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细胞膜ABC系统——“外排泵”

目前研究已知与MDR有关的ABC膜蛋白转运有多种(表1),其中最为重要和常见的是ABCB1、ABCC1和ABCG2,它们相关结构见图1,它们的生物学特点如下。

表1 ABC家族与耐药相关转运蛋白

表1 ABC家族与耐药相关转运蛋白

P-糖蛋白(ABCB1,Pgp)与MDR

1968年Kessel等最早通过逐渐增加药物浓度筛选出耐长春碱的小鼠P388白血病细胞系,该细胞同时与放线菌素D、长春新碱及柔红霉素均有交叉耐药。随后Biedler和Riehm在中华仓鼠卵巢耐药细胞中也发现了类似现象,并且首先提出了“多药耐药”的概念,从此揭开了MDR研究的序幕。

1976年Juliano与V. Ling等在耐秋水仙碱的中华仓鼠卵巢细胞中,发现MDR的产生是由于细胞内药物积聚发生障碍,此后的进一步研究证实细胞内药物积聚降低的同时,有一分子量约为170kD细胞膜蛋白过度表达,称之为P-糖蛋白(P-glycoprotein,Pgp),而亲代细胞无细胞内药物积聚减少,亦无Pgp过度表达,虽然后来的研究证明Pgp并非是简单的减弱细胞膜的通透性,但Pgp的发现却奠定了肿瘤多药耐药性的生物学基础。

 图1 部分ABC转运蛋白结构模式图

图1 部分ABC转运蛋白结构模式图

Pgp是一种浆膜大分子,由1280个氨基酸残基组成,其分子量约140kD,其翻译后修饰加上去的糖链约30kD,两者分子量为170kD,在不同的MDR细胞中,Pgp的N段与C段形成几乎对称的两部分结构,氨基酸序列也高度同源,共有12个疏水区在膜内排成6对,使Pgp镶嵌于膜内,在膜外侧的部分连接糖基,而膜内侧亲水区有两个核苷酸结合位点,表明Pgp是ATP结合盒蛋白超家族成员。

一系列的研究表明,肿瘤细胞耐药程度、胞内药物聚集程度与Pgp表达密切相关,用钙离子拮抗剂维拉帕米封闭Pgp可显著地抑制药物的外排作用,增加药物在胞内的聚集,同时可以极大地逆转细胞的耐药性,提高细胞对药物的敏感性,表明Pgp是一种能量依赖性药物排出泵,既可以与一些抗肿瘤药物及其他药物结合,又有ATP结合位点,Pgp一旦与抗肿瘤药物结合,通过ATP提供能量,将药物从细胞内泵出细胞外,药物在细胞内浓度就不断下降;药物的细胞毒作用因而减弱或完全丧失,出现耐药现象。

在明确了多药耐药与Pgp的关系以后,人们的兴趣转向了MDR基因的研究,1983年Grund等对MDR细胞的细胞遗传学研究发现,高度表达Pgp的MDR细胞中常有双微体(double minute chromosome,DM)和同源染色区(homogeneous staining region,HSRs),这个染色体异常是基因扩增的遗传学特征,提示MDR可能和基因扩增有关,促进了耐药基因分子水平的研究。1984年Roninson等首先用凝胶内DNA复性技术,在两个不同来源的仓鼠MDR细胞中发现一150kb的DNA扩增序列,进而从扩增序列中克隆出1. 1kb的DNA片段,此片段的扩增水平和细胞耐药程度有关。此后(1986年)用仓鼠MDR细胞系扩增序列作探针,从人MDR细胞中克隆出与之同源的基因组DNA序列,称之为mdr1基因。几乎与此同时,Ling等从仓鼠MDR细胞系的cDNA文库中分离出600bp编码Pgp的cDNA序列,用此cDNA作探针进行分子杂交证明,Pgp基因属于MDR基因家族。

迄今为止已经证明:人类MDR基因家族包括mdr1mdr2,其中mdr1位于第7号染色体q21. 1,为有功能耐药基因,mdr1由28个外显子组成,含有一个开读码框架(第179~3840bP之间),起始密码为ATG,转录产物为4. 5kb的mRNA,在MDR细胞中高度表达;而mdr2其染色体位置与mdr1相邻,为无功能耐药基因,但它常与mdr1基因一起扩增,与mdr1具有高度同源性,其表达水平和细胞的耐药性无关。不同种属的mdr基因序列具有高度同源性,反映了MDR在进化过程中高度的保守性,提示该基因可能具有重要的生理功能。

用克隆的mdr1基因cDNA转染研究为明确mdr基因与MDR的关系提供了可靠的证据。1986年 Shen等将从人MDR细胞提取的DNA转染药物敏感的小鼠细胞可使其转变成MDR细胞,而如果接受来自药物敏感细胞的DNA则小鼠细胞仍为药物敏感型,这些研究虽然提示mdr基因的转染与MDR表型有关,但是不能确定哪一类mdr基因赋予细胞MDR表型。Gros(1986)等用小鼠mdr1 cDNA转染药物敏感细胞,可获得MDR转染细胞系,表明是mdr1基因本身而不是相关基因起着MDR作用,同样Ueda等的研究也证实了这一点。

MDR细胞株无论在肿瘤耐药相关基因和表达蛋白的研究还是在寻找逆转新途径方面都有重要意义。我们用阿霉素(ADM)诱导K562细胞,建立了一株多药耐药细胞株K562/A02。它表现出下列特性:

一、K562/A02的耐药谱

分别测定K562/A02 和K562对不同药物的IC50,以耐药细胞的IC50与敏感细胞IC50之比为耐药倍数,发现K562/A02细胞系的耐药谱:对ADM的耐药倍数为160倍,对与ADM的结构及药理特性相似(DNR)或不同的MDR药物(如VCR、HHT、VP16和AMSA等)都有程度不同的较强的耐药性,而对非MDR药物(如DDP、5-Fu、MTX和Ara-C)则不耐药或轻度耐药(表2),表现为典型的多药耐药表型。

表2 K562和K562/A02对不同种抗肿瘤药物的反应

表2 K562和K562/A02对不同种抗肿瘤药物的反应

*耐药倍数= 

 图2 K562和K562/A02分别孵育90分钟后,细胞内柔红霉素(DNR)浓度的变化

图2 K562和K562/A02分别孵育90分钟后,细胞内柔红霉素(DNR)浓度的变化

左峰为K562/A02右峰为K562

二、K562/A02细胞内药物浓度变化

K562/A02在用药物孵育60分钟后,细胞内柔红霉素(DNR)浓度仅为K562的1/3。3μM的Cy-A和10μM的Ver均能显著增加耐药细胞K562/A02对DNR的积累,Cy-A较Ver作用更强。它们分别增加200%和138%左右,但对K562细胞无作用(图2)。这表明肿瘤细胞耐药是以细胞内药物浓度降低为主要特征。另一方面,用Pgp逆转剂能明显地逆转Pgp外排作用(图3),也表明Pgp在MDR中起重要作用。

三、膜糖蛋白P-170检

测 用银染法检测发现K562/A02膜在170kD附近有一条带,表明Pgp表达阳性。而K562为阴性(图4)。这说明耐药肿瘤细胞内药物浓度的降低是由于Pgp的存在而引起的。

四、耐药基因的表达

用点杂交检测K562/A02 和K562细胞mdr1基因,发现K562/A02的mdr1基因拷贝数不增加(图5)。

K562/A02 RT-PCR扩增后电泳产生114bp作为内标的β2微球蛋白基因扩增产物和157bp的mdr1基因扩增产物,与mdr1 cDNA扩增产物相同,而mdr2 cDNA为阴性,而K562细胞只产生114bp 的β2微球蛋白扩增产物。这表明它没有基因扩增而是mdr1基因转录增加(图6)。

五、mdr1基因转染

为了进一步确证mdr1/Pgp在肿瘤多药耐药中的作用,我们用含有人全长mdr1 cDNA的反转录病毒载体pHaMDR1/A转移到包装细胞PA317采用磷酸钙沉淀法,PA317-HaMDR1/A1产生的病毒颗粒感染NIH3T3和K562细胞采用上清感染法和共培养法,获得了产反转录病毒的包装细胞PA317-HaMDR1/A1,用其转染NIH3T3和K562细胞的转染率分别为30. 4%和28. 3%,产病毒包装细胞PA317-HaMDR1/A1和被转染NIH3T3和K562细胞的基因组DNA中均已整合有外源性的mdr1 cDNA。

经PA317-HaMDR1/A1共培养的K562细胞,用3. 5ng/ml秋水仙碱筛选后挑取耐药细胞集落进行扩增,命名为K562/MDR1,其转染率为28. 3%。

 图3 K562及K562/A02细胞内DNR浓度

图3 K562及K562/A02细胞内DNR浓度

培养基中含DNR 2μM,90分钟时加Cy-A或Ver,上图为药物累积曲线,下图为药物外排曲线

 图4 K562及K562/A02细胞膜蛋白电泳图(银染法)

图4 K562及K562/A02细胞膜蛋白电泳图(银染法)

泳道1 K562/A02 泳道2 K562 泳道3分子量标准

 图5 mdr1基因组DNA的点杂交分析图

图5 mdr1基因组DNA的点杂交分析图

 图6 RT-PCR法检测K562及K562/A02细胞中mdr1基因表达

图6 RT-PCR法检测K562及K562/A02细胞中mdr1基因表达

1. Marker;2. mdr1 cDNA;3. mdr2 cDNA;4. K562及K562/A02;5. K562

用免疫组织化学法检测P-糖蛋白(Pgp)表达,结果表明被转染NIH3T3和K562/MDR1 Pgp染色较未转染的亲代细胞增强。

如表3所示,K562/MDR1细胞对阿霉素、柔红霉素、米托蒽醌、足叶乙苷、高三尖酯碱和长春

新碱交叉耐药,其耐药倍数为7. 8、8. 1、7. 0、2. 24、4. 86 和2. 27倍,各药物组中,K562/MDR1与K562的IC50比较均有显著性差异(P<0. 05),表示K562/ MDR1对多药耐药谱的药物具有耐药性,而对非多药耐药谱的药物阿糖胞苷无耐药性。

表3 K562/MDR1细胞耐药谱

表3 K562/MDR1细胞耐药谱

上述mdr1基因转染实验证明,mdr1扩增和由它编码的Pgp表达增加是肿瘤细胞产生多药耐药的原因。

此外用狭缝杂交法检测TopⅡ基因表达,发现TopⅡ基因表达明显低于K562细胞。谷胱甘肽- S-转移酶活性检测结果显示K562/A02和K562细胞GST含量分别为0. 372和0. 175nM/(min•107细胞),两者差异显著。在敏感及耐药的人肿瘤细胞中的端粒酶活性测定表明,耐药细胞K562/A02的端粒酶活性是增加的,并且除抗凋亡基因bcl- 2表达增加外,PKC活性也明显增加。

从以上结果可以得出结论,耐药表型是多基因的,它随诱导的药物、肿瘤种类、分化程度以及宿主微环境的不同,而表现一种或几种耐药基因同时表达。但目前能在临床证实跟一些肿瘤耐药相关的只有mdr1/Pgp。

Pgp主要分布在有分泌功能的肠上皮细胞、肾近曲小管细胞和肝胆管细胞膜,提示其通过外排泵参与机体内外源性毒物的清除。此外,发现在脑、睾丸和胎盘血管上皮细胞也有Pgp表达,可能与各种保护屏障有关,在肾上腺的Pgp可能参与内源性代谢物的转运。

近年来人们对mdr1/Pgp表达的临床意义也进行了深入研究,结果表明其在许多人体肿瘤组织均有不同程度的表达,根据肿瘤组织mdr1表达水平将肿瘤分为四类:①经常为高表达的未治肿瘤,如结肠癌、肾癌、肝癌和肾上腺癌等,这些肿瘤一半以上可以检测到mdr1的表达,一般对化疗不敏感;②偶尔为高表达的未治肿瘤,如急性淋巴细胞白血病、非霍奇金淋巴瘤和神经母细胞瘤,它们一般对化疗是敏感的;③很少有mdr1表达,即使有其水平也是很低的未治肿瘤,如乳腺癌和慢性粒细胞白血病,绝大多数对药物是很敏感,但非小细胞肺癌是耐药的;④经化疗后mdr1明显增高的复发肿瘤,如非霍奇金淋巴瘤、神经母细胞瘤和乳腺癌等,提示肿瘤化疗过程中获得性耐药和mdr1表达水平提高有关。

我们对200例白血病患者检测结果显示,Pgp-的患者90%对化疗敏感,完全缓解率达90%,而Pgp+的复发患者则90%发生耐药,因此Pgp+/Pgp-可作为预测白血病化疗效果的指标。对110例肺癌患者检测结果显示,Pgp-的患者的生存率显著高于Pgp+的患者。对31例乳腺癌患者检测结果显示,Pgp-的患者的无病生存期或总生存期都显著地比Pgp+的患者长。因此,mdr1/Pgp过度表达是有临床意义的(表4,表5)。

表4 MDR1的表达与化疗疗效之间的关系

表4 MDR1的表达与化疗疗效之间的关系

表5 化疗前后临床标本中MDR1基因的表达

表5 化疗前后临床标本中MDR1基因的表达

续表

续表

多药耐药相关蛋白(ABCC1,MRP1)与MDR

随着研究的不断深入,人们发现许多肿瘤的MDR并不总是伴随着mdr1基因表型的存在。1988 年McGrath等用阿霉素(ADM)诱导白血病细胞HL60,建立了一个多药耐药细胞系HL60/ADM,发现该细胞系无Pgp表达,但对ADM的耐受性比敏感细胞高出80倍,且对长春新碱(VCR)和放线菌素D (ACD)具有交叉耐药,表现为细胞内药物浓度下降,维拉帕米可使细胞内药物积蓄增加,最先提出了在MDR细胞中尚存在非Pgp介导的耐药机制。

1992年Cole等在用阿霉素诱导的多药耐药细胞系中发现,具有MDR表型的H69/AR和Hela/ ADM细胞,既没有mdr1基因扩增及表达增加,也没有Pgp过度表达;从H69/AR的RNA构建cDNA文库,用差异杂交和Northern印迹法检测到2. 8kb的cDNA,能与H69/AR细胞中7. 8~8. 2kb大小的mRNA杂交,这种mRNA在耐药细胞H69/AR比非耐药细胞H69高100~200倍;通过Southern印迹检测发现DNA水平也有扩增,且在没有Pgp表达的耐药细胞Hela/ADM中,这种mRNA表达也高出12~15倍,表明在这两种耐药细胞中存在另一种耐药基因,此基因被称为多药耐药相关蛋白基因(multidrug resistance-associated protein gene,MRP),该基因编码的蛋白为多药耐药相关蛋白(MRP)。1993年Zaman等在另一个非Pgp介导的小细胞肺癌耐药细胞系GLC4/ADM中,用RNA酶保护法也发现mrp mRNA水平比亲代敏感细胞GLC4高25倍,同时还有基因拷贝数的增加,从而证明MRP是与原有的Pgp所不同的新型耐药机制。

多药耐药相关蛋白也是一种糖蛋白,从其cDNA序列分析发现MRP由1531个氨基酸残基组成,蛋白质部分分子量为170kD,加上糖基部分分子量约为190kD。MRP和Pgp在一级结构上有15%的同源性,也有2个ATP结合位点,同属ATP结合盒膜转运蛋白超家族成员之一,也具有能量依赖的药物外输出泵功能。近年的研究证明其编码基因mrp定位于第16号染色体p13. 1,在其附近(16p11. 2)还有一个与MDR有关的基因,即编码PKC-β的基因,PKC-β可以通过磷酸化水平来调节Pgp(也许还有MRP)的转运活性;近年来还发现,另外一种与MDR有关的耐药蛋白-肺耐药相关蛋白(LRP)基因亦位于16号染色体上。

同样基因转染实验为MRP导致耐药提供了证据:1994年Kruh等将HL60/ADM细胞中获得的mrp cDNA转染NIH/3T3细胞,结果使该细胞也获得了MDR表型,对阿霉素耐受程度比敏感细胞提高了27倍。此后不久,Grant等用mrp cDNA转染Hela细胞,被转染的细胞表现出对ADM、VCR和VP-16的多药耐药性,进一步证实了mrp基因具有赋予MDR表型的能力。

虽然有了这些肯定的证据,但MRP的过度表达引起MDR的确切机制仍然不明确。Cole等报道在MRP转染细胞抑制ATP的合成,可使细胞内的药物浓度明显升高,说明其MDR机制是依赖ATP的。然而在H69/AR细胞系与敏感细胞H69相比,并无药物浓度积聚下降。同时也有研究发现阿霉素和长春新碱的光亲和类似物(photoaffinity analogue)不与细胞膜的MRP结合,两者的转运与MRP无关,表明MRP并非是一种简单的药物输出泵。1993年Jedlistscbky等发现在有MRP过度表达的HL60/ADM细胞膜囊泡中,对内源性谷胱甘肽耦合物白三烯C4的转运比敏感细胞提高了25倍,与另一底物S-(2,4-二硝基苯酚)谷胱甘肽的结果相似,说明MRP是一种能紧密结合谷胱甘肽S-耦合物的膜蛋白,并证实这种结合是依赖ATP的。因此,已有众多研究表明MRP既是一种能量泵,同时也是一种谷胱甘肽耦合泵(GS-X),能够清除包括化疗药物在内与谷胱甘肽结合的亲脂性复合物以及阴离子残基,从而减弱其细胞毒作用产生耐药性。此外,MRP的另一耐药机制可能是参与细胞质内囊泡的运输,引起药物亚细胞分布的改变,使药物在其靶点的有效浓度降低。

一系列研究表明MRP广泛分布于人体正常组织,其分布特点为:①MRP在上皮、内分泌及肌肉组织中表达水平较高;②MRP在粒细胞和T淋巴细胞中含量尤高;③MRP在上皮和内分泌组织主要分布于管腔面的顶端胞质内;④MRP几乎完全分布于胞质内膜系统。因此,MRP除具GS-X的转运泵外,也能将进入细胞内的化疗药物或在细胞内产生的有害物质排出胞外,起到保护作用。

同样根据MRP表达情况,也可将肿瘤分成三类:①MRP经常为高表达的肿瘤,如慢性淋巴细胞白血病;②MRP偶尔为高表达的肿瘤,如食道鳞癌、非小细胞肺癌和急性髓性白血病;③MRP表达显著低的肿瘤,如其他血液系统肿瘤、软组织肉瘤、黑色素瘤、前列腺癌、乳腺癌、肾癌、膀胱癌、睾丸癌、卵巢癌和大肠癌。由于MRP发现较晚,目前有关MRP 与MDR的研究大多局限于体外肿瘤细胞系,有报道显示MRP在非小细胞肺癌的MDR中占有重要地位,其在临床肿瘤耐药性的意义有待于进一步研究。

乳腺癌耐药蛋白(ABCG2,BCRP)与MDR

近年来人们一直在探索非Pgp介导的耐药机制,1998年,来自美国三个不同的实验小组相继报道了乳腺癌耐药细胞系存在一种新的肿瘤耐药相关蛋白,称之为乳腺癌耐药蛋白(breast cancer resistance protein,BCRP),也有人称之为米托蒽醌耐药蛋白(mitoxantrone resistance protein,MXRP)或ABCP(ATP-binding cassette protein)。1990年Chen等用Pgp抑制剂维拉帕米(VRP)筛选乳腺癌MCF-7对阿霉素的耐药,建立耐药细胞系MCF-7/ADMVp,表现出明显地与其他蒽环类和米托蒽醌交叉耐药,但对长春碱、紫杉醇和顺铂敏感。同时研究还发现MCF-7/ADMVP细胞并无Pgp和MRP过度表达,但与亲代细胞相比,细胞内蒽环类柔红霉素和荧光染料罗丹明蓄积明显减少;同时耐药细胞MCF-7/ADMVP亦未显示药物在细胞内分布的变化。进一步研究发现柔红霉素细胞内蓄积减少并不能被经典Pgp抑制剂环孢素所逆转,但ATP缺乏则能完全阻断柔红霉素和罗丹明的外排增加,提示在MCF-7/ ADMVP耐药细胞中存在一种新的ATP依赖的药物排出泵。

1998年Doyle等用RNA指纹分析(RNA fingerprinting)研究比较肿瘤耐药细胞MCF-7/ADMVP和亲代细胞MCF-7的mRNA表达的差异,结果发现在MCF-7/ADMVP中有一2. 4kb mRNA过度表达,其翻译一个633氨基酸残基的跨膜蛋白,即乳腺癌耐药蛋白。随后用全长BCRP的cDNA转染MCF-7细胞,结果同样导致对米托蒽醌、阿霉素和柔红霉素耐药,降低细胞内柔红霉素蓄积和滞留,在转染的克隆细胞中引起ATP依赖的罗丹明外排增加,进一步证实了BCRP能够在乳腺癌细胞中导致多药耐药。

从MCF-7/ADMVP耐药细胞mRNA构建的cDNA文库序列分析发现,它含有一个开放读框(ORF),编码一个633氨基酸的蛋白,至少与50个ATP结合盒膜转运蛋白具有同源性,尤其是与果蝇w基因同源的人PIR:GO2068蛋白,它含有638个氨基酸,同源性高达29. 3%,主要负责细胞内视黄素前体鸟嘌呤和色氨酸的转运。BCRP结构的最主要特点是只有一个ATP结合结构域和一个疏水性的跨膜结构域,这与典型的ABC转运蛋白明显不同,后者往往由两个同源部分组成,每个部分含有一个ATP结合结构域和一个跨膜的疏水区域,因此称BCRP为“半转运蛋白”(half transporter),推测其可能与本身或其他转运分子形成二聚体或多聚体而发挥功能。

BCRP高表达的正常组织包括胎盘、脑、前列腺、小肠、睾丸、卵巢、结肠和肝脏等。1999年Ross 和Hazlehurs等利用Northern和Southern印迹方法研究不同来源的肿瘤MDR细胞系,进行BCRP基因表达水平测定,结果发现:在乳腺癌MCF-7/Mitox、胃癌EPG85-257RNDV、结肠癌S1M1-3. 2、纤维肉瘤EPF86-079RNDV和多发性骨髓瘤8226/MR20等耐药细胞中均有BCRP过度表达,同时发现BCRP高表达与Pgp和(或)MRP表达无关。非常有趣的是,所有这些耐药细胞系绝大多数都是由米托蒽醌诱导的,最近也有人用抗肿瘤新药拓扑特肯(topotecan,TPT)诱导卵巢癌细胞IGROV1获得BCRP表型的耐药细胞,因此对拓扑特肯的耐药也引起人们的重视。

BCRP是继Pgp、MRP和LRP之后MDR研究中又一热门的耐药相关蛋白,已经引起人们的普遍关注,不过BCRP的认识才刚刚开始,还有许多重要问题没有解决:BCRP的基因定位与调控;BCRP的正常生理功能;BCRP在正常及肿瘤组织的表达;BCRP引起肿瘤耐药的机制;BCRP表达的临床意义及其逆转。因此,BCRP的研究值得注意与开展。

肺耐药相关蛋白与MDR

继1992年发现MRP之后不久,1993年Scheper等发现了一种新的肿瘤耐药相关蛋白,他们用阿霉素筛选人非小细胞肺癌细胞株SW1573得到MDR细胞SWI5732/R120,对阿霉素、Vp-16、VCR和短杆菌肽交叉耐药,但该细胞无Pgp表达,随后用其免疫Babl/c小鼠成功地制备出单克隆抗体LRP-56,它能与SWI5732/R120发生强阳性反应,而与亲代细胞SWI5732不发生反应。进一步研究将LRP-56与另外4 种Pgp阴性的MDR细胞:小细胞肺癌GLC4/ADM、乳腺癌MCF/Mitox、纤维肉瘤HT1810/DR4和多发性骨髓瘤8226/MR40作用,发现该单抗能与这些细胞中一种分子量为110kD蛋白质发生特异性免疫反应,因该蛋白最初在非小细胞肺癌中发现,故称之为肺耐药相关蛋白(lung resistant-related protein,LRP)。

1995年Scheffer等从纤维肉瘤HT1810/DR4耐药细胞的cDNA文库中分离出lrp基因cDNA,经cDNA测序分析显示lrp基因的开放阅读框由2688bp组成,推测其编码的蛋白质LRP分子量为100kD,由896个氨基酸组成。同年Slovak等用2. 8kb的全长cDNA探针,将lrp基因定位于16号染色体短臂上16p13. 1~16p11. 2区,进一步用原位杂交双荧光染色显示其精确定位于16p11. 2,距mrp基因约27nM,但两者极少同时扩增。从lrp基因推测其氨基酸组成分析,LRP与膜转运蛋白Pgp和MRP无相似性,LRP基因与黏菌和褐鼠中编码穹隆体主蛋白(major vault protein,MVP)的基因高度同源,并由此推断LRP就是人的MVP。

MVP是穹隆体的主要成分,而穹隆体是一种近年来才发现的一种新的细胞器,它是一种多亚基的核糖核蛋白颗粒,由分子量不同的4种蛋白质和多个拷贝的一段长140bp的RNA组成,其中MVP含量为最高,其分子量为104kD。穹隆体广泛存在于从黏菌直至人的多个物种中,含量丰富且高度保守,说明其在细胞生理过程中起重要作用:大部分位于胞质中的囊泡上,似与囊泡/溶酶体系统物质转运有关;少部分(5%)位于核孔复合物处,可能是核孔复合物的中心塞子或物质转运载体,在调控细胞核和细胞质物质的双向转运中起作用。

人们在研究中有趣的发现LRP能够介导对顺铂、卡铂和烷化剂等一些Pgp和MRP不能介导的药物的耐受,这些药物的一个共同特点是均以DNA为靶点,提示LRP可能通过核靶点屏蔽机制引起MDR。目前认为LRP可能通过两种机制引起MDR,一是它可使以胞核为靶点的药物不能通过核孔进入胞核,即使进入也在发生药效前被泵出核外;二是它可使胞质中药物进入囊泡呈房室性分布,并通过胞吐作用排出细胞外。上述推测已被一些观察所证实,在LRP表达的MDR细胞中,药物核质分布比率明显低于亲代敏感细胞,且有胞吐作用发生,并在胞吐囊泡中分离到化疗药物。但是Scheffer等用全长的LRP cDNA转染卵巢癌细胞获得LRP表达的细胞,对VCR、ADM和Vp-16的敏感性并没有明显变化,这可能是由于仅LRP一种基因转染不足以引起MDR,因为穹隆体含有多种组分,LRP引起MDR还需要其他组分的协助,也即LRP是以穹隆体完整的结构和功能为基础引起MDR的。

LRP在正常组织中分布具组织特异性,在那些经常接触外界毒物的组织中表达水平较高,尤其是在那些具有分泌或排泄功能的复层上皮或移行上皮中,如支气管上皮、肠道上皮及肾小管上皮等。与Pgp不同的是LRP在胆小管上皮没有分布,其分布特点提示LRP与Pgp一样亦具有保护功能。

LRP也广泛存在于多种肿瘤组织中,其在不同肿瘤中的表达水平客观地反映了不同肿瘤对化疗的敏感性,LRP在鼻咽癌、神经母细胞瘤和急性粒细胞白血病中为低度表达,在卵巢癌为中度表达,在大肠癌和肾癌中为高度表达,可见其表达水平与肿瘤细胞化疗耐药有关。最近有人研究LRP与体外化疗药物耐受的关系,发现在61种未经药物筛选的肿瘤细胞系中,LRP在体外预测MDR比Pgp和MRP都好,而且LRP还可延伸至非MDR相关药物铂类化合物的耐药。此外,也有资料表明LRP在初治急性髓性白血病和卵巢癌是一个影响化疗敏感性和预后的独立因子。

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