻断这一激活过程。结果说明raf突变子和PKA依赖的途径可控制mdr基因的转录,其机制可能与热休克蛋白的活性有关。
Bhushan等〔15〕发现敏感的KB细胞和小鼠S180细胞等接触MDR相关药物,如VCR后,其c-fosmRNA表达明显增加,同时细胞表现出抗药性。根据mdr1启动子含AP-1序列,并且c-jun过度表达的特征,作者推测c-fos可能和c-jun形成异二聚体,再与mdr1启动子特异性结合,调节mdr1的表达。
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此外,也有报道表明N-myc的扩增与mdr1的下调有关,尚待进一步研究〔16〕。1997年,Delaporte等〔17〕研究发现myc基因与mdr3的表达相关,转染了c-myc的抗性中国仓鼠肺癌DC-3F/9-OH-E细胞可部分逆转其抗药性,这种逆转与P-gp1无关而与P-gp3相关,因为转染了mdr3基因的抗性细胞可逆转相同部分的MDR表型。进一步研究揭示myc的表达可正向调节P-gp3,且这种调节是通过下调P-gp1的活性来实现的。
2.2凋亡相关基因与非mdr依赖的抗药性
2.2.1 bcl-2基因家族:bcl-2是最重要的凋亡抑制基因,很多研究发现它的高表达能明显抑制肿瘤细胞的PCD,导致肿瘤细胞对多种化疗药物耐受,而且这种bcl-2介导的抗药性与mdr1基因的</S>表达无关〔18〕。Lotem等〔19〕报道M1白血病细胞表达高水平的bcl-2可导致细胞对多种因素诱导的PCD不敏感,而显示出对不同药物的高抗性,这种抗性与mdr1基因的活性无关,只与bcl-2调节的PCD有关。雌激素可以通过胞内bcl-2的基因产物P26bcl-2来调节PCD,它可增强P26bcl-2的表达,而使bcl-2/Bax的比例改变,从而降低敏感细胞MCF-7对PCD的敏感性,相应增加了MCF-7对紫杉醇(taxol)的抗性〔20〕。此外,肿瘤对激素治疗产生抗性也可能与bcl-2的表达增高有关〔21〕。
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bcl-Xl是bcl-2家族中另一个PCD抑制基因,它的抑制机理可能是非bcl-2依赖的。Kuhl等〔22〕证明bcl-Xl可导致P388/SPR细胞的非典型MDR表型,即该细胞对阿霉素(DOX)、依托泊甙(VP-16)、topo酶Ⅱ抑制剂、长春新碱(VCR)等多种药物交叉抵抗。这种交叉抗性是由bcl-X导致的,转染人的bcl-Xl基因,可使P388表现出与P388/SPR一样的交叉抗性,证明bcl-Xl确实可导致对多种药物的交叉抗性。
2.2.2 突变型p53基因:p53基因的突变是人类肿瘤中最常发生的一种现象,几乎所有的主要组织中均可发生p53的突变。不同肿瘤类型及不同组织起源的肿瘤p53基因突变类型各不相同,主要是碱基置换,还有碱基缺失、染色体重排、基因插入等,这些变化都可导致正常p53基因产物的失活。p53蛋白是作为细胞周期G1检查点的蛋白起作用的,突变型p53蛋白则丧失这一功能,导致肿瘤细胞不能识别被抗癌药物损伤的DNA,而让其继续进入细胞周期,使肿瘤细胞产生对相应药物的抗性〔23〕。Giannios等〔24〕发现乳腺癌和卵巢癌细胞中bcl-2、HER2/neu和突变型p53或BRCA1高表达,这些遗传特征的改变可带来对化疗的抗性。考察其机制发现这种抗性主要与以上几种基因高表达使细胞对DNA损伤性药物诱导的PCD的敏感性降低有关。通过使用拮抗基因、野生型基因或反义核酸,可以逆转这种抗药性。
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2.2.3 Fas(CD95)基因:Fas/FasL信号传导系统是细胞凋亡信号传导的重要途径之一。Fas活化受损可导致细胞对PCD的不敏感,进而也表现出对相关药物的抗性。1997年,Friesen等〔25〕指出Fas/FasL的活化是药物诱导PCD的关键。对Fas抵抗和对DOX抵抗的白血病和成神经细胞瘤细胞可显示出对PCD的交叉抗性,且抗性细胞的Fas基因下调。在很多肿瘤细胞中,药物诱导PCD时可显示出FasL基因的上调,但是在此种抗性细胞中,这种上调完全被阻断,进而导致Fas/FasL活化不足而产生抗药性。这种抗药性与药物的吸收、排出及mdr1基因无关。结果说明完整的Fas/FasL系统在决定细胞敏感性上扮演了很重要的角色。
2.2.4其他基因:与肿瘤细胞抗药性有关的凋亡相关基因还有c-Ha-ras、C-erbB2等。Sabbatini等〔26〕将c-Ha-ras和C-erbB2基因共转染进P-gp阴性的MCF-7-10A细胞中,发现细胞可获得MDR表型。1997年,DiSimone等〔27〕发现ras转染的MCF-10A细胞较原亲本细胞更加抵抗顺铂(cisplatinum),同时GSTπ表达增高,而其他抗性机制,如mdr1、MRP、LRP等均未发现有变化,于是推论:ras基因转染可通过增加GSTπ的表达来诱导对顺铂的抗性。
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2.3凋亡相关基因与mdr基因共存的多机制抗药性
肿瘤细胞的抗药机制很复杂,往往几种机制可以共存于一种细胞中,相互作用,共同促进细胞对药物的抵抗。对凋亡的不敏感也能同经典的抗药机制如MDR、MRP、LRP、topo酶Ⅱ等共存。1997年,Huang等〔28〕认为P-gp、MDR或LRP是人急粒白血病(AML)细胞多药抗性的“近端机制”(proximal mechanism),而bcl-2bcl-Xl为其“远端机制”(distalmechanism),两种机制可以共同存在于HL-60各种抗性细胞中,且互相促进。Bosanquet等〔29〕也发现bcl-2和P-gp的表达密切正相关,共同决定了细胞对MDR诱导药物或PCD诱导药物的敏感性和抗性。Sonneveld等〔30〕认为临床上多发性骨髓瘤的抗药性机制可能包括P-gp、LRP和抑制PCD的bcl-2的高表达且3种机制合并可增强抗药性。Guo等〔31〕发现胰岛素样生长因子(IGF-I)可以促进MCLM结肠癌细胞的MDR表型,这种获得性抗药性与IGF-I促进细胞内mdr1、c-H-ras和锰超氧化歧化酶(MnSOD)的过度表达有关,从而细胞可以抵抗由细胞毒物质,如DOX、放线菌素D(ActD)、洛伐他丁(lovastatin)等引起的细胞凋亡或死亡而表达对它们的抗性。1997年,Liu等〔32〕发现转染了e-erbB2原癌基因的人乳腺癌细胞MDA-MB-435有高度表达的c-erbB产物p185,而且可通过非mdr1途径抵抗紫杉醇的毒性。进一步研究发现mdr1产物p170的特异性抗体C219可与p185产生交叉反应,提示两者有同缘序列。在此研究的基础上,Yu和Liu等〔33〕又发现p185和p170的同时高度表达可使MDA-MB-435抵抗taxol的毒性,两过程是独立的,但p170与p185协同可使抗性程度加大。
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3通过诱导PCD,逆转抗药性
对PCD不敏感,可导致肿瘤细胞对相关药物产生抗性;反之,抗药细胞也能相应抵抗药物诱导的PCD,所以通过诱导细胞的PCD,可逆转细胞的抗药性。蛋白磷酸化抑制剂okadaic酸(OKA)可以选择性地加强VCR对敏感型和MDR型细胞的毒性,考察其机制时发现OKA可通过抑制蛋白磷酸化破坏有丝分裂纺锤体的功能,使细胞易于发生凋亡〔34〕。Safingol是一种PKA抑制剂,能加强化疗药物诱导的PCD,并抑制P-gp磷酸化而部分逆转MDR〔35〕。三苯氧胺可增强紫杉特尔(docetaxel)G2/M阻断能力,即可以增强细胞对PCD的敏感性,这种增效作用是通过拮抗P-gp的活性而实现的;但在非P-gp细胞中,也存在同样的增效作用,提示增效作用可能与P-gp无关〔36〕。后又有人研究了紫杉醇增效化疗的作用,也发现紫杉醇可有效加强DOX诱导的细胞毒性和PCD,这种作用与紫杉醇抑制PKC-α的质膜转运有关〔37〕。
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Malorni等〔38〕发现肿瘤坏死因子(TNF)可增加人淋巴细胞瘤CEM/VBL10和CEM/VBL100细胞株对药物的敏感性,这种作用与PCD有关。作者表明TNF-α是表达p170的MDR细胞有效的PCD诱导剂,可增强MDR细胞对PCD的敏感性;同时抗性细胞中还伴随着谷胱苷肽(GSH)的减少,从而使细胞的解毒功能降低。Bhalla等〔39〕也证明GM-CSF能通过刺激PCD途径加强阿糖胞苷(AraC)对AML的疗效。
利福霉素(rifampicin)是一种抗结核药,新近研究发现它可增强呲喃阿霉素(pirarubicin)对具有抗蒽环类抗生素特性的P388细胞的毒性。这种增效作用与胞内药物积累有关,同时也与增强利福霉素诱导的PCD和G2/M阻断有关〔40〕。
Ramachandran等〔41〕发现DOX与泵阻断剂如维拉帕米(VRP)共孵育时,可增加DOX在抗性细胞P388/R84内的积累,同时还使抗性细胞易于发生PCD;此时mdr1或P-gp的表达均未见改变,但在凋亡过程中bcl-2发生了下调,此下调依赖于P-gp决定的胞内药物的滞留。结果说明标准MDR逆转剂VRP也可通过诱发PCD抑制基因bcl-2的下调来逆转MDR。总之,细胞凋亡与肿瘤的化学治疗和抗药性有密切联系,诱导肿瘤细胞凋亡已成为肿瘤化学治疗的新靶点,同时也是逆转抗药性的新途径,所以了解它们之间的相互关系具有特别重要的意义。
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收稿日期:1998-12-23;修回日期:1999-01-05, http://www.100md.com