改变细胞自噬水平对胃癌细胞顺铂耐药性的影响及分子机制研究

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目的探究胃癌细胞SGC-7901及其顺铂耐药细胞SGC-7901/DDP中自噬活性的差异和改变细胞自噬水平对胃癌细胞顺铂耐药性的影响,并探讨可能的分子机制。方法1.依维莫司及氯喹处理前后SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞中自噬相关蛋白的表达水平Western blot法检测SGC-7901及SGC-7901/DDP中自噬相关蛋白(Beclin-1、LC3Ⅱ、P62、Atg5及Atg7)表达的差异,并将两株细胞分别用自噬诱导剂依维莫司(everolimus,RAD001)及自噬抑制剂氯喹(chloroquine,CQ)处理后,比较两株细胞中自噬相关蛋白表达变化的差异。2.改变SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞自噬水平后细胞对顺铂敏感性的变化分别用自噬诱导剂依维莫司或自噬抑制剂氯喹处理SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞后,再用顺铂处理,采用平板克隆形成实验、CCK-8实验及流式细胞术检测SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞克隆形成能力、增殖活力及细胞凋亡情况。根据上述CCK-8结果分别计算抑制或诱导细胞自噬后顺铂对SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞的IC50;然后利用公式:耐药逆转倍数(RF)=药物联用组顺铂的IC50/顺铂单用组顺铂的IC50,计算耐药逆转倍数。3.改变SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞自噬水平后细胞对顺铂敏感性变化的分子机制分别用依维莫司或氯喹处理SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞后,再用顺铂处理细胞,提取细胞总蛋白,采用Western blot法检测细胞中自噬相关蛋白(Beclin-1、LC3Ⅱ、Atg5及Atg7)、凋亡相关蛋白(Bcl-2及Bax)、mTOR信号通路相关蛋白p-mTOR(Ser2448)、Raptor、p-p70S6K、p-Akt(ser473)及Akt的表达情况,以分析自噬对胃癌细胞顺铂耐药性影响的分子机制。结果1.胃癌细胞SGC-7901及其顺铂耐药细胞SGC-7901/DDP中自噬活性的差异(1)SGC-7901/DDP中Atg5、LC3Ⅱ的表达水平显著低于亲本细胞SGC-7901,P62及Bcl-2表达水平显著高于SGC-7901细胞(P<0.001),而Beclin-1及Atg7表达水平与SGC-7901细胞相比无显著差异(P>0.05)。(2)与未处理细胞相比,用依维莫司或氯喹诱导或抑制自噬后,SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞中自噬相关蛋白P62、Beclin-1、LC3Ⅱ、Atg5及Atg7的表达水平均有不同程度的升高(P<0.05)。2.改变细胞自噬水平对胃癌细胞顺铂耐药性的影响(1)分别与单独用顺铂处理的未转染或转染空质粒的SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞相比,两株细胞用依维莫司预先诱导自噬再经顺铂处理后细胞的克隆形成能力、增殖活力及细胞凋亡率无明显变化(P>0.05);SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞用氯喹及shRNA-Beclin-1质粒预先抑制自噬后,再经顺铂处理,细胞的克隆形成能力及增殖活力均显著降低,细胞凋亡率显著增加(P<0.001)。提示自噬在胃癌SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞中可能促进细胞生存。(2)SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞分别用氯喹(10、20和30μmol/L)预处理再经不同浓度梯度的顺铂处理后,计算耐药逆转倍数结果显示,SGC-7901细胞的耐药逆转倍数分别为1.73、3.12和8.32,SGC-7901/DDP细胞的耐药逆转倍数分别为2.36、5.01和13.87。提示用氯喹抑制自噬后细胞对顺铂的耐药情况出现逆转,且耐药细胞受自噬调控更为敏感。3.自噬对胃癌细胞顺铂耐药性影响的分子机制(1)与未处理SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞相比,两株细胞单用依维莫司处理后细胞中mTORC1相关蛋白p-m TOR(Ser2448)、p-p70S6K及Raptor表达水平略有降低(P<0.05);与顺铂处理细胞相比,用依维莫司预处理再经顺铂处理后的两株细胞中自噬相关蛋白(Beclin-1、LC3Ⅱ、Atg5及Atg7)表达水平略有升高(P<0.05),m TORC1相关蛋白p-mTOR(Ser2448)、p-p70S6K及Raptor表达水平略有降低(P<0.05),Bcl-2/Bax比率无明显变化(P>0.05)。(2)分别与未处理SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞相比,两株细胞单用氯喹处理后细胞中mTORC1相关蛋白p-m TOR(Ser2448)、p-p70S6K及Raptor表达水平显著降低(P<0.001);而与单用顺铂处理的SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞相比,用氯喹预处理再经顺铂处理后两株细胞中自噬相关蛋白Beclin-1、LC3Ⅱ、Atg5及Atg7表达水平显著升高(P<0.001);mTORC1相关蛋白p-mTOR(Ser2448)、p-p70S6K及Raptor表达水平及Bcl-2/Bax比率均显著降低(P<0.001)。提示用氯喹抑制自噬能够增强顺铂对SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞的凋亡诱导作用,其机制可能与氯喹引起的自噬蛋白堆积从而减弱mTORC1相关蛋白的活性有关。(3)分别与转染shRNA-NC组的SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞相比,两株细胞转染shRNA-Beclin-1后,细胞中Beclin-1及p-Akt(ser473)蛋白表达水平均显著降低(P<0.001);与转染shRNA-NC再经顺铂处理的细胞相比,SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞转染shRNA-Beclin-1后再经顺铂处理后,细胞中Beclin-1蛋白表达水平、p-Akt(ser473)/Akt及Bcl-2/Bax比率均显著降低(P<0.001)。提示用shRNA下调自噬蛋白Beclin-1的表达能够增强顺铂对SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞的凋亡诱导作用,其机制可能与shRNA-Beclin-1下调p-Akt(ser473)的活性有关。结论胃癌SGC-7901及SGC-7901/DDP细胞中自噬水平具有显著差异;用氯喹和shRNA-Beclin-1抑制自噬能逆转胃癌细胞的顺铂耐药性,其机制可能是氯喹抑制自噬引起自噬蛋白在胞内堆积从而下调m TORC1相关蛋白表达,而用shRNA-Beclin-1敲减自噬蛋白表达可下调p-Akt(ser473)蛋白表达。
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