高强度聚焦超声逆转K562/AO2细胞多药耐药的实验研究

摘要

背景：肿瘤细胞多药耐药性(Multidrug resistance，MDR)的产生，是目前肿瘤化疗失败的一个主要原因。耐药肿瘤细胞大多有P-gp(P-glycoprotein，P170 糖蛋白)蛋白的高表达，作为具有外排泵功能的P-gp蛋白能够能量依赖性地排出包括化疗药物在内的多种底物，对于细胞凋亡等多种细胞生物学行为也有一定的影响，研究 MDR的发生机制和有效的逆转MDR已成为肿瘤治疗急需解决的问题。传统的 MDR 逆转以抑制 P-gp 的药物为主，但是药物性MDR逆转剂的效率较低，而且毒副作用较大，临床应用难以达到有效的逆转浓度。因此，寻找一种高效、低毒逆转MDR的方法是十分必要的。 目的：研究高强度聚焦超声 (High intensity focused ultrasound -HIFU) 逆转K562/AO2 细胞MDR的效能，并与传统的MDR逆转剂维拉帕米(VRP)比较，初步探讨其逆转MDR作用机制，从而为克服肿瘤细胞MDR提供一种新的、有效的方法和思路。 方法：①超声剂量学研究：固定超声辐照时间或超声声强，应用不同声强或辐照时间的HIFU辐照K562、K562/AO2 细胞株后，应用荧光显微镜 Annexin V/PI 染色检测细胞的即刻以及48h凋亡情况，用台盼蓝、MTT 法检测HIFU对肿瘤细胞的抑制率，了解 HIFU 剂量-效应关系。②将对数生长期的K562、K562/AO<,2>细胞株分组为：阿霉素 (ADM)组、ADM 加 HIFU 辐照(剂量为 400W/cm<'2>×5s)组(HIFU组)、ADM 加维拉帕米组(VRP组)。各组分别用 MTT 法检测 K562、K562/AO<,2>细胞各组的抑制率，用流式细胞仪(FCM)检测各组细胞内的ADM浓度，PI染色观察DNA含量的变化，用 FCM 和荧光显微镜 Annexin V/PI 染色检测各组细胞的凋亡情况。③免疫组化检测各组P-gp、PDCD5表达情况，并用 Image-Pro Plus5.02 软件定量分析。 结果：①当辐照时间一定时(5s)声强越高肿瘤细胞存活率越低，当HIFU声强一定时(400 W/cm<'2>)细胞存活率随 HIFU 辐照时间延长而下降，HIFU 辐照剂量为400W/ cm<'2>×5s 时对 K562、K562/AO2 细胞的存活不产生明显影响，未观察到即刻和延迟的凋亡现象；②在K562细胞株中 HIFU、VRP 对细胞内 ADM 浓度没有明显影响，肿瘤细胞增值抑制率和凋亡率HIFU 组、VRP组、ADM组各组之间比较P均>0.05。在 K562/AO2 细胞株中HIFU、VRP 均能提高 K562/AO2 细胞内 ADM 浓度，HIFU 组、VRP 组与 ADM 组比较P均<0.01，HIFU 组与 VRP组比较差异无显著性(P>0.05)。HIFU 组、VRP组、ADM 组均能抑制 K562/AO2 细胞的增殖，HIFU 组、VRP组与ADM 组比较P均 <0.01，HIFU 组与VRP组比较差异无显著性(P>0.05)。HIFU组、VRP 组、ADM组均能使K562/AO2细胞发生凋亡，细胞周期分析S期细胞比例(SPF) 降低，降低幅度HIFU组、VRP组高于ADM组(P均<0.05)，HIFU 组与VRP组比较差异无显著性(P>0.05)。③免疫组化的Image-pro plus 分析发现：P-gp在K562/AO2 表达明显高于K562，HIFU 辐照 K562/AO2 细胞后 P-gp 表达明显降低。PDCD5 在 K562/AO2 表达明显低于K562，HIFU 辐照后K562/AO2 细胞PDCD5 表达升高。 结论：一定强度剂量的HIFU辐照耐药的肿瘤细胞可以提高化疗药物在耐药肿瘤细胞内的浓度，同时可以增强化疗药物对耐药肿瘤细胞的增值抑制率和凋亡率。HIFU 逆转 MDR的可能机理是增加了生物膜对于化疗药物的通透性、下调耐药细胞的 P-gp表达和上调PDCD5表达，从而改变了耐药肿瘤细胞的凋亡耐受状态，提高了耐药肿瘤细胞对细胞毒药物的敏感性，一定程度上逆转了MDR。虽然在效能比较上HIFU 与 VRP差异无显著性，但考虑到HIFU的无创、无毒、优良的体外可控性，可以认为HIFU是一种较为理想的MDR逆转方法。

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材料与方法

结 果

讨 论

结 论

附 图

参考文献

综述：肿瘤多药耐药逆转剂与高强度聚焦超声

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