慢性粒细胞白血病(CML)是起源于骨髓多能造血干细胞的恶性克隆性疾病。分子靶向药物伊马替尼(IM)是BCR-ABL的酪氨酸激酶抑制剂,已广泛用于CML治疗,但由于耐药及不能清除白血病干细胞,IM不能治愈CML。我们前期的研究结果显示大黄素能抑制慢性粒细胞白血病K562细胞增殖及诱导细胞凋亡。PI3K、NF-кB信号转导通路可能参与大黄素诱导细胞凋亡作用。我们前期合成了大黄素衍生物- - - - 大黄素二正辛基季胺盐,具有比大黄素更好的抗肿瘤活性。在此基础上,本课题拟研究中药大黄素及其衍生物对CML干细胞增殖、凋亡的影响,与伊马替尼联用能否通过有效诱导白血病干细胞凋亡,从而清除恶性克隆,探讨其中涉及的PI3K信号转导通路的变化。为大黄素在今后慢性细胞白血病临床治疗上应用提供实验依据。
Emodin and derivatives;Chronic myloid leukemia;CML stem/progenitor cells;apoptosis;signaling pathway
本课题研究中药大黄素及其衍生物E-19对CML干/祖细胞增殖、凋亡的影响作用,及信号转导通路的变化。实验内容 1)CML干/祖细胞的分离与培养 采集8例临床确诊慢性粒细胞白血病患者(5例慢性期,3例急变期)骨髓或外周血,分离单个核细胞,用免疫磁珠(MiltenyiBiotec,Auburn, CA)分离LSC细胞(CD34+/CD38-),分选结束后,标记CD34-PE抗体、CD38-FITC抗体,检测分选流式细胞仪检测分选效率,同时以4个正常供者的外周血干细胞作为对照。采用无血清培养基SFEM培养。 2)大黄素及其衍生物E-19处理后检测细胞增殖、凋亡情况:MTT法、克隆形成实验、Annexin V-FITC法检测。 3) 检测细胞凋亡及与凋亡相关蛋白变化。 4)BCR-ABL蛋白及有关增殖、凋亡蛋白表达变化。 5)PI3K信号转导通路在大黄素及其衍生物作用于CML白血病干细胞过程中的变化。 实验结果 大黄素及其衍生物E-19抑制CML CD34+细胞增殖,且呈时效、量效关系。大黄素对CML CD34+细胞抑制作用明显强于正常造血干细胞,且对CD34+的抑制作用强于CD34-细胞,表明对CML干/祖细胞有较强的特异性。能够诱导CML CD34+细胞凋亡。大黄素及其衍生物E-19作用后 下调P210Bcr-Abl , p-P210Bcr-Abl ;检测凋亡相关分子caspase3的活性片段上调,PARP前体下调,活性片段上调,Bcl-2下调,Bax上调;下调PI3K/AKT信号通路AKT、ERK、p70及其磷酸化蛋白表达。结论 大黄素及其衍生物能有效抑制CML干/祖细胞的增殖、诱导凋亡。其作用机制可能是多方面的,包括下调P210Bcr-Abl 及磷酸蛋白,调节细胞凋亡相关蛋白,以及PI3K/AKT信号通路相关蛋白的表达。不足之处由于时间紧促,例数偏少。对其作用机制研究不够深入,实验中发现大黄素作用后Bcr-Abl mRNA表达无明显变化,但P210Bcr-Abl 蛋白的表达明显降低,推测其作用位点在蛋白翻译或修饰过程,这有待进一步研究。