ABCG2陽性肝癌側(cè)群細(xì)胞藥物外排特性的研究.pdf

1、肝細(xì)胞肝癌是世界上最為高發(fā)的惡性腫瘤之一，而且有超過半數(shù)患者在診斷時(shí)已經(jīng)處于疾病晚期而失去手術(shù)治愈的機(jī)會(huì)。目前晚期患者治療方案的選擇相當(dāng)有限，針對這些患者的藥物治療方案正在不斷地研究和試驗(yàn)之中。肝癌細(xì)胞對化療藥物的耐受性常常導(dǎo)致常規(guī)化療方案的失敗，而肝癌細(xì)胞高表達(dá)ATP—bindingcassette(ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白被認(rèn)為是腫瘤耐藥的主要原因之一。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白造成耐藥的主要機(jī)制是這些膜蛋白能夠借助ATP水解的能量，將細(xì)胞內(nèi)的多種藥物

2、分子主動(dòng)地“泵”到細(xì)胞外，使腫瘤細(xì)胞內(nèi)毒性藥物的濃度降低而逃避多種藥物的殺傷作用。ABCG2(或BRCP，乳腺癌耐藥蛋白)是在阿霉素耐藥的MCF-7乳腺癌細(xì)胞系中克隆得到的多藥耐藥基因，也是ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族的重要成員。既往研究已經(jīng)證實(shí)ABCG2參與多種腫瘤多藥耐藥的形成，而且在肝癌組織中亦能檢測到ABCG2的表達(dá)，但對ABCG2在肝癌耐藥中的確切作用和機(jī)制還沒有完全了解。 近年來ABCG2蛋白在腫瘤中的作用隨著側(cè)群(Sidep

3、opulation，SP)細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞研究的進(jìn)展而愈加受到研究者重視。SP細(xì)胞的顯著特點(diǎn)是能夠外排Hoechst33342染料而顯示為低熒光染色，這一細(xì)胞亞群最早在骨髓造血細(xì)胞Hoechst染色的流式細(xì)胞分析中被發(fā)現(xiàn)和定義。隨后研究發(fā)現(xiàn)，SP細(xì)胞不僅在正常組織中存在，而且在多種腫瘤中存在并具有腫瘤干細(xì)胞的特性。腫瘤干細(xì)胞通常在腫瘤中比例極小，卻具有類似干細(xì)胞特性，能夠保持自我更新，是腫瘤發(fā)生和復(fù)發(fā)的根源。ABCG2轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是Hoec

4、hst33342染料的外排泵，該蛋白的高度表達(dá)是SP細(xì)胞外排能力的基礎(chǔ)，同時(shí)也賦予SP細(xì)胞多藥耐藥的能力。 實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)證實(shí)SP細(xì)胞亞群存在于肝癌中，并提示這一細(xì)胞亞群可能是肝癌細(xì)胞致瘤能力和耐藥特性的根源。然而ABCG2表達(dá)和SP細(xì)胞亞群在肝癌多藥耐藥中的確切影響和功能調(diào)控，目前的了解還不夠充分，因此我們著力于深入地研究這些問題。在本研究中，我們采用較大樣本量的肝癌組織微陣列來檢測ABCG2在肝癌中的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)ABCG2在

5、肝癌組織中的表達(dá)水平呈現(xiàn)零散型集中表達(dá)和彌漫型大量表達(dá)等不同的亞型，而且臨床病理指標(biāo)分析提示彌漫型高表達(dá)ABCG2可能與肝硬化的基礎(chǔ)疾病密切相關(guān)。我們的結(jié)果提示ABCG2的表達(dá)并不一定局限于少量的“干細(xì)胞”亞群，而可能存在過度的彌漫型表達(dá)，而這一類型恰與肝癌組織的內(nèi)在性耐藥特性十分符合。我們進(jìn)一步在肝癌細(xì)胞系中研究ABCG2表達(dá)和SP細(xì)胞亞群的情況，發(fā)現(xiàn)肝癌細(xì)胞系中也同樣存在不同類型的ABCG2表達(dá)，而ABCG2的表達(dá)水平與各細(xì)胞系中S

6、P細(xì)胞亞群的比例及阿霉素的外排能力呈正相關(guān)。在ABCG2高表達(dá)的MHCC-97L肝癌細(xì)胞系中，我們發(fā)現(xiàn)SP細(xì)胞亞群的比例代表了細(xì)胞總體中具有外排活性的細(xì)胞數(shù)量，也能夠反映了ABCG2陽性細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)活力的變化。采用SP檢測和流式細(xì)胞分析術(shù)，我們觀察到血清刺激能夠增加MHCC-97L肝癌細(xì)胞系中SP細(xì)胞的比例，而且SP細(xì)胞亞群具有更高的PI3K/Akt通路活性。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)則發(fā)現(xiàn)采用藥物抑制或SiRNA干擾PI3K/Akt通路的活性能夠減少SP

7、細(xì)胞的比例。對MHCC-97L細(xì)胞SP及non—SP亞群進(jìn)行PI3K/Akt通路活性和ABCG2表達(dá)的研究之后，我們發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt通路活性與SP細(xì)胞中ABCG2的細(xì)胞內(nèi)定位相關(guān)，即PI3K/Akt通路可能通過改變ABCG2的亞細(xì)胞定位來調(diào)控SP細(xì)胞的外排能力。我們的發(fā)現(xiàn)提示抑制或干擾PI3K/Akt通路的活化，可以減弱ABCG2陽性細(xì)胞的藥物外排能力。我們在體外實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)LY294002和Rapamycin等PI3K/Akt/m

8、TOR通路抑制劑可以增強(qiáng)阿霉素對MHCC-97L肝癌細(xì)胞的殺傷作用，為Rapamycin等分子靶向藥物與傳統(tǒng)化療藥物聯(lián)合應(yīng)用于肝癌治療提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本研究更全面地提供了ABCG2在肝癌組織中的表達(dá)情況，強(qiáng)調(diào)了ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)水平對肝癌內(nèi)在耐藥特性的影響；而在MHCC-97L肝癌細(xì)胞系中的實(shí)驗(yàn)揭示了SP細(xì)胞ABCG2功能活性的變化以及PI3K/Akt通路對其調(diào)控的可能機(jī)制，為針對ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白外排活性的藥物治療策略提供了新的思路和初