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目的:B淋巴细胞急性白血病(B-cell acute lymphoblastic leukemia,B-ALL)是一种B系淋巴细胞在骨髓内异常增长的疾病。有研究表明肿瘤坏死因子相关凋亡诱导的配体(tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligand,TRAIL)能诱导白血病细胞凋亡,而且对正常细胞无明显细胞毒性。但TRAIL的治疗也有三个主要的局限性:其体内半衰期较短,其肿瘤靶向疗效较差,以及对TRAIL单药治疗的耐药性。间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的出现为其提供了一个有用的工具。基于MSCs作为载体有可能提高TRAIL的稳定性,延长其在体内中的半衰期,将TRAIL传递到靶点,并克服对TRAIL的耐药性。基于上述背景和理论,本研究通过基因工程修饰MSCs使其在肿瘤微环境内持续表达并分泌可溶性TRAIL(soluble TRAIL,s TRAIL)蛋白。探究分泌s TRAIL蛋白的间充质干细胞对B淋巴细胞急性白血病的抑制作用。方法:通过Q-PCR检测了我们所购买的B-ALL细胞中TRAIL受体m RNA的表达水平。并检测了重组TRAIL(rh TRAIL)对B-ALL细胞增殖的影响。通过PCR、酶切和连接等方法构建慢病毒表达载体p LV-3Flag-TRAIL-Green Puro、p LV-3Flag-N-Green Puro(空载体对照),再经测序验证其正确性。将慢病毒表达质粒p LV-3Flag-TRAIL-Green Puro转染至293T细胞,收集培养上清,并通过PEG8000进行浓缩。使用浓缩后的慢病毒感染人脐带组织来源的MSCs,嘌呤霉素筛选后,使其稳定表达TRAIL。通过Western blot检测构建的MSCs-s TRAIL中TRAIL的表达。ELISA检测TRAIL在构建的MSCs-s TRAIL中的分泌水平。通过诱导MSCs分化和transwell,检测慢病毒感染后MSCs的干性和向Nalm-6细胞和Sup-b15细胞的趋化作用。CCK-8检测MSCs分泌的TRAIL在体外对Nalm-6和Sup-b15细胞增殖的抑制作用,并通过Western blot检测了白血病增殖相关蛋白PI3K、AKT、P-RAF-1、P-MEK和P-ERK的表达。同时,通过流式细胞荧光分选技术(fluorescence activated cell sorting,FACS)分析MSC-s TRAIL对Nalm-6和Sup-b15细胞的凋亡的影响。采用Western blot测定了Bcl-2/Bax,cleaved caspsae3,cleaved caspase8,cleaved caspase9,cleaved PARP和自噬相关蛋白LC3A/B的表达情况。通过Q-PCR检测不同处理后,Nalm-6和Sup-b15细胞中TRAIL受体相关基因TNFRSF10A、TNFRSF10B、TNFRSF10C和TNFRSF10D m RNA的表达变化。体内实验,将SCID小鼠随机分为五组,分别为untreatment组、PBS组、MSC-EV组、MSC-s TRAIL组和rh TRAIL组。PBS组、MSC-EV组、MSC-s TRAIL组和rh TRAIL组分两次尾静脉注射,每次每只注射2×10~6个Nalm-6细胞,建立B淋巴细胞急性白血病模型。接种Nalm-6细胞后第35天,untreatment组、PBS组、MSC-EV组、MSC-s TRAIL组和rh TRAIL组小鼠每只分别注射了200μL PBS、200μL PBS、4×10~6个MSC-EV细胞、4×10~6个MSC-s TRAIL细胞和5 mg/kg rh TRAIL。隔天观察小鼠的身体状况,称量体重。小鼠接种Nalm-6细胞60天左右,取各组小鼠骨髓进行瑞氏-吉姆萨染色。并通过ELISA测定了小鼠骨髓中TRAIL的含量。HE染色观察小鼠组织检查心、肝、脾、肺和肾的病理变化,并根据结果评价MSC-s TRAIL的作用。结果:我们所购买的B-ALL细胞表达TRAIL受体相关m RNA。rh TRAIL对B-ALL细胞增殖的抑制作用,呈剂量依赖性。成功构建可表达TRAIL的质粒p LV-3Flag-TRAIL-Green Puro,并经测序证明了其基因正确性。将质粒p LV-3Flag-TRAIL-Green Puro转染到293T细胞后,浓缩得到慢病毒颗粒p LV-3Flag-TRAIL-Green Puro。MSCs经慢病毒p LV-3Flag-TRAIL-Green Puro感染后高效表达目的蛋白TRAIL,且发现感染前后MSCs干性和趋向B-ALL细胞的能力没有明显改变。CCK8结果表明,MSC-s TRAIL分泌的TRAIL对Nalm-6和Sup-b15细胞增殖有抑制作用。并通过western blot检测发现72 h时,Nalm-6细胞增殖相关蛋白PI3K、AKT、P-MEK、P-ERK1/2、P-RAF-1表达降低。同时FACS检测结果表明MSC-s TRAIL分泌的s TRAIL能促进Nalm-6和Sup-b15细胞的凋亡。Western blot结果显示MSC-s TRAIL-CM组和rh TRAIL组抑凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax表达下降,促凋亡相关蛋白cleaved caspsae3,cleaved caspase8,cleaved caspase9,cleaved PARP表达增加。并且MSC-s TRAIL下调了自噬相关蛋白LC3A/B的表达。其说明了MSC-s TRAIL可能与B淋巴细胞急性白血病的自噬有某种联系。同时Q-PCR检测发现,与对照组相比,rh TRAIL能降低Nalm-6细胞中TNFRSF10A和TNFRSF10B m RNA的表达水平;rh TRAIL会升高Sup-b15细胞中TNFRSF10BD m RNA的表达水平。MSC-s TRAIL组与rh TRAIL组相比,Nalm-6细胞中TNFRSF10A表达有所增加。与对照组相比,MSC-s TRAIL组能升高Sup-b15细胞中TNFRSF10A和TNFRSF10B m RNA的表达水平。说明了与rh TRAIL相比,MSC-s TRAIL提高了Nalm-6和Sup-b15细胞对TRAIL的敏感性。在体内小鼠实验中,untreatment组、PBS组、MSC-EV组、MSC-s TRAIL瑞氏-吉姆萨骨髓涂片染色发现,PBS组中可观察到大量的与Nalm-6细胞相似的形态学细胞。并且MSC-EV组也有部分相似的Nalm-6细胞,MSC-s TRAIL组和rh TRAIL组小鼠骨髓涂片中此细胞大部分减少。从而,说明了MSC-s TRAIL和rh TRAIL能大量抑制Nalm-6细胞的增殖生长。并通过ELISA检测的结果分析,MSC-s TRAIL组小鼠骨髓中的TRAIL含量显著增加。对小鼠组织器官称重发现,MSC-s TRAIL组和rh TRAIL组白血病小鼠脾和肾重量/体重比值较PBS组减小(P<0.05)。病理切片HE染色显示PBS组和MSC-EV组白血病小鼠的脾脏中白髓结构中细胞疏松,细胞明显受损;肾脏的髓放线也纹理紊乱。MSC-s TRAIL组和rh TRAIL组显示,脾脏无明显的变化,白髓结构正常,肾脏的髓放线也纹理清楚。说明MSC-s TRAIL和rh TRAIL的治疗能使白血病小鼠的脾和肾损伤恢复。结论:MSC-s TRAIL能抑制Nalm-6和Sup-b15细胞的增殖。MSC-s TRAIL可下调白血病增殖相关蛋白PI3K、AKT、P-RAF-1、P-MEK和P-ERK的表达。并且MSC-s TRAIL的抑制作用强于rh TRAIL。MSC-s TRAIL能促进Nalm-6和Sup-b15细胞的凋亡。MSC-s TRAIL可下调抑凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax的表达,上调促凋亡相关蛋白cleaved caspsae3,cleaved caspase8,cleaved caspase9,cleaved PARP的表达。并且MSC-s TRAIL的促进作用强于rh TRAIL。与rh TRAIL相比,Nalm-6和Sup-b15细胞对MSC-s TRAIL更敏感性。与rh TRAIL相比,MSC-s TRAIL增加了B-ALL小鼠体内TRAIL的含量。MSC-s TRAIL对脾和肾的损伤起到治疗作用。MSC-s TRAIL在B-ALL中的相关研究,可能为寻找白血病治疗策略提供新思路。