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编号:10237932
三尖杉酯碱对HL60和L1210细胞核DNA结构的影响*
http://www.100md.com 《川北医学院学报》 1999年第3期
     作者:梁素华 彭安 王永潮

    单位:梁素华 (川北医学院生物学教研室 南充 637007);彭 安 王永潮 (北师大细胞增殖与调控生物学开放实验室)

    关键词:三尖杉酯碱;DNA结构;HL6060细胞;L1210细胞;DBA/2小鼠

    川北医学院学报990301 摘 要 用国产抗肿瘤药物三尖杉酯碱处理HL60和L1210细胞,探讨药物对两种不同的白血病细胞以及在不同条件下培养的同种白血病细胞核DNA结构的影响。DNA凝胶电泳结果表明:(1)0.2μg/ml HT作用2 h的HL60细胞和HT作用2~24 h的L1210细胞有明显的DNA ladder。(2)HT处理6~24 h的HL60细胞、在DBA/2纯种小鼠体内培养的被HT处理不同时间的L1210细胞及所有对照细胞无DNA ladder。(3)HT处理24 h的HL60细胞和HT处理12 h的白血病小鼠体内的L1210细胞核DNA断裂成碎片,在琼脂糖凝胶上呈弥散状分布。
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    文章编号:1005-3697(1999)03-0001-03 中图分类号:R329.26 文献标识码:A

    Effects of harringtonine on the nuclear DNA structure in HL60 cells and L1210 cells

    Liang Suhua,Peng An,Wang Yongchao

    (North Sichuan Medical College;The Key Lab. of Cell Proliferation and Regulation Biology, Beijing Normal University)

    ABSTRACT The authors reported the nuclear DNA structure changes of the leukemic HL60 cells and L1210 cells induced by antitumor drug harringtonine(HT) at 0.2μg/ml and 20μg/mouse with different induction peridos (0 h,2 h,6 h,12 h,24h).The results of agarose gel electrophoresis of DNA showed the “DNA ladder”in HL60 cells induced with HT for 2 h and in L1210 cells induced with HT for 2~24 h, with no DNA ladder in HL60 cells induced with HT for 6~24 h and in L1210 cells induced with HT for 2~24 h in DBA/2 mice and in all the control, with DNA fragmentations in the HL60 cells induced with HT for 24 h and L1210 cells induced with HT for 12 h in the DBA/2 mice.
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    Key Words Harringtonine DNA structure HL60 cells L1210 cells DBA/2 mice

    三尖杉酯碱(Harringtonine,HT)是一种国产抗肿瘤药物。近年来发现HT对人类急性粒细胞白血病、急性单核细胞白血病和红白血病等有良好的疗效[1~6]。对P388、L1210、L615及L7212等小鼠的移植性白血病有明显的抑制作用[7~9]。我们以体外培养的HL60、L1210细胞以及L1210白血病小鼠为材料,研究了三尖杉酯碱对HL60及体内外培养的L1210细胞核DNA结构的影响。为临床提高白血病的化疗效果提供依据。

, 百拇医药     1 材料与方法

    1.1 动物饲养 健康纯种DBA/2小鼠(购自中国药品生物制品检定所实验动物中心)用奶粉、蛋糕、葵花籽及优质鼠饲料在无菌条件下饲养,体重在18~20g者用于实验。

    1.2 细胞系及其培养[10、11] 小鼠淋巴细胞白血病L1210细胞由中国科学院药物研究所籍秀娟教授惠赠 。人急性早幼粒细胞白血病HL60细胞由北京师范大学生物系细胞室冻存。HL60细胞和体外培养的L1210细胞均用含10%灭活小牛血清的RPMI1640培养基,在37℃、5%CO2的培养箱中培养。在DBA/2小鼠体内培养的L1210细胞按0.25ml/只瘤细胞悬液注射接种于小鼠腹腔内,一周后抽取腹水,用生理盐水释释(1∶3)后按0.2ml/只接种于其它实验鼠腹腔内,饲养5 d后加HT处理。
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    1.3 三尖杉酯碱诱导 体外培养的HL60细胞和L1210细胞培养至指数生长期时更换培养基加入终浓度为0.2 μg/ml的HT诱导,诱导时间分别为0 h、2 h、6 h、12 h、24 h。接种瘤细胞且饲养5d后的DBA/2小鼠按20 μg/只HT量注入小鼠腹腔内,药物作用时间同前。

    1.4 细胞总DNA提取[12] 用断髓法杀死小鼠,并将死鼠置入75%的酒精中浸泡5 min,再用无DNase污染的剪刀将死鼠腹部剪一小孔,用无菌巴斯德吸管抽取腹水于离心管中,无菌生理盐水漂洗,离心收集瘤细胞于1.5 ml eppendorf管中。离心收集体外培养的HL60和L1210细胞于eppendorf管中,DNA提取过程参照Martian的方法进行。加入Proteinase K 5μl(20μg/μl),加入裂解液300 μl(10mM EDTA,50 mM Tris-pH80,0.5% N-Laurogl sarcosine),50 ℃循环水浴处理1.5 h,加入RNase A 15 μl(10 mg/μl),50℃条件下继续处理30 min。加等体积TE(pH8.0)稀释,再加入等体积的酚:氯仿:异戊醇(25∶24∶1)抽提,离心收集上层水相。加入1/10体积3M NaAc、2倍体积的无水乙醇沉淀DNA。用一弯管小心勾出DNA沉淀置于另一eppendorf管中,70%乙醇漂洗,待乙醇挥发后每管加100 μlTE,于4 ℃溶解DNA沉淀,DU-50紫外分光光度计测定DNA含量。
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    1.5 琼脂糖凝胶电泳[13] 采用1.5%琼脂糖水平凝胶电泳,并在胶中加入终浓度为0.5μg/ml的荧光染料EB,DNA上样量为3.5 μg/孔,在1×TAE缓冲液中电泳,电泳结束后用紫外透射仪观察并摄片。

    2 结 果

    2.1 HT对HL60细胞核DNA结构的影响 图1显示,0.2μg/mlHT处理HL60细胞2 h,细胞核DNA发生明显的降解,电泳时出现清晰的“DNA ladder”(图1c),前方第一条带约为180~200bp,依次倍增。HT处理6 h后,DNA ladder反而减弱(图1D),HT作用延长到12 h,DNA ladder彻底消失(图1E),HT继续作用到24 h,部分瘤细胞核DNA随机断裂成碎片,电泳时DNA呈弥散状分布(图1F)。对照组瘤细胞不产生DNA ladder(图1B)。
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    图1 HL60细胞总DNA琼脂糖凝胶电泳

    A.Lambda DNA/Hind Ⅲ Markers B.对照组 C.HT处理2 h

    D.HT处理6 h E.HT处理12 h F.HT处理24 h

    2.2 HT对体外培养的L1210细胞核DNA结构的影响 图2显示,0.2μg/mlHT处理2~24 h的L1210细胞总DNA琼脂糖凝胶电泳时均有特征性的DNA ladder出现,但对照组瘤细胞无DNA ladder(图2B)。药物作用12 h的瘤细胞,DNA ladder最明显、清晰(图2E),药物作用24 h的瘤细胞DNA ladder最弱(图2F)。

    图2 体外培养的L1210细胞总DNA琼脂糖凝胶电泳
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    A.Lambda DNA/Hind Ⅲ Markers B.对照组 C.HT处理2 h

    D.HT处理6 h E.HT处理12 h F.HT处理24 h

    2.3 HT对体内培养的L1210细胞核DNA结构的影响 图3是在DBA/2小鼠体内培养的L1210细胞总DNA琼脂糖凝胶电泳结果。对照组(图3A)和药物处理不同时间的L1210瘤细胞均无DNA ladder出现,但HT处理12 h的瘤细胞核DNA随机断裂成碎片,在琼脂糖凝胶上呈弥散状分布(图3D)。

    图3 在DBA/2小鼠体内培养的L1210细胞总DNA琼脂糖凝胶电泳

    3 讨 论
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    3.1 细胞发生程序性死亡(programmed cell death PCD)或凋亡(apoptosis)的明显生化特征是核DNA降解成寡核小体片段,在琼脂糖凝胶电泳时表现出特征性的DNA ladder[12~18]。本实验结果表明0.2μg/ml HT能诱导体外培养的HL60和L1210细胞核DNA降解,电泳时出现DNA ladder。这是因为抗癌药物HT使瘤细胞内的一种Ca++/Mg++依赖性核酸内切酶活性增强,将染色体上核小体连接处的DNA切断成180~200bp的寡核小体片段,从而导致瘤细胞凋亡。

    3.2 同一浓度的HT在作用时间及培养条件完全相同的情况下,,诱导两种不同类型的白血病细胞凋亡的规律不完全相同。HT能在短时期内迅速诱导HL60细胞PCD,且细胞凋亡的高峰发生在药物作用2~2.5 h,之后随药物作用时间延长,HT对HL60细胞的杀伤作用增强,导致部分瘤细胞核DNA降解为碎片,HT继续作用到24 h,则表现为强烈的杀伤作用从而导致瘤细胞坏死。而方敏等人仅发现HT诱导HL60细胞PCD[5,6],这可能是观察时间太短的缘故。而HT对L1210细胞杀伤的药理效应则有别于HL60细胞,在实验时间范围内,HT诱导L1210细胞PCD持续的时间长,从2 h一直延续到24 h,核DNA降解的高峰出现在药物作用12 h。这一结果提示,同一浓度的抗肿瘤药物HT对两种不同类型的白血病细胞杀伤的规律存在明显的差异。
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    3.3 HT诱导HL60和L1210细胞PCD时,生化特征的出现先于核形态结构的变化,DNA ladder出现在药物作用2 h,而药物导致瘤细胞核形态结构发生明显变化则是在药物作用6 h之后[11,19]。然而,HT对在DBA/2白血病小鼠体内培养的L1210细胞核DNA的影响并不是先使大分子DNA在核小体连接处被切断成寡核小体片断,而是直接导致核DNA随机断裂成碎片。体内实验表明HT对L1210瘤细胞核DNA损伤的高峰仍然发生在HT作用12 h组。

    综上所述,0.2 μg/mL HT对体外培养的HL60和L1210细胞的杀伤作用表现在短期内迅速导致瘤细胞核DNA降解为寡核小体片段,从而诱导瘤细胞凋亡。但同一浓度的HT对两种不同的白血病细胞杀伤的规律存在明显的差异;同种抗肿瘤药物HT对不同环境条件下培养的同一种瘤细胞的杀伤规律也存在明显的差异。实验结果提示,HT不能诱导在DBA/2小鼠体内培养的L1210细胞凋亡,而是直接导致瘤细胞核DNA降解为碎片——细胞坏死(necrosis)。
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    *国家自然科学基金预研项目(1998145)、四川省教委重点课题

    参考文献

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    2 中国人民解放军187医院白血病研究小组.三尖杉酯类生物碱治疗白血病35例初步疗效分析.中草药通讯,1976;4:32

    3 中国人民解放军187医院.三尖杉酯碱治疗白血病72例疗效分析.中华医学杂志,1978;58(3):163

    4 全国三尖杉研究协作组.三尖杉酯类生物碱的临床研究.肿瘤防治研究,1976;1:12

    5 方敏,等.三尖杉酯碱诱导HL60细胞程序死亡.科学通报,1994;39(12):1125
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    6 李林,等.三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱诱导人早幼粒白血病细胞的程序死亡.药学学报,1994;29(9):667

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    10 梁素华,等.三尖杉酯碱对HL60细胞动粒蛋白B基因表达的影响.解剖学报,1998;29(2):190

, http://www.100md.com     11 梁素华,等.抗癌药物HT诱导小鼠淋巴细胞白血病L1210细胞凋亡的研究.四川大学学报(自然科学版),1998;35:132

    12 Martin S J.Immunol Letters, 1993;35:125

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    18 Michel A.H. Cell Res, 1992, 201:184

    19 梁素华,等.三尖杉酯碱对人早幼粒白血病细胞超微结构影响的研究.四川大学学报(自然科学版),1998;35:118

    (收稿日期:1999-07-16), 百拇医药