靶向激活蛋白激酶PKR对白血病K562细胞增殖的影响及机制

摘要

背景与目的:由t(9;22)(q34;q11)导致的bcr-abl融合基因在慢性粒细胞白血病(chronic myeloid leukemia,CML)发病中起着重要的作用。本研究运用CML特异的bcr/abl融合基因的mRNA与外源重组反义RNA形成双链RNA(double strand RNA,dsRNA)能激活双链RNA依赖性蛋白激酶(double-stranded RNA-dependent protein kinase,PKR)的策略,研究其对白血病K562细胞增殖的影响及可能的机制。方法:将dsRNA类似物聚肌苷酸-聚胞啶酸(Polyriboinosinic Polyribocytidylic Acid,polyIC)、含bcr/abl融合基因序列40bp的逆转录病毒载体RV-40AS、RV-40AS+2-氨基嘌呤(2-aminopurine,2AP)和含绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的逆转录病毒载体RV-GFP作用于K562细胞,并以ECV304细胞作对照细胞株。通过细胞计数、MTT法和半固体集落形成实验检测其对细胞生长增殖的影响,用流式细胞仪检测处理前后细胞周期的变化,用Western blot法检测细胞内PKR、磷酸化PKR(phosphated PKR,p-PKR)、真核翻译启始因子2α(eukaryotic initiation factor-2α,eIF2α)、磷酸化eIF2α(phosphated eIF2α,peIF2α)蛋白表达的变化,用3H-亮氨酸掺入实验检测细胞总蛋白合成水平的变化。结果:polyIC对K562细胞和ECV304细胞生长和增殖均具有非特异性抑制作用,而RV-40AS仅对K562细胞具有特异性的抑制效应。PKR抑制剂能阻断RV-40AS对K562细胞的抑制效应。polyIC和RV-40AS作用K562细胞24h后,S期细胞减少[polyIC组(37.26±2.35)%,未处理组(58.53±5.42)%,P<0.05;RV-40AS组(31.48±3.65)%,未处理组(58.53±5.42)%,P<0.05],G0/G1期细胞增多[polyIC组(50.97±2.18)%,未处理组(36.44±4.20)%,P<0.05;RV-40AS组(57.47±3.61)%,未处理组(36.44±4.20)%,P<0.05]。polyIC处理K562细胞组、ECV304细胞组以及RV-40AS处理K562细胞组的p-PKR和p-eIF2α蛋白表达显著上调,且总蛋白合成水平下降[RV-40AS处理的K562细胞组(3.5±1.9)cpm/ng,未处理组(26.8±2.6)cpm/ng,P<0.05]。结论:外源重组反义RNA与bcr/abl融合基因的mRNA形成的dsRNA可通过激活PKR而抑制K562细胞的生长增殖,其机制是通过活化的PKR使蛋白合成启始因子eIF2α磷酸化,从而阻断细胞内蛋白合成的启动,及阻止细胞周期进程来实现。