miR15b对K562/a02细胞增殖凋亡及耐药性的影响

2021-01-08张梦涵薄海美刘牧

世界最新医学信息文摘 2021年43期

张梦涵，薄海美，刘牧

(华北理工大学，河北唐山 063000)

0 引言

近20年来，随着细胞遗传学和分子生物学技术的应用和发展，一系列与白血病发生、发展及预后相关的基因、受体、细胞内关键物质等相继被发现，使得分子水平的靶向治疗以及以这些靶向为目标的新型药物的研发日益成为研究的热点。现在我们的医疗行业更加注重循证医学、精准医学，而不是过去的经验主义，只有这样我们才能更好的把握疾病的病因及其可能发展的走向。DNA/RNA基因、蛋白、生物体，一步步影响着疾病的发展。本综述内容涉及K562/a02细胞的耐药机制，为临床减少治疗白血病耐药性提供靶向帮助及耐药机制的参考。为临床白血病的治疗带来希望，减少白血病的耐药及复燃，减轻病人的经济、家庭及社会负担。

1 K562/a02细胞增殖凋亡及耐药性

1.1 K562/a02细胞与白血病的关系

K562细胞来自慢性髓性白血病患者的淋巴母细胞，也是第一个体外培养的人髓性白血病细胞系，在白血病发病机制研究、药物靶标和治疗等方面具有广泛的应用和作用，有研究表明TGF-β可诱导K562细胞增殖[1]。而K562/A02是K562的耐药株。李秀军研究发现[2]抑制白血病耐药细胞K562/a02增殖，并通过诱导K562/a02细胞的凋亡可发挥逆转多药耐药作用。

1.2 miRNA与K562/a02细胞关系

近年来，越来越多的研究证据表明，miRNA 基因的突变或miRNA 表达失调与多种人类癌相关，miRNAs能够发挥促癌或抑癌功能，参与不同类型癌的发生发展[3-4]。有研究发现在过表达miR-150的K562细胞中，c-Myb的mRNA水平没有明显改变，蛋白水平则显著下降，说明miR-150可以特异性抑制K562细胞内c-Myb蛋白水平的表达，可以显著抑制K562细胞的增殖，对K562细胞周期的运行也具有明显抑制作用[5]。孙玲研究[6]发现，miR-543可靶向Wnt蛋白，抑制Wnt信号通路活性，从而抑制K562细胞的增殖，增加细胞的凋亡。miR-132是目前比较公认的抑癌性miRNA，转染miR-132类似物后，K562细胞增殖能力减弱，凋亡增加，其机制可能是通过激活SRIT1/P53凋亡通路，促进相关凋亡蛋白表达，扰乱细胞促凋亡蛋白和抑制凋亡蛋白之间的平衡，从而使细胞凋亡增加[7]。

1.3 ABCC5与K562/a02细胞关系

与白血病耐药相关的ABCC亚家族成员中，ABCC1与ABCC2结构功能很类似，具有转运GSH结合物的泵功能，与顺铂和阿霉素耐药相关；ABCC2和ABCC3/MRP3与甲氨蝶呤耐药相关；ABCC4/MRP4与6-巯嘌呤和巯鸟嘌呤耐药有关；ABCC4在ALL中有表达，并且36%的ABCC5/NRP5与ABCC4有同源性，参与了ALL患者的巯嘌呤耐药性[8]。在伊马替尼耐药株细胞系K562-R中证实，ABCA2可以抑制耐受伊马替尼的化疗效果，主要是通过抑制细胞内Wnt和MEK等信号通路来实现[9]。重组腺病毒Ad-siABCG2沉默，ABCG2基因表达可增加K562细胞对ADM和DNR的敏感性，表明 ABCG2基因表达可导致K562细胞产生多药耐药[10]。

1.4 K562/a02细胞主要耐药机制

(1)耐药细胞过表达跨膜转运蛋白，导致胞内药物浓度降低是产生耐药的主要原因，如P糖蛋白(P-glycoprotein，P-gp)是MDR基因编码的跨膜糖蛋白，属于ATP结合盒式转运蛋白，可将化疗药物转运至膜外。肿瘤细胞膜P糖蛋白过度表达，通过其药物外排作用将药物泵出细胞外，胞内药物浓度下降，导致多药耐性[11]；(2)凋亡基因的异常，细胞凋亡是在基因调控下的一种细胞自我消亡，是人体组织器官发育中细胞清除的正常途径，当细胞凋亡受到抑制或阻断时，细胞没有正常凋亡，继续增殖就容易诱发突变。隋晶蕊研究[12]发现寡霉素可通过线粒体途径诱导K562/A02细胞的凋亡；(3)药物作用靶点的改变，如产生多种耐药的靶点蛋白，如BCR/ABL基因P-loop区域、活化P-loop区域及羧基末端区域突变，将导致BCR/ABL激酶结构的改变，破坏其与TKI类药物的结合，进而使其再激活而产生耐药作用，也产生多药耐药 (MDR)。贾祝霞研究发现[13]耐药白血病细胞内p-STAT3水平升高，导致细胞表面NKG2D配体的表达降低，从而逃避了免疫细胞的识别和杀伤，这可能是耐药白血病细胞在体内持续残留的重要原因之一。也有研究发现耐药机制可能涉及过度激活的PI3K通路，通过诱导NF-κB核转录、激活STAT3通路，进而上调细胞上P糖蛋白的功能与表达，最终介导肿瘤多药耐药产生[14]。

2 MiR15b作用机制

2.1 miRNAs功能

微小RNA是一类19～25个核苷酸构成的非编码小RNA，主要通过结合下游靶基因mRNA的3'UTR区，从而导致靶基因mRNA降解，抑制蛋白的翻译。MiRNA通过调控基因的表达，参与细胞增殖、分化、凋亡、衰老等多种生物学行为[15-16]。在肿瘤细胞的侵袭转移、多药耐药方面也起到了重要作用[17-18]。MiRNA对造血干/祖细胞自我更新能力的维持、造血细胞的分化、细胞周期的调节等过程，发挥了重要作用。MiRNA可以影响血管内皮细胞增殖、凋亡[19]。在恶性肿瘤的发生发展中也发挥作用[20]。MiRNA中的多数具有和其他参与调控基因表达的分子一样的特征，在不同组织、不同发育阶段中miRNA的水平有显著差异，这种miRNA表达模式具有分化的位相性和时序性(differential spatial and temporal expression patterns)，提示miRNAs有可能作为参与调控基因表达的分子，因而具有重要意义。MiRNA在人的多个主要组织和多种细胞中均起到重要作用，通过调节miRNA，可以抑制肿瘤细胞的增殖，促进肿瘤细胞的凋亡，影响肿瘤细胞的侵袭、转移、预后、多药耐药，起到更好的治疗效果。韦杰合研究[21]发现，miR-218-5p可以与WNT2B结合，miR-218-5p表达的增加抑制骨肉瘤细胞143B中WNT2B的蛋白表达水平，从而抑制骨肉瘤细胞增殖。MiRNA-184在胶质瘤组织中明显低表达，与胶质瘤的发生发展密切相关，过表达miRNA-184可以减少肿瘤细胞的增殖，增加肿瘤细胞的凋亡[22]。上调miR-145可减少白血病细胞的增殖，并增加细胞凋亡，其机制可能与PI3K/AKT信号通路受到抑制有关[23]。MiRNAlet-7a能显著抑制HMGA2的mRNA和蛋白表达，进而显著抑制喉癌细胞的增殖[24]。MiR-449a/b的低表达参与了胃癌的发生、发展过程，并且miR-449a/b能抑制胃癌细胞增殖[25]。MiR-8085在膀胱癌中表达降低，过表达miR-8085可通过干扰TOP2A基因的表达，抑制膀胱癌细胞的增殖能力[26]。MiRNA-196b可能通过靶向抑制IGF2BP1的表达，抑制肝癌HepG2细胞的增殖并促进其凋亡[27]。MiRNA成员中的miRNA-145是一种癌细胞抑制基因，可调控多种目的基因[28]，通过抑制肿瘤细胞分裂、转移等而控制肿瘤的发展[29]。有研究发现，与正常肺上皮BEAS-2B细胞比较，非小细胞肺癌细胞A549中miRNA-145的相对表达量较低，上调其表达能够抑制A549细胞增殖，促进细胞凋亡，增强放射敏感性[30]。MiRNA-145低表达也可能与卵巢癌的发生发展有关，过表达miRNA-145能够抑制卵巢癌细胞株的增殖、迁移和侵袭，miRNA-145可以作为治疗卵巢癌的新靶点[31]。有分析表明，miR-345-5p在前列腺癌患者血清中的表达较高，能够对前列腺癌细胞产生影响，高表达miR-345-5p与前列腺癌患者预后不良相关，miR-345-5p可以促进前列腺癌细胞增殖与侵袭[32]。MiR-373表达下调可显著抑制皮肤鳞癌细胞的增殖，促进细胞凋亡，其凋亡诱导作用可能与caspase-3活性升高有关[33]。MiRNA-223-3p在胃癌组织中高表达，下调miRNA-223-3p表达能抑制细胞增殖和迁移，促进细胞凋亡，其作用机制与JAK2/ STAT3信号通路的调节有关[34]。将miR-106a-5p mimics或siPTEN转染至K562细胞，随后用Pae处理，研究发现过表达miR-106a-5p或抑制PTEN表达可逆转Pea对白血病细胞增殖、凋亡的影响，Pea通过下调miR-106a-5p/PTEN信号通路蛋白抑制白血病细胞增殖，促进其凋亡[35]。特定miRNA的异常表达会影响细胞相关蛋白的表达、抗肿瘤药物与靶点的结合以及凋亡相关途径从而引起耐药，miRNA介导的基因表达的下调与肿瘤的发生、转移和肿瘤对治疗的反应有关，miRNA的异常导致了乳腺癌耐药的发生[36]。多种miRNA在乳腺癌中表达异常，与放疗抵抗和多重耐药有关[37]。有研究结果显示，miR-135a-5p在胰腺癌细胞中低表达，上调胰腺癌细胞中miR-135a-5p的表达水平，可以抑制肿瘤细胞增殖、迁移，提高顺铂敏感性，说明miR-135a-5p在胰腺癌中具有重要的作用[38]。上调miRNA-506能逆转A549/DDP细胞对顺铂的耐药，这一过程可能通过miRNA-506调控多药耐药蛋白和凋亡相关蛋白实现[39]。

2.2 miR-15b的位置

在ATRA治疗 APL的过程中，miR-15b的表达量急剧增加。miR15b定位于3号染色体，在人的各个主要组织和多种细胞中均有表达，其中包括免疫系统的T淋巴细胞、B淋巴细胞、单核细胞，循环系统的网状红细胞、血小板、粒细胞。有研究表明沉默恶性黑色素肿瘤中的miR-15b表达后，细胞迁移距离、细胞转移和侵袭能力均受到显著抑制[40]。

2.3 miR-15b的功能

靶基因集合功能富集于蛋白激酶活性、GTP结合蛋白调控等分子功能，蛋白氨基酸磷酸化、细胞周期调控等生物学过程，提示miR-15b可能在这些生物学过程中发挥了重要功能。孙文阳研究[41]发现miR-15b在细胞增殖、凋亡等过程中发挥重要作用。黄宝和研究[42]发现随着神经功能缺损评分增加，患者血清中miR-15b表达量升高，而VEGF、Ang-2浓度降低，说明miR-15b表达可能与神经功能缺损严重程度有关。

3 靶基因mRNA降解对ABCC5的影响

3.1 ABCC5功能

ABCC5是ABCC (ATP-bindingcassette transporter family class C，ABCC) 蛋白转运体家族的成员，介导众多内源性代谢产物和外源性药物从细胞内向外转运。张鹏研究发现[43]ABCC5与培美曲塞对乳腺癌化疗耐药有显著相关性。转染ABCC4或者ABCC5可以减少肿瘤细胞内的药物浓度，增强肿瘤细胞对药物的耐受性。李汝平研究[44]发现ABCC5/MRP5基因在NK/T细胞淋巴瘤中的高表达，有可能提高了化疗的耐药性，降低化疗疗效，严重影响了预后。在临床研究中发现，长期使用顺铂治疗的患者，肺癌组织中ABCC5的mRNA水平明显增高[45]。经过化疗治疗的多形性胶质母细胞瘤患者，ABCC5表达水平较高的患者预后较差[46]。对5-Fu耐药的胰腺癌细胞中，只有针对ABCC5的RNAi可以逆转胰腺癌细胞对5-Fu耐药[47]。

3.2 miR-15b靶向ABCC5的机制

近年来发现miR-15b可以与CCNE1的3'UTR端结合，抑制下游靶基因CCNE1的表达[48]，并且与调控细胞周期的关键蛋白有关[49]。也有研究发现miR-15b能够与CDK4 mRNA 3'UTR结合，CDK4的蛋白表达水平降低[50]。推测miR-15b是通过结合下游靶基因mRNA的3'UTR区从而导致靶基因mRNA降解，抑制蛋白(ABCC5)的翻译，从而减少耐药。因为ABCC5是介导众多内源性代谢产物和外源性药物从细胞内向外转运，从而减少细胞内化疗药物浓度，可导致多药耐药。