Expression and fuactional role of HERG1, K<Superscript>+</Superscript> channels in leukemic cells and leukemic stem cells

Summary In order to investigate the expression and functional role of HERG1 K⁺ channels in leukemic cells and leukemic stem cells (LSCs), RT-PCR was used to detect the HERG1 K⁻ channels expression in leukemic cells and LSCs. The functional role of HERG1 K⁺ channels in leukemic cell proliferation was measured by MTT assay, and cell cycle and apoptosis were analyzed by flow cytometry. The results showed that herg mRNA was expressed in CD34⁺/CD38⁻, CD123⁻ LSCs but not in circulating CD34⁺ cells. Herg mRNA was also up-regulated in leukemia cell lines K562 and HL60 as well as almost all the primary leukemic cells while not in normal peripheral blood mononuclear cells (PBMNCs) and the expression of herg mRNA was not associated with the clinical and cytogenetic features of leukemia. In addition, leukemic cell proliferation was dramatically inhibited by HERG K⁺ channel special inhibitor E-4031. Moreover, E-4031 suppressed the cell growth by inducing a specific block at the G1/S transition phase of the cell cycle but had no effect on apoptosis in leukemic cells. The results suggested that HERG1 K⁺ channels could regulate leukemic cells proliferation and were necessary for leukemic cells to proceed with the cell cycle. HERG1 K⁺ channels may also have oncogenic potential and may be a biomarker for diagnosis of leukemia and a novel potential pharmacological target for leukemia therapy. LI Huiyu, female, born in 1960, Associate Professor This project was supported by a grant from National Science Foundation for Distinguished Young Scholars of China (No. 30225038).     

HERG K+ channels expression in gastric cancers and analysis of its regulation in tumor cell proliferation and apoptosis

Objective: To investigate the expression of herg 1 gene in tumor tissues from gastric carcinomas and gastric carcinoma cell lines, and study the relationship between HERG K+ channel expressions and tumor cell proliferation and apoptosis. Methods: RT-PCR and PCR assays were used to detect the expression of herg 1 gene in 64 gastric carcinomas and the gastric cancer cell line SGC-7901. Blocking the HERG K+ channels was used to evaluate their effects on tumor cell proliferation and apoptosis. Results:The statistically significant expression of herg 1 gene was detected in all the gastric cancers and SGC-7901 cells, but not in normal tissues. The HERG K+ channel blocker, E-4031, increased the cell population in G0/G1 (P＜0.05) and the number of apoptotic tumor cells(P＜0.05). Conclusion: HERG K+ channels were expressed in all gastric carcinomas tested and these channels appear to modulate tumor cell proliferation and apoptosis.     

Lower Phosphorylation of p38 MAPK Blocks the Oxidative Stress-induced Senescence in Myeloid Leukemic CD34~+CD38~- Cells

Leukemia seems to depend on a small population of "leukemia stem cells (LSCs)" for its growth and metastasis. However, the precise surviving mechanisms of LSCs remain obscure. Cellular senescence is an important obstacle for production and surviving of tumor cells. In this study we investigated the activated state of a pathway, in which reactive oxygen species (ROS) induces cellular senescence through DNA damage and phophorylation of p38 MAPK (p38), in myeloid leukemic CD34+CD38- cells. Bone marrow samples were obtained from patients with acute myeloid leukemia (AML, n=11) and chronic myeloid leukemia (CML, n=9). CD34+CD38- cells were isolated from mononuclear cells from these bone marrow samples, and K562 and KG1a cells (two kinds of myeloid leukemia cell lines) by mini-magnetic activated cell sorting. Hematopoietic stem cells (HSCs) from human cord blood served as controls. Intracellular ROS level was detected by flow cytometry. DNA damage defined as the γH2AX level was measured by immunofluorescence staining. Real-time RT-PCR was used to detect the expression of p21, a senescence-associated gene. Western blotting and immunofluo-rescence staining were employed to determine the p38 expression and activation. The proliferation and apoptosis of CD34+CD38- cells were detected by MTT assay and flow cytometry. Our results showed that ROS and DNA damage were substantially accumulated and p38 was less phosphorated in myeloid leukemic CD34+CD38- cells as compared with HSCs and H2O2-induced senescent HSCs. Furthermore, over-phosphorylation of p38 by anisomycin, a selective activator of p38, induced both the senescence-like growth arrest and apoptosis of CD34+CD38- cells from K562 and KG1a cell lines. These findings suggested that, although excessive accumulation of oxidative DNA damage was present in LSCs, the relatively decreased phosphorylation of p38 might help leukemic cells escape senescence and apoptosis.     

小分子酪氨酸激酶抑制剂AG-490对人慢性髓系白血病急变细胞株K562细胞增殖凋亡的影响

目的探讨酪氨酸激酶抑制剂AG-490对人慢性髓系白血病急变细胞株K562细胞的增殖及凋亡的影响。方法采用MTT法观察AG-490在体外对人慢性髓系白血病急变细胞株K562细胞增殖的影响,光学显微镜下观察AG-490对K562细胞形态的变化,流式细胞术检测AG-490对K562细胞凋亡及细胞周期的影响,逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）及实时荧光定量PCR技术检测AG-490作用后K562细胞bcr/abl融合基因及凋亡相关基因c-myc mRNA的表达水平。结果 AG-490可明显抑制K562细胞的增殖,并随药物作用时间的延长和浓度的增加,抑制作用越明显（P〈0.05）;AG-490可使细胞周期阻滞于G1期,促使其凋亡（P〈0.05）。AG-490作用于K562细胞48 h后bcr/abl融合基因的表达无明显改变（P〉0.05）,而c-myc的表达水平明显降低（P〈0.05）。结论 AG-490可能通过阻断JAK2信号通路而下调c-myc的表达,使K562细胞阻滞于G1期,从而抑制K562细胞增殖,促使其凋亡。     

生长抑素对白血病患者骨髓细胞CD34抗原表达的影响

目的研究生长抑素八肽类似物奥曲肽(Octreotide,SMS;商品名善得定)对白血病患者骨髓单个核细胞CD34抗原表达的影响,探讨生长抑素对白血病细胞的调控作用.方法采用细胞培养、免疫细胞化学技术及图像分析系统,随机计数CD34阳性细胞数,观察分析SMS在白血病患者骨髓单个核细胞中CD34抗原表达的分布和含量.结果在相差倒置显微镜下,加入SMS组与对照组比较,细胞碎片增多,基质细胞减少;CD34抗原主要表达于细胞膜和核膜;SMS组阳性细胞数显著少于对照组(P＜0.01);图像分析光密度值(OD值)SMS组明显低于对照组(P＜0.01).结论在体外SMS可减少造血干/祖细胞特异抗原(CD34)的表达.提示SMS对白血病细胞的生长具有负性调控作用.     

白血病K562/ADM细胞耐药性与白血病干细胞及耐药蛋白表达的关系

目的 观察白血病药物敏感和耐受细胞中白血病干细胞(ISC)、耐药蛋白表达和耐药性的关系.方法 以白血病多药耐药株K562/ADM细胞及其亲本K562细胞为模型,MTT比色法测定细胞的药物耐受性;流式细胞术检测细胞免疫标志、P-糖蛋白(P-gp)和乳腺癌耐药蛋白(BCRP)的表达;甲基纤维素集落形成法检测细胞的自我更新和增殖潜能.结果 K562/ADM细胞对阿霉素、柔红霉素和鬼臼乙叉苷高度耐受.K562/ADM细胞中CD34+、CD123+和CD34+CD38-细胞含量均显著高于K562细胞,LSC细胞相对含量是K562细胞的4.12倍;共表达P-gP和BCRP的K562/ADM细胞比K562细胞高11.25倍,其中CD34+ CD38- CD123+ BCRP+和CD34+ CD38- P-gp+ BCRP+细胞数量分别为K562细胞的3.66倍和11.37倍.K562/ADM细胞集落形成率是K562细胞的4.17倍,与LSC含量相当.结论 白血病K562/ADM耐药细胞中存在的高表达耐药蛋白的耐药性LSC是其多药物耐受性的根源.     

全反式维甲酸诱导K562细胞分化过程中线粒体铁蛋白表达的研究

目的 研究K562白血病细胞在全反式维甲酸(ATRA)诱导分化过程中线粒体铁蛋白(MtF)、运铁蛋白受体1(TfR1)和铁蛋白(Fn)mRNA表达水平的变化情况,探讨MtF在白血病细胞增殖和铁代谢方面的作用.方法 K562细胞加入ATRA(终浓度1 μmol/L)中诱导培养,分别于第1、3、5 d收集细胞,分别进行:①瑞士染色观察各时间点的细胞形态;流式细胞学检测细胞表面分化抗原CD13的表达;②Trizol法提取各时间点细胞的RNA,通过半定量RT-PCR方法 检测各时点MtF、TfR1和Fn基因的表达水平.同时设未用ATRA诱导培养的K562细胞为对照组.结果 1 μmol/L的ATRA可诱导K562细胞向粒系细胞分化,诱导培养第5 d,细胞表面CD13的表达水平增加,诱导分化率为21.2%,与对照组比较,差异有统计学意义(P＜0.05).诱导分化前K562细胞即有MtF mRNA表达,但随细胞诱导时间的延长,MtF和TfR1 mRNA表达呈下降趋势,诱导分化第5 d的表达水平分别为诱导分化前的86.5%和79.2%;而Fn mRNA的表达呈上调趋势,诱导分化第5 d表达水平为诱导分化前的1.21倍.结论 ATRA诱导K562细胞向粒系细胞分化过程中,MtF和TfR1 mRNA表达下调,而Fn mRNA表达上调,这种协调变化有助于降低细胞通过TfR1介导的铁摄取,从而抑制或影响细胞增殖潜能.     

Survivin基因在急性白血病患者中的表达及其临床意义

目的:检测凋亡抑制基因Survivin在急性白血病(AL)患者骨髓细胞中的表达变化,探讨其与AL的发生、发展及预后的关系。方法:选取40例初发急性白血病患者为实验组和8例正常的骨髓细胞作对照组,采用逆转录PCR(RT-PCR)方法检测两组骨髓细胞SurvivinmRNA的表达情况以及采用免疫组化SP法检测Survivin蛋白的表达情况,分析急性白血病阳性表达和阴性表达间完全缓解率(CR)的差别,采用卡方检验进行统计学分析。结果:40例AL病人骨髓细胞SurvivinmRNA阳性表达率为67.5%,显著高于正常对照组12.5%(P<0.05);Survivin蛋白在急性白血病骨髓细胞中的阳性表达率65.0%(26/40)明显高于正常对照组12.5%(1/8)(P<0.05),骨髓细胞Survivin表达阴性者化疗后骨髓完全缓解率(CR)为70.0%,明显高于阳性表达者的CR为30.0%(P<0.05)。结论:(1)Survivin的过度表达与急性白血病的发生发展有关,其阳性表达可能显示急性白血病的预后不良;(2)Survivin基因表达在白血病细胞的增殖分化和(或)抗凋亡过程中发挥了重要作用,可能是导致AL细胞对化疗药物不敏感的原因之一,Survivin基因可作为靶向白血病治疗的一个潜在靶点。     

黏着斑激酶基因对白血病细胞生物学特性的影响

 【目的】本实验研究黏着斑激酶（FAK）基因对白血病细胞生物学特性的影响。【方法】构建FAK shRNA慢病毒载体,转染至REH白血病细胞株,同时建立空白载体对照细胞株。通过蛋白质印迹方法检测FAK蛋白表达情况,予荧光染料Annexin V标记细胞观察细胞凋亡情况。体外应用Transwell培养体系,观察白血病细胞在细胞因子SDF-1作用下的迁移能力。将REH细胞予绿色荧光CFSE进行标记,经尾静脉注射到SCID小鼠,观察白血病细胞在动物体内归巢及白血病生成情况。【结果】FAK shRNA慢病毒载体在REH白血病细胞蛋白水平的抑制率为75%。凋亡实验中,空白对照组和FAK基因沉默组Annexin V⁺ 细胞百分比分别为（2.19 ± 0.36）％ 和（6.48 ± 0.58)）％。体外迁移实验发现空白对照组与FAK基因沉默组的细胞迁移百分比分别为（50.3±7.22）％和（7.6±3.15）％;动物体内归巢实验发现FAK基因沉默的细胞归巢于骨髓能力明显降低。白血病动物实验发现空白载体对照组小鼠生存时间是40～47 d,而FAK基因沉默组小鼠生存时间是72～80d。白血病细胞输注后第45天,空白载体对照组与FAK基因沉默组小鼠骨髓中白血病细胞所占百分比分别为（65.5 ± 8.20）％和（9.60 ± 3.65）％。【结论】FAK 基因沉默能诱导白血病细胞凋亡,并降低白血病细胞迁移及归巢能力,并抑制白血病生成,提示分子靶向FAK基因有望成为白血病治疗的新策略。     

高三尖杉酯碱对人急性髓系白血病干细胞的杀伤作用

目的:观察高三尖杉酯碱(HHT)对人急性髓系白血病(AML)干细胞的杀伤作用,探讨其分子学机制。方法:用流式细胞仪(FACS)分析AML细胞株白细胞干细胞(LSC)的表型特征,用MTT法检测HHT对具有LSC特征的KG-1细胞的生长抑制作用,用FACS观察HHT对CD34+CD38-CD96+的KG-1细胞数量的影响,Western blot法检测药物处理后Caspase途径和凋亡相关蛋白的改变。结果:KG-1和Kasumi-1细胞CD34+CD38-CD96+分别为69%和26.7%,U937细胞不表达CD96。HHT能显著抑制KG-1细胞的生长,并呈剂量依赖性(r2=0.9971,P<0.05)。48 h的半数抑制浓度为16.9 ng/ml。HHT作用KG-1细胞后,CD34+CD38-CD96+细胞的比例从63.6%下降到17.1%。HHT能显著激活Caspase-3、Caspase-9和PARP,抑制磷酸化Akt和Bcl-2的表达。结论:HHT能显著抑制人AML细胞KG-1的增殖,减少CD34+CD38-CD96+白血病干细胞数量;对Akt活性和Bcl-2的调控可能是其重要的作用机制。     

白血病干细胞表型及靶向治疗的研究进展

越来越多的研究证明,白血病干细胞(LSCs)是白血病细胞不断生长的根源,是白血病发生、发展的起始细胞。少量的LSCs具有与正常造血干细胞类似的无限增殖和自我更新能力,并且LSCs处于静止期,能逃逸化学药物治疗作用,从而导致白血病复发。近几年,许多学者根据细胞表型分离纯化LSCs,LSCs表型的研究取得了一些进展,并且探索针对LSCs的靶向治疗策略,从而彻底清除LSCs,达到临床长期稳定缓解的目的,为急性白血病的治疗提供了新的方向。本文将阐述近年来关于LSCs表型特征和靶向治疗的研究进展。     

HERG蛋白对胃癌细胞凋亡及细胞周期分布的影响

目的：研究人eag相关基因（HERG）蛋白表达对胃癌细胞凋亡及细胞周期分布的影响。方法构建HERG-siRNA载体;将构建的载体转染胃癌细胞SGC7901,氨基糖苷类抗生素G418进行转染细胞的稳定筛选并克隆化,从蛋白和电流水平鉴定转染细胞。采用流式细胞仪检测胃癌细胞凋亡情况;采用透射电子显微镜技术观察胃癌细胞超微结构的变化;采用流式细胞仪检测胃癌细胞细胞周期分布的变化。结果HERG-siRNA可以阻断胃癌细胞中的HERG电流,可以诱导胃癌细胞出现凋亡;在透射电子显微镜下观察到典型的凋亡细胞的形态学改变;HERG-siRNA可以阻止胃癌细胞由G1期进入S期。结论HERG-siRNA可抑制HERG蛋白及相应钾电流,从而促进胃癌细胞凋亡,抑制胃癌细胞G1/S期转化,具有潜在的抗癌作用。     

Bcr/abl融合基因的小干扰RNA对K562细胞增殖和凋亡的影响

目的 观察特异性bcr/abl融合基因的siRNA对慢性粒细胞白血病K562细胞增殖和凋亡的影响。方法　设计并化学合成bcr/abl融合基因融合位点b3:a2 21个核苷酸 siRNA作用于K562细胞，用WST-8法检测细胞增殖抑制率；RT-PCR 检测 bcr/abl mRNA表达水平；PI单染流式细胞仪检测细胞周期；Annexin V-PI双染测定细胞凋亡比例；Hochest33258 染色荧光显微镜观察细胞凋亡的形态学变化。结果 ①Bcr/abl siRNA作用K562细胞24h,48h,72h后，明显抑制K562细胞增殖，各浓度组间的增殖抑制率无明显差异(p>0.05)；②Bcr/abl siRNA能显着下调bcr/abl mRNA水平，各浓度组间差异无显著性(p>0.05)；③Bcr/abl siRNA作用组细胞周期阻滞于G1期；④Bcr/abl siRNA作用后细胞出现明显的早期凋亡群，各浓度组间的早期凋亡率差异无统计学意义(p>0.05)，细胞出现核固缩、核边集、凋亡小体等改变。结论 　特异性bcr/abl siRNA可显着抑制K562细胞bcr/abl融合基因的表达，抑制细胞的增殖，诱导凋亡，但其作用未显示明显的剂量依赖性。     

抑癌基因p14~（ARF）对慢性粒细胞白血病细胞增殖、细胞周期及凋亡的影响机制研究

目的探讨抑癌基因p14ARF对慢性粒细胞白血病细胞的增殖、细胞周期及凋亡的的影响机制研究。方法应用慢病毒载体系统,将抑癌基因p14ARF导入慢性粒细胞白血病细胞系及患者来源的慢性粒细胞白血病细胞中,应用WST-8法检测细胞生长存活率,应用流式细胞术检测细胞周期和凋亡情况。结果应用表达p14ARF的VSV-G假构型慢病毒载体可明显抑制慢性粒细胞白血病细胞增殖,诱导细胞凋亡,但对细胞周期没有明显的影响。结论利用p14ARF基因治疗可明显抑制慢性粒细胞白血病细胞的增殖。     

红霉素对钾离子通道HERG高表达癌细胞的增殖抑制及其与化疗药物的协同作用

目的研究红霉素对钾离子通道HERG高表达癌细胞的增殖抑制及其与化疗药物的协同作用。方法采用Western印迹、四甲基偶氮唑蓝（MTT）法、流式细胞术、细胞黏附实验以及明胶酶谱法观察红霉素对肿瘤细胞的作用。结果HERG钾通道在人结肠癌HT-29细胞和小鼠结肠癌C26细胞中均有表达,和HERG钾通道高表达对照神经母细胞瘤SH-SY5Y相比,在HT-29细胞中表达量较高。红霉素对HT-29细胞和C26细胞的增殖具有不同程度的抑制作用,呈浓度依赖性。红霉素能将HT-29细胞阻滞于G2／M期,并引起明显的Sub G1峰。红霉素对HT-29细胞黏附于Ⅰ型胶原具有明显的抑制作用,存在明显的剂量-效应关系。红霉素能抑制肿瘤细胞释放明胶酶MMP-2。红霉素与长春新碱协同抑制小鼠C26细胞的增殖。长春新碱单用以及长春新碱与红霉素（50μmol／L）联用的IC50分别为62．65nmol／L和4．68nmol／L。红霉素与紫杉醇、羟基喜树碱联用亦显示协同作用。结论红霉素在能抑制钾离子通道HERG高表达癌细胞HT-29的增殖,并能诱导肿瘤细胞凋亡。红霉素与长春新碱等化疗药物显示协同作用。     

CD47在急性髓细胞白血病干细胞中的表达及其临床意义探讨

目的探讨CD47在急性髓细胞白血病干细胞(AML LSCs)中的表达及临床意义。方法应用流式细胞仪检测19名健康对照者骨髓造血干细胞(HSC)及147例AML患者骨髓LSCs中CD47的表达。对其中131例AML患者进行跟踪随访,分析LSCs CD47阳性和阴性对AML预后的影响。结果 19名健康对照骨髓HSC CD47阳性4例(21.05%),147例AML患者LSCs CD47阳性112例(76.19%),明显高于对照组,差异有统计学意义(χ2=24.30,P<0.01)。CD47在LSCs中表达百分率和平均荧光强度(MFI)均高于CD34+CD38+亚群(U值分别为4.90、3.03,P均<0.01)。对131例AML进行1～31个月随访:CD47阳性的AML患者复发率为46.46%(46/99),病死率为43.43%(43/99),CD47阴性的AML患者复发率为25.00%(8/32),病死率为18.75%(6/32),两者差异有统计学意义(χ2值分别为4.60、6.29,P均<0.05)。生存分析显示,CD47阳性的AML患者平均生存时间18.99±1.15个月,CD47阴性的AML患者平均生存时间24.90±1.87个月,两者差异有统计学意义(P<0.05)。结论 LSCs CD47阳性的AML患者易复发、病死率高、生存时间短、预后差。     

免疫磁珠分选白血病KG1a细胞中CD34~+CD38~-干细胞及其特性研究

目的从白血病KG1a细胞中分选CD34+CD38-干细胞并研究其生物学特性。方法免疫磁珠法分选CD34+CD38-细胞,流式细胞术分析细胞表面膜抗原、细胞周期,甲基纤维素培养体系观察其克隆性;以HL60、K562、CD34+CD38+细胞为对照,甲基偶氮唑蓝法检测柔红霉素对CD34+CD38-细胞的抑制作用;BALB/c裸鼠皮下接种,观察体内成瘤能力。结果分选的CD34+CD38-细胞纯度达95%以上,(69.03±3.25)%处于G0期,克隆形成率为(38.64±2.68)%,明显抵抗柔红霉素;不同浓度柔红霉素作用后,CD34+CD38-、CD34+CD38+、HL60、K562细胞的活性差异有统计学意义(F=961.136,P=0.000);CD34+CD38-在裸鼠皮下成瘤率显著高于CD34+CD38+细胞(P<0.05)。结论免疫磁珠法分选白血病干细胞简单易行,分选的细胞符合白血病干细胞生物学特性。     

黄芩素抑制白血病细胞增殖的分子机制研究

目的探讨黄芩素抑制白血病细胞增殖的分子机制。方法用不同终浓度的黄芩素处理多种白血病细胞，通过细胞计数获得不同时间的活细胞数，绘制细胞的生长曲线。采用对黄芩素处理最敏感的6133/MPLW515L细胞，探讨黄芩素抑制白血病细胞增殖的分子机制、细胞周期分布及凋亡情况。结果黄芩素能抑制实验中所有白血病细胞的增殖，但对来自小鼠胚胎干细胞非恶变的G1ME 细胞却无效果，提示黄芩素可能特异性抑制恶变白血病细胞增殖。细胞周期分析显示，不同浓度的黄芩素对6133/MPL W515L 细胞凋亡的作用不同（p <0.05），提示可能导致6133/MPL W515L细胞凋亡和将细胞周期阻滞于G1期。另外，黄芩素可能通过抑制MAPK/Erk 通路，激活Caspase-3 的方式诱导细胞凋亡。单独Z-VAD 不影响细胞增殖，但也不能拯救黄芩素导致的细胞增殖抑制，提示Caspase 活化可能不是黄芩素抑制细胞增殖的关键通路。结论黄芩素能诱导白血病细胞凋亡和细胞周期阻滞，从而抑制其增殖，可能是有效的抗白血病候选药物。     

附子中的新乌头碱对K562细胞增殖和凋亡的影响

目的研究附子中的成分新乌头碱作用于白血病K562细胞株对其生物学特性的影响。方法采用高效液相色谱法(HPLC)检测附子中是否含有新乌头碱和苯甲酰新乌头原碱。用新乌头碱标准品作用白血病K562细胞,电子显微镜下观察白血病细胞形态变化。流式细胞仪检测白血病细胞的细胞周期状态、凋亡的情况。结果高效液相色谱法检测出附子中含有新乌头碱。25~50 mg/L的新乌头碱对K562细胞增殖有明显的抑制作用,并呈剂量和时间依赖性(P0.05)。K562细胞在形态学上有明显的凋亡变化。流式细胞仪检测白血病细胞的细胞周期和凋亡状态,S期比例上升,G1期比例降低(P0.05)。25~50 mg/L的新乌头碱能不同程度地诱导K562细胞发生凋亡(P0.05)。结论附子中的新乌头碱具有抑制白血病K562细胞增殖、诱导其细胞凋亡的作用。