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过氧化物酶体增殖物活化受体(peroxisome proliferators—activated receptor,PPAR)γ是一类由配体激活的转录因子,属于核激素受体超家族成员。激活的PPARγ与核内的维甲酸X受体结合形成异源二聚体,再与靶基因的启动子中PPAR反应元件相结合,调节靶基因的转录。PPARγ主要调控脂质代谢和脂肪细胞分化,也参与糖类代谢、细胞周期调节、炎症反应、动脉粥样硬化、细胞凋亡等病理生理过程。研究报道PPARγ激动剂对多种肿瘤细胞具有抑制细胞生长和诱导细胞凋亡作用,早期研究显示在许多血液细胞中可检测到PPARγ的表达,而且在人髓系和淋系白血病细胞中也可检测到PPARγ的表达。尽管大量资料显示PPARγ激动剂具有潜在的抗肿瘤作用,但具体作用机制尚不十分清楚。最初认为PPARγ激动剂是通过调节PPARγ介导的靶基因的表达来抑制肿瘤细胞增殖。然而近年来有研究表明,在一些肿瘤中PPARγ激动剂是通过PPARγ非依赖途径发挥抗肿瘤作用。
Toll样受体(Toll—like receptors,TLRs)是天然免疫反应中抵抗病原微生物入侵机体的第一道防线。至今已发现哺乳动物中TLRs家族有11个成员。每个TLR都可识别不同的病原相关分子模式(pathogen associated molecular patterns,PAMPs)。当病原体入侵机体后TLR特异性识别PAMP,通过髓样分化蛋白88、IL-1受体相关激酶、肿瘤坏死因子受体相关因子6等各种转接分子介导的信号转导途径发挥生物学效应。TLR2、4可分布于各种肿瘤细胞,参与肿瘤免疫监视,并对肿瘤的生长发挥作用。最近研究报道TLR2、4可以通过NF—к B途径调节干细胞的增殖与细胞凋亡。但TLR2、4在K562细胞中的表达尚未见资料报道。
目的:观察PPARγ激动剂罗格列酮(RGZ)联合拮抗剂GW9662对人慢性髓系白血病K562细胞增殖、细胞周期和凋亡的影响以及对PPARγ和TLR2、4表达的调节作用,探讨PPARγ途径在RGZ诱导K562细胞凋亡和生长抑制机制中的作用,并试图揭示TLR信号通路在PPARγ非依赖途径中的作用。
方法:采用人慢性髓系白血病K562细胞株为靶细胞,实验分四组:40μmol/LRGZ组、10μmol/L GW9662组、联合用药组(40μmol/L RGZ+10μmol/L GW9662)、对照组(未加药)。1.分别用不同浓度的RG2(20-80μmol/L)、GW9662(1,10μmol/L)、40μmol/LRGZ联合GW9662(1,10μmol/L)处理细胞24、48及72小时后,采用噻唑蓝(MTT)比色法检测各组细胞生长抑制作用。2运.用瑞氏—姬姆萨染色法油镜下观察各组48小时后细胞形态学改变。3.采用Annexin V/PI双染流式细胞仪分别测定各组24、48、72小时的细胞凋亡率。4.PI染色流式细胞仪分析各组72小时后对细胞周期的影响。5.RT—PCR法检测对照组PPARγ和TLR2、4表达水平,以及各给药组24、48、72小时对PPARγ mRNA表达的影响。6.采用直接免疫荧光法流式细胞仪检测各组48小时后对TLR2、4蛋白表达的影响。7.SPSS13.0软件进行数据统计处理,采用单因素方差分析,以P<0.05为统计学显著性意义标准。
结果:1.MTT结果显示:40μmol/L以上的RGZ组较对照组呈时间、剂量性抑制K562细胞的生长(P<0.05);1μmol/L GW9662组较对照组基本上无显著性差异;40μmol/L RGZ联合10μmol/L GW9662组较40μmol/L RGZ组更显著的抑制细胞生长(P<0.05)。2.瑞氏—姬姆萨染色油镜下观察,对照组可见K562细胞形态均一,胞膜完整,染色质分布均匀;40μmol/L RGZ组和10μmol/L GW9662组多可见细胞体积变小,出现空泡结构,染色质浓缩、边缘化等细胞早期凋亡的改变;联合用药组则可见细胞核裂解、出现凋亡小体等晚期凋亡的改变。3.FCM检测细胞凋亡结果显示:40μmol/L RGZ组和10μmol/L GW9662组较对照组差异有统计学意义(P<0.05);40μmol/LRGZ联合10μmol/L GW9662诱导K562细胞凋亡呈现时间依赖性,于72h时细胞凋亡率达50%以上,高于两种药物单用时的凋亡率。4.FCM检测细胞周期结果显示:40μmol/L RGZ组和10μmol/L GW9662组较对照组G0/G1期细胞的比例增高同时S期细胞比例降低,差异有统计学意义(P<0.05);联合用药组G0/G1期细胞的比例较单用药组有所升高。5.RT—PCR显示:较对照组相比,40μmol/L RGZ组呈时间性明显上调PPARγ表达,10μmol/L GW9662组对PPARγ表达无影响,而联合用药组PPARγ表达较单用RGZ明显下降。6.直接免疫荧光法显示:TLR2、4在对照组中表达的阳性细胞率分别为(7.91±0.53)%和(83.26±0.34)%;与对照组比较,48h联合用药组及单用RGZ、GW9662组TLR2表达的阳性细胞率升高,TLR4表达的阳性细胞率下降。
结论:1.10μmol/L GW9662不但不能拮抗RGZ对K562细胞的生长抑制作用,反而出现细胞毒性,更明显的阻滞细胞周期及诱导细胞凋亡,出现细胞凋亡时典型的形态学改变。2.RGZ对K562细胞的生长抑制及诱导凋亡作用机制与PPARγ的表达水平不相关,考虑存在其他的调节途径。3.TLR2、4在K562细胞中均有不同程度的表达,可能与白血病细胞凋亡密切相关,并可能在RGZ抗白血病中起作用,其详细作用机制尚有待于进一步探讨。