ABCG2陽性肝癌側群細胞藥物外排特性的研究.pdf

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

2、分子主動地“泵”到細胞外，使腫瘤細胞內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乳腺癌細胞系中克隆得到的多藥耐藥基因，也是ABC轉運蛋白家族的重要成員。既往研究已經證實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，但對ABCG2在肝癌耐藥中的確切作用和機制還沒有完全了解。 近年來ABCG2蛋白在腫瘤中的作用隨著側群(Sidep

3、opulation，SP)細胞和腫瘤干細胞研究的進展而愈加受到研究者重視。SP細胞的顯著特點是能夠外排Hoechst33342染料而顯示為低熒光染色，這一細胞亞群最早在骨髓造血細胞Hoechst染色的流式細胞分析中被發(fā)現和定義。隨后研究發(fā)現，SP細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胞的特性。腫瘤干細胞通常在腫瘤中比例極小，卻具有類似干細胞特性，能夠保持自我更新，是腫瘤發(fā)生和復發(fā)的根源。ABCG2轉運蛋白是Hoec

4、hst33342染料的外排泵，該蛋白的高度表達是SP細胞外排能力的基礎，同時也賦予SP細胞多藥耐藥的能力。 實驗研究已經證實SP細胞亞群存在于肝癌中，并提示這一細胞亞群可能是肝癌細胞致瘤能力和耐藥特性的根源。然而ABCG2表達和SP細胞亞群在肝癌多藥耐藥中的確切影響和功能調控，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在肝癌中的表達水平，發(fā)現ABCG2在

5、肝癌組織中的表達水平呈現零散型集中表達和彌漫型大量表達等不同的亞型，而且臨床病理指標分析提示彌漫型高表達ABCG2可能與肝硬化的基礎疾病密切相關。我們的結果提示ABCG2的表達并不一定局限于少量的“干細胞”亞群，而可能存在過度的彌漫型表達，而這一類型恰與肝癌組織的內在性耐藥特性十分符合。我們進一步在肝癌細胞系中研究ABCG2表達和SP細胞亞群的情況，發(fā)現肝癌細胞系中也同樣存在不同類型的ABCG2表達，而ABCG2的表達水平與各細胞系中S

6、P細胞亞群的比例及阿霉素的外排能力呈正相關。在ABCG2高表達的MHCC-97L肝癌細胞系中，我們發(fā)現SP細胞亞群的比例代表了細胞總體中具有外排活性的細胞數量，也能夠反映了ABCG2陽性細胞轉運活力的變化。采用SP檢測和流式細胞分析術，我們觀察到血清刺激能夠增加MHCC-97L肝癌細胞系中SP細胞的比例，而且SP細胞亞群具有更高的PI3K/Akt通路活性。進一步實驗則發(fā)現采用藥物抑制或SiRNA干擾PI3K/Akt通路的活性能夠減少SP

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

8、TOR通路抑制劑可以增強阿霉素對MHCC-97L肝癌細胞的殺傷作用，為Rapamycin等分子靶向藥物與傳統(tǒng)化療藥物聯(lián)合應用于肝癌治療提供了實驗依據。本研究更全面地提供了ABCG2在肝癌組織中的表達情況，強調了ABC轉運蛋白的表達水平對肝癌內在耐藥特性的影響；而在MHCC-97L肝癌細胞系中的實驗揭示了SP細胞ABCG2功能活性的變化以及PI3K/Akt通路對其調控的可能機制，為針對ABC轉運蛋白外排活性的藥物治療策略提供了新的思路和初