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靶向融合肽IL-4Rα-lytic對原發(fā)性滲出性淋巴瘤的抑制作用
瀏覽量:349 | 2024/6/7 17:17:00


[摘 要] 目的:探討靶向融合肽IL-4Rα-lytic對卡波西肉瘤相關(guān)皰疹病毒(KSHV)陽性原發(fā)性滲出性淋巴瘤(PEL)細(xì)胞的體內(nèi)外殺傷作用及其安全性。方法:應(yīng)用 MTT 法檢測 IL-4Rα -lytic 對 KSHV 陽性PEL細(xì)胞BCBL-1和BCP-1的殺傷能力。通過FCM檢測IL-4Rα-lytic 誘導(dǎo) KSHV 陽性 PEL 細(xì)胞凋亡的情況。建立 BCBL-1 細(xì)胞小鼠移植瘤模型,連續(xù)3周(3次/周)腹腔注射IL-4Rα-lytic后,通過活體生物發(fā)光成像技術(shù)評估IL-4Rα-lytic對小鼠體內(nèi)BCBL-1細(xì)胞移植瘤的抑制效果,并通過H-E染色和全血分析法檢測其毒副作用。結(jié)果:靶向融合肽IL-4Rα-lytic在體外對兩種KSHV陽性PEL細(xì)胞BCBL-1和BCP-1均有選擇性殺傷作用(均 P<0.01),并且可以在短時間內(nèi)發(fā)揮殺傷作用(均 P<0.01)。靶向融合肽 IL-4Rα-lytic 可誘導(dǎo) KSHV 陽性 PEL 細(xì)胞BCBL-1和BCP-1凋亡(均P<0.05)。靶向融合肽IL-4Rα-lytic顯著抑制BCBL-1細(xì)胞小鼠移植瘤的生長,與對照組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),并且無明顯的器官毒性(均P>0.05),同時不會造成體質(zhì)量異常(P>0.05)。結(jié)論:靶向融合肽IL-4Rα-lytic在體內(nèi)外均顯著抑制KSHV陽性PEL細(xì)胞的生長,且無明顯毒副作用,有望為PEL的治療提供一種新的治療方案。


原發(fā)性滲出性淋巴瘤(primary effusion lymphoma,PEL)是一種罕見的霍奇金淋巴瘤,主要表現(xiàn)為腹水、胸腔積液和心包積液等[1-2]。PEL的惡性程度高,常規(guī)化療藥物治療效果不佳,預(yù)后極差,患者中位生存期少于6個月[3-4],因此亟待研發(fā)安全有效的治療手段。PEL 通 常 與 卡 波 西 肉 瘤 相 關(guān) 皰 疹 病 毒(Kaposisarcoma-associated herpesvirus,KSHV)感染相關(guān)[5-9]。本課題組前期的研究結(jié)果[10-11]顯示,處于KSHV感染潛伏期的 PEL 細(xì)胞均不同程度地過表達(dá) IL-4Rα,而KSHV 陰性細(xì)胞則不表達(dá)或低表達(dá) IL-4Rα;過表達(dá)IL-4Rα引起JAK1-PI3K-Akt信號通路的組成型激活,從而促進(jìn)潛伏期腫瘤的生長。研究結(jié)果[12-13]發(fā)現(xiàn),IL-4R高表達(dá)與多種類型惡性腫瘤相關(guān),并在以其為治療靶點(diǎn)的研究中觀察到藥物對腫瘤長期、持續(xù)的療效。上述研究結(jié)果均提示,IL-4Rα可能是KSHV陽性PEL的潛在治療靶點(diǎn)。利用帶負(fù)電的膜磷脂酰絲氨酸在多數(shù)腫瘤與正常細(xì)胞細(xì)胞膜上表達(dá)水平的差異,PAPO等[14]合成非對映體裂解肽(包含D-和L-形式的亮氨酸和賴氨酸等15個氨基酸),并發(fā)現(xiàn)此裂解肽能夠因癌細(xì)胞表面酸性成分的靜電吸引而具有一定的細(xì)胞選擇性,隨后通過類似陽離子抗菌肽的工作原理裂解細(xì)胞膜。KOHNO等[15]在此基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化氨基酸序列設(shè)計(jì)了裂解肽 Lytic,減少了對正常細(xì)胞的殺 傷 。之 后 ,YANG 等[16]設(shè) 計(jì) 的靶向融合肽IL-4Rα-lytic 含 有 靶 向 IL-4Rα 的 靶 向 肽和裂解肽Lytic 兩個片段,可特異地靶向多種類型表達(dá)IL-4Rα受體的腫瘤細(xì)胞(如胰腺癌、乳腺癌等細(xì)胞)。本研究旨在檢測靶向融合肽IL-4Rα-lytic對KSHV陽性PEL細(xì)胞的體內(nèi)外殺傷效果,并分析其安全性,為PEL的治療提供新的思路和理論基礎(chǔ)。


 材料與方法


1.1 主要材料、試劑及儀器

人B細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞系BCBL-1、BCP-1和BJAB由本室保存,熒光素酶標(biāo)記的BCBL-1細(xì)胞為本實(shí)驗(yàn)室前期構(gòu)建[17]。所有細(xì)胞均采用含10%胎牛血清的RPMI 1640 培養(yǎng)基,于 37 ℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。6周齡、體質(zhì)量20 g左右的雌性NOD/SCID小鼠購自維通達(dá)生物技術(shù)有限公司(實(shí)驗(yàn)動物合格證號:20210402Abzz0619000685)。CCK-8 試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司,AnnexinⅤ-APC/PI試劑盒購自 BD Biosciences 公司。IVIS Spectrum 活體光學(xué)成像系統(tǒng)購自美國珀金埃爾默公司,熒光素底物購自翌圣生物科技股份有限公司,正倒置一體熒光顯微鏡購自美國ECHO公司,pocH-100i全自動血液分析儀購自日本希森美康公司。組織切片和H-E染色由武漢賽維爾生物科技有限公司完成。


1.2 多肽合成

IL-4Rα-lytic 和 Lytic多肽均用固態(tài)合成法合成(純度>95%),并經(jīng)過質(zhì)譜分析驗(yàn)證。多肽溶解在 PBS(pH=7.4)中。IL-4Rα-lytic: KQLIRFLKRLDRNGGGKLLLKLLKKLLKLLKKK(有下劃線的氨基酸為D型氨基酸);Lytic: KLLLKLLKKLLKLLKKK(有下劃線的氨基酸為D型氨基酸)。


1.3 MTT 法檢測 IL-4Rα-lytic 對 KSHV 陽性 PEL 細(xì)胞的殺傷效果

將密度為 5×105個/mL 的 KSHV 相關(guān)細(xì)胞(包括KSHV陽性PEL細(xì)胞BCBL-1、BCP-1和KSHV 陰性細(xì)胞BJAB)懸液接種于96孔板(50 µL/孔),然后加入2.5、5、10或20µmol/L的IL-4Rα-lytic或Lytic溶液(50 µL/孔),于 37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)2 h后,每孔加入CCK-8試劑10 µL,通過酶標(biāo)儀檢測450 nm波長處各孔細(xì)胞的光密度(D)值,并計(jì)算細(xì)胞存活率(細(xì)胞存活率=實(shí)驗(yàn)組D450/對照組D450×100%)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。


1.4 FCM檢測IL-4Rα-lytic和Lytic對KSHV陽性PEL細(xì)胞凋亡的影響

將 密 度 為 1×106 個/mL 的 BCBL-1、BCP-1 和BJAB 細(xì)胞置于 12 孔板中,分別加入 IL-4Rα-lytic 和Lytic 溶液(終濃度均為 5 µmol/L),同時對照組加入等體積培養(yǎng)基,37 ℃下處理2 h。離心、冷染色緩沖液洗滌后,用 100 µL 結(jié)合緩沖液重懸細(xì)胞。每管依次加入 0.5 µL Annexin Ⅴ-APC 和 1 µL PI,室溫下避光 15 min,加 400 µL 結(jié)合緩沖液,混勻,上機(jī)檢測細(xì)胞的凋亡情況。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。


1.5 BCBL-1細(xì)胞小鼠移植瘤模型的建立及觀察

將熒光素酶標(biāo)記的 BCBL-1 細(xì)胞經(jīng)腹腔注射至NOD/SCID小鼠體內(nèi)(注射劑量為1×107個細(xì)胞/只),建立小鼠異種移植模型。細(xì)胞植入后第9天,小鼠腹腔注射熒光素底物(150 mg/kg),利用活體生物發(fā)光成像技術(shù)檢測小鼠體內(nèi)腫瘤的生長情況。隨后,將具有相似信號強(qiáng)度的荷瘤小鼠隨機(jī)分成 PBS 組(對照組)和 IL-4Rα-lytic 組(4 只/組),經(jīng)腹腔分別注射PBS 和 IL-4Rα-lytic(5 mg/kg),每周 3 次,連續(xù) 3 周。在藥物治療過程中,每 2~3 d 稱量一次小鼠體質(zhì)量。3周后,再次進(jìn)行活體光學(xué)成像檢測移植瘤的大小,然后經(jīng)尾靜脈取血,用全自動血液分析儀進(jìn)行血液分析。第 23 天時處死小鼠,切取肺、肝和腎組織標(biāo)本,經(jīng)固定、石蠟包埋、H-E染色后,在正倒置一體熒光顯微鏡下觀察并拍照。


1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用 GraphPad Prism 6 軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,符合正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)以xˉ±s 表示,組間差異比較采用t檢驗(yàn),以P<0.05或P<0.01表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。


2 結(jié) 果


2.1 IL-4Rα-lytic選擇性殺傷KSHV陽性PEL細(xì)胞
經(jīng) IL-4Rα -lytic 處 理 2 h 后,MTT 法 檢 測 結(jié) 果( 圖 1A)顯 示 ,與 Lytic 組 比 較 ,IL-4Rα -lytic 組KSHV 陽性細(xì)胞 BCBL-1、BCP-1 和 KSHV 陰性細(xì)胞BJAB 存活率均呈現(xiàn)劑量依賴性梯度降低(均P<0.01)。其中,5 µmol/L 的 IL-4Rα-lytic 可以殺傷 60% 以上的BCBL-1、BCP-1細(xì)胞,而對BJAB細(xì)胞的殺傷力較弱。IL-4Rα-lytic殺傷BCBL-1、BCP-1和BJAB細(xì)胞的IC50分別為2.37、2.81和7.97 µmol/L,而Lytic殺傷BCBL-1、BCP-1 細(xì)胞的IC50分別為26.05和21.67 µmol/L。Lytic殺傷 BCBL-1、BCP-1 細(xì)胞的 IC50分別是 IL-4Rα-lytic的11.0和7.7倍。在觀察濃度中未檢測到Lytic處理對BJAB細(xì)胞的明顯殺傷作用。

隨后,檢測了IL-4Rα-lytic不同處理時間的殺傷效果,結(jié)果(圖 1B)顯示,5 µmol/L 的 IL-4Rα-lytic 可在 10 min 內(nèi)誘導(dǎo) 60% 以上的 KSHV 陽性 PEL 細(xì)胞BCBL-1 和 BCP-1 死亡(均 P<0.01),而 5 µmol/L 的Lytic處理相同時間未造成明顯的細(xì)胞死亡。這一殺傷水平未隨著時間增加而增強(qiáng),提示IL-4Rα-lytic對KSHV陽性PEL細(xì)胞的殺傷主要是通過IL-4Rα-lytic穿膜而導(dǎo)致的快速殺傷。

2.2 IL-4Rα-lytic可誘導(dǎo)KSHV陽性PEL細(xì)胞凋亡

用5 µmol/L的IL-4Rα-lytic處理2 h后,F(xiàn)CM檢測結(jié)果(圖2)顯示,與對照組和Lytic組比較,IL-4Rα-lytic組 KSHV 陽性 BCBL-1 和 BCP-1 細(xì)胞凋亡率均顯著升高(均P<0.05),而KSHV陰性BJAB細(xì)胞凋亡率未見明顯變化。說明,IL-4Rα-lytic 可在體外選擇性誘導(dǎo)KSHV陽性PEL細(xì)胞凋亡而殺傷腫瘤細(xì)胞。



2.3 IL-4Rα-lytic顯著抑制BCBL-1細(xì)胞小鼠移植瘤的生長
鑒于IL-4Rα-lytic體外對BCBL-1細(xì)胞的強(qiáng)殺傷活性,進(jìn)一步觀察了 IL-4Rα-lytic 對 BCBL-1 細(xì)胞小鼠移植瘤生長的作用及其安全性。結(jié)果如圖3所示,治療前IL-4Rα-lytic組與PBS組的平均熒光強(qiáng)度無顯著性差異(P>0.05),治療3周后PBS組移植瘤生長迅速,而在 IL-4Rα-lytic 組 BCBL-1 細(xì)胞移植瘤的生長速率明顯減緩(P<0.05),甚至有1只小鼠觀察到腫瘤負(fù)荷降低。

肺、肝、腎組織切片的H-E 染色結(jié)果(圖 4A)顯示 ,IL-4Rα-lytic 組未見明顯轉(zhuǎn)移灶 ,同時組織細(xì)胞形態(tài)正常 ,表明 IL-4Rα -lytic 對于肺 、肝 、腎無明顯器官毒性。IL-4Rα -lytic 組與 PBS 組小鼠體質(zhì)量比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,圖4B)。此外,全血常規(guī)檢測結(jié)果(表1)顯示,IL-4Rα-lytic組小鼠的白細(xì)胞總數(shù)(WBC)、紅細(xì)胞總數(shù)(RBC)、血紅蛋白濃度(HGB)、紅細(xì)胞平均血紅蛋白量(MCH)、紅細(xì)胞平均體積(MCV)、小型白細(xì)胞占白細(xì)胞總數(shù)百分比(W-SCR)、中型白細(xì)胞占白細(xì)胞總數(shù)百分比(W-MCR)、大 型 白 細(xì) 胞 占 白 細(xì) 胞 總 數(shù) 百分比(W-LCR)等指標(biāo)與PBS組小鼠比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,IL-4Rα-lytic可顯著抑制BCBL-1細(xì)胞小鼠移植瘤的生長,且無明顯的毒副作用。

3 討 論

PEL惡性程度高、預(yù)后較差、長期生存者少,目前主要采用CHOP方案化療和逆轉(zhuǎn)錄病毒治療法聯(lián)用進(jìn)行治療。但是,常規(guī)治療所用藥物在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時也會對正常細(xì)胞產(chǎn)生殺傷,同時腫瘤細(xì)胞的耐藥性也影響著治療效果。此外,PEL不常見,臨床研究多局限于個案報(bào)道,可用的特效藥物少,因此研發(fā)新型的毒副作用小的靶向治療藥物并探究其作用機(jī)制對于治療PEL意義重大。


小分子短肽因其具有良好的腫瘤穿透能力、無耐藥性問題、易于合成修飾和低免疫原性[17-21]等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為腫瘤治療的熱點(diǎn)。本研究所使用的細(xì)胞裂解肽Lytic是由17個氨基酸組成的短肽,帶正電荷,而腫瘤細(xì)胞表面負(fù)電性的磷脂酰絲氨酸水平略高于正常細(xì)胞,因此該裂解肽Lytic對于腫瘤細(xì)胞的殺傷略強(qiáng)于正常細(xì)胞。同時,由于裂解肽含有D型氨基酸,能有效防止其被蛋白水解酶水解,從而延長作用時間[21]。將能靶向IL-4Rα的靶向肽與Lytic結(jié)合,可選擇性殺傷 PEL 細(xì)胞,同時減少對正常細(xì)胞的殺傷。靶向融合肽 IL-4Rα-lytic 殺傷 BJAB 細(xì)胞的 IC50分別是殺傷BCBL-1、BCP-1細(xì)胞的3.4和2.8倍,同時裂解肽 Lytic 殺傷 BCBL-1、BCP-1 細(xì)胞的 IC50分別是 IL-4Rα-lytic 的 11.0 和 7.7 倍。這說明,相比較于KSHV 陰性細(xì)胞,IL-4Rα-lytic 對 KSHV 潛伏感染的PEL細(xì)胞有選擇性殺傷作用。為分析其殺傷機(jī)制,本研究進(jìn)行了短時間的殺傷活性以及促凋亡能力的測定,快速的殺傷及促凋亡提示靶向融合肽 IL-4Rα-lytic通過穿膜和誘導(dǎo)凋亡兩種方式來達(dá)到殺傷PEL細(xì)胞的目的。小鼠移植瘤實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,IL-4Rα-lytic 經(jīng)由腹腔注射能顯著抑制BCBL-1細(xì)胞移植瘤的生長,同時對于肺、肝、腎等器官均無明顯毒副作用,各項(xiàng)血液檢測指標(biāo)正常,提示IL-4Rα-lytic的安全性較高。


總之,本研究提供了一種針對PEL的特異性強(qiáng)、安全性高的靶向融合肽 IL-4Rα-lytic,為進(jìn)一步的動物實(shí)驗(yàn)和PEL的治療提供了新的思路和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。


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