缺失突變型IκBα對白血病HL-60細胞凋亡和分化的影響及其機制.pdf

1、核因子κB(NF-κB)是細胞核內(nèi)一種非常重要的轉(zhuǎn)錄因子，在許多腫瘤細胞中均存在其異?；罨??；罨蟮腘F-κB，不僅可以調(diào)節(jié)細胞生長和增殖相關(guān)基因的表達，更重要的是，它還可上調(diào)細胞凋亡抗性分子基因的表達，從而使腫瘤細胞逃避細胞凋亡，成為腫瘤細胞生存的關(guān)鍵因素之一。由于在包括各種類型的急性髓系白血病(AML)原代細胞，白血病干細胞(LSC)以及白血病細胞株如HL-60細胞等在內(nèi)的多種類型的AML白血病細胞也存在持續(xù)活化的NF-κB。因此，

2、NF-κB的異?；罨徽J(rèn)為可能參與AML的發(fā)生與發(fā)展，這也意味著NF-κB很可能是靶向治療AML的一個潛在性靶分子。 NF-κB的活化受到多種因素的調(diào)控，其中，IκBα是NF-κB活化調(diào)控的一種主要抑制蛋白。通常情況下，IκBα與NF-κB結(jié)合而使后者以無活性的形式位于細胞漿中。當(dāng)細胞受到刺激后，IκBα分子第32位和第36位的絲氨酸被其激酶IKK復(fù)合物磷酸化，磷酸化后的IκBα又快速發(fā)生泛蛋白化。隨后，IκBα被蛋白酶體降解，

3、而NF-κB則與IκBα解離并曝露出其細胞核定位信號，從而進入細胞核，成為活化的NF-κB。很顯然，IκBα磷酸化和降解是NF-κB活化調(diào)節(jié)的關(guān)鍵步驟。因此，抑制IκBα的磷酸化和降解就有可能抑制NF-κB的活化，從而影響其生物學(xué)功能。例如，用各種突變型的IκBα(mIκBα)能夠抑制多種實體瘤細胞和白血病細胞NF-κB的活化并可引起細胞凋亡；用蛋白酶體抑制劑如MG-132可抑制AML患者LSC內(nèi)NF-κB的活化并引起細胞凋亡。然而，與

4、其它蛋白酶體抑制劑一樣，MG-132也并非為直接作用于NF-κB的特異性抑制物。而且，高濃度或較長時間(24小時以上)的使用MG-132對正常CD34<'+>細胞還具有毒性作用。顯然，使用蛋白酶體抑制劑來抑制NF-κB的活化并非為最佳的方法。另外，盡管已有通過應(yīng)用mIκBα來抑制白血病細胞內(nèi)NF-κB活化的研究報道。但是，在那些為數(shù)不多的幾個實驗中，通常采用的都是以腺病毒(Ad)5為基礎(chǔ)構(gòu)建的Ad載體(AdVec)系統(tǒng)感染而轉(zhuǎn)移第32位

5、和第36位絲氨基酸被非磷酸化丙氨酸替代的mIκBα到靶細胞的方法。然而，有研究發(fā)現(xiàn)，除了第32位和第36位絲氨酸外，IκBα分子其它部位氨基酸的磷酸化如第42位酪氨酸磷酸化也與NF-κB的活化有關(guān)。更重要的是，通過Ad5為基礎(chǔ)的AdVec系統(tǒng)感染轉(zhuǎn)移基因到造血早期細胞如造血干/祖細胞和白血病原始細胞可能比較困難。例如，有研究顯示，骨髓細胞以及一些惡性髓系細胞株對Ad5為基礎(chǔ)的Ad感染無反應(yīng)。因此，為克服這些不足之處，非常必要尋找其他的方

6、法。鑒于目前的研究現(xiàn)狀，本研究采用一種新型嵌合腺病毒載體系統(tǒng)即Ad5F35 AdVec系統(tǒng)感染的方法將缺失mIκBα cDNA轉(zhuǎn)移到HL-60細胞以探討該mIκBα對HL-60細胞凋亡和分化的影響及其作用的可能機制。 首先，通過逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)技術(shù)，本研究從高表達IκBα mRNA的鼻咽癌細胞株CNE2細胞內(nèi)擴增編碼缺失了IκBα分子氨基端包括NF-κB活化所需要的磷酸化位點在內(nèi)的第1～第70個氨基酸序列的

7、mIκBα cDNA即IκBαDN cDNA。然后，經(jīng)限制性核酸內(nèi)切酶消化、電泳回收和體外連接并通過中間載體pCR-Script<'TM>SK,(+)將IκBαDN cDNA分別克隆到真核生物表達載體pcDNA3.1(+)、逆轉(zhuǎn)錄病毒載體pCLXSN以及腺病毒穿梭載體pDC316內(nèi)。結(jié)果顯示，通過RT-PCR技術(shù)，從CNE2鼻咽癌細胞成功擴增到IκBαDN cDNA并將其分別重組到pcDNA3.1(+)、pCLXSN和pDC316載體，

8、從而構(gòu)建到重組pcDNA-IκBαDN、pCLX-IκBαDN和pDC-IκBαDN載體。DNA序列測定結(jié)果進一步證實，重組pcDNA-IκBαDN、pCLX-IκBαDN以及pDC-IκBαDN載體攜帶有未發(fā)生任何額外突變的IκBαDN cDNA并且其閱讀框架正確。 在構(gòu)建好上述含有IκBαDN cDNA各種重組載體后，本實驗進一步制備了攜帶有IκBαDN cDNA的重組Ad5F35 AdVec系統(tǒng)即Ad5F35-IκBαDN

9、 Ad。為有效轉(zhuǎn)移IκBαDN cDNA進入HL-60細胞，首先探討了重組Ad5F35 AdVec系統(tǒng)感染HL-60細胞的最佳條件。在此基礎(chǔ)上，將重組Ad5F35-IκBαDN AdVec系統(tǒng)感染HL-60細胞并通過流式細胞術(shù)，NF-κBDNA結(jié)合活性實驗、Western印跡和實時定量PCR技術(shù)分別分析其對 HL-60細胞凋亡和分化的影響以及轉(zhuǎn)染后HL-60細胞NF-κB活性，IκBα、細胞凋亡抑制蛋白-2(clAP-2)和X連鎖的凋亡

10、抑制蛋白(x-IAP)mRNA的表達。 結(jié)果顯示，重組Ad5F35-IκBαDN AdVec系統(tǒng)感染HL-60細胞48小時后，AnnexinV<'+>/PI。以及AnnexinV<'+>/PI<'+>細胞數(shù)為(22．53±2．999)％，而未轉(zhuǎn)染的HL-60細胞其AnnexinV<'+>/PI<'->以及AnnexinV<'+>/PI<'+>細胞數(shù)為(4.86±1.366)％，轉(zhuǎn)染重組Ad5F35-EGFP AdVec的HL-6

11、0細胞其AnnexinV<'+>/PI<'->以及AnnexinV<'+>/PI<'+>細胞數(shù)平均為(6.08±2.464)％。經(jīng)統(tǒng)計學(xué)學(xué)分析，轉(zhuǎn)染重組Ad5F35-IκBαDN AdVec的HL-60細胞與未轉(zhuǎn)染的HL-60細胞以及與轉(zhuǎn)染重組Ad5F35-EGFP AdVec的HL-60細胞其AnnexinV<'+>/PI<'->和AnnexinV<'+>/PI<'+>細胞數(shù)具有顯著差異，P值分別是P<0.001和0.001

12、002。但是，未轉(zhuǎn)染的HL-60細胞與轉(zhuǎn)染重組Ad5F35-EGFP AdVec的HL-60細胞其AnnexinV<'+>/PI<'->以及AnnexinV<'+>/PI<'+>細胞數(shù)無統(tǒng)計學(xué)差異(0.2

13、合活性分析結(jié)果顯示，感染重組Ad5F35-IκBαDN AdVec系統(tǒng)的HL-60細胞平均NF-κB DNA結(jié)合活2性為0.14活性單位，而未轉(zhuǎn)染或轉(zhuǎn)染重組Ad5F35-EGFP AdVec的HL-60細胞平均NF-κB DNA結(jié)合活性單位分別為0.43和0.35。Western印跡和實時定量RT-PCR結(jié)果顯示，感染了重組Ad5F35-IκBαDN AdVec系統(tǒng)的HL-60細胞IκBαDN的表達是增加的，其IκBα mRNA的表達水

14、平分別是未轉(zhuǎn)染和轉(zhuǎn)染重組Ad5F35-EGFPAd HL-60細胞的2.51和3.16倍。與此相反，轉(zhuǎn)染了重組Ad5F35-IκBαDNAdVec的HL-60細胞cIAP-2和xIAP mRNA的表達卻是降低的，其表達水平分別是未轉(zhuǎn)染和轉(zhuǎn)染重組Ad5F35-EGFPAdVec HL-60細胞的0.．49、0.48和0.42、0.45倍。這些結(jié)果表明，嵌合的Ad5F35 AdVec能夠有效介導(dǎo)IκBαDN cDNA在HL-60細胞高表達，