MET基因复制数量的增加赋予单克隆抵抗体抗MET的能力并且建立药物依赖性.doc
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1、MET基因复制数量的增加赋予单克隆抵抗体抗MET的能力并且建立药物依赖性关键词:MET ,MV-NV30单克隆抗体,酪氨酸激酶抑制剂,抗性,药物依赖性【摘要】:被MEI原癌基因编码的酪氨酸激酶受体领导了具体抑制剂的发展并在癌症中起很重要的作用,其中现在一些正处于前进的临床试验阶段就以前的经验表明对大多数靶向治疗最主要的限制是抗性的出现。在对MET单克隆抗体抗性和抗体对化学抑制剂旁路抗性(反之亦然)一无所知时,酪氨酸激酶抑制剂对MET的抗性机制就已经被提出。EBC1型肺癌细胞是MET基因扩增的结果,并且这种细胞对MET抑制剂非常敏感,包括MET单克隆抗体的单机形式在内。我们培养生成抵抗抗体的细胞
2、发现这种抗性是由于MET基因大量复制扩增和它的受体显著表达而来。这种过度表达可以使单克隆抗体的“脱落”活动达到饱和,并且能够防止表面的MET受体的有效的下调和抑制剂的活化作用。值得注意的是MV-DN30抗体的抗性细胞是MET耐受细胞对MET酪氨酸激酶抑制剂也很敏感。除此之外,抗体抗性细胞还具有药物依赖性,MV-DN30的去处导致它们死亡是由于它们的过度信号表达。在实验中,对MET酪氨酸激酶抑制剂存在抗性的细胞仍然对MV-DN30抗体的作用敏感。结果表明一种不连续的通过抗体和化学激酶抑制剂联合治疗可能会使靶向治疗的临床反应和对MET抗体治疗旁路的抗性增加。缩略语:MV-DN30-单价DN30,T
3、KEs酪氨酸激酶抑制剂,HGF肝细胞生长因子,MAPK有丝分裂原活化蛋白激酶1.简介可以抑制一个特定的目标分子化合物的靶向治疗法开辟了治疗癌症的新道路。与主要杀死扩散细胞为主的传统化疗不同的是靶向药物对肿瘤细胞采取一种更具体的治疗方式。靶向治疗依赖于“癌基因沉瘾”的概念。这就意味着单个基因的抑制或死亡是由于它们的沉瘾,或者至少抑制它们的生长(温斯坦,2002)。临床试验中的特定抑制剂的发展给肿瘤细胞的“Achilles heel”的识别提供支持(温斯坦和乔,2006)。尽管靶向治疗在一部分癌症患者中取得了较优异的效果,还有重要的一点就是部分癌症病人对药物的选择表达没有起到治疗作用(原发性),除
4、此之外,几乎总是一开始患者反应变成后来对治疗的抵抗和复发(继发性)。因此,最关键的就是要发现对治疗抵抗的机制并且找到绕过它们的方法。癌基因和人类癌症密切相关,酪氨酸激酶起着决定性作用。这个观察发现许多肿瘤沉溺其中使得蛋白激酶成为了治疗癌症的理想目标(巴塞尔加,2006; Gschwind等人,2004)。在临床诊断中主要使用一种较小的激酶抑制剂和单克隆抗体来抑制酪氨酸激酶。酪氨酸激酶抑制剂是一种可以抑制靶蛋白酶活性的小分子物质。它们能有效地瞄准膜结合位点和细胞内的激酶并且很容易在体内扩散。单克隆抗体已被广泛用于临床并取得了可观的成果。这些分子的优点在于它们具有很高的特异性。在癌症治疗中的可以抗
5、癌的RTKs单克隆抗体已经被批准在乳腺癌和结肠癌中使用(分别针对HER2和表皮生长因子受体) 并可作为抗血管增生的药物(针对血管内皮生长因子受体)。除此之外,很多针对于其他目标的单克隆抗体正处与发展和试验阶段。最近,一种作为癌症治疗目标的RTK受到关注,这种RTK是由致癌基因编码的在肝细胞生长因子上的酪氨酸激酶受体。在和肝细胞生长因子结合后,MET活化并启动一个复杂的生化程序,这个过程被称作“浸润性上长”。在肿瘤组织中,浸润性生长的增进可以迫使肿瘤细胞从肿瘤组织中分解下来侵蚀基底膜,渗入基质中,甚至定居于新的组织中来实现转移。很多研究结果表明MET在人类的许多肿瘤中具有活性,并且它与对直接激酶
6、疗法的持续抗性密切相关。除此之外,还表明细胞显示大量复制(超过8张)和随之而来的过度表达和独立配体的激活都是沉溺于这种致癌基因和抗MET药物的应答中。在前期设置得到的基本结果,几种特定的多目标的酪氨酸激酶抑制剂和直接针对于MET或者HGF的抗体已经进入了临床试验阶段。在活体和动物模型进行的研究已经表明用TKIs长期治疗会导致机体的治疗耐受性。对MET TKIs的抗性可能是由于一些机制,比如MET基因扩增,过度表达,MET点突变,MET平行路径的激活和KRAS基因的扩增机制。然而,关于对MET的单克隆抗体的再次具有抗性一无所知。我们以前报道过主要针对细胞外的部分MET的抑制性单克隆抗体的研究进展
7、。它的诱导、再结合、达到MET脱落阈值的能力使其有抑制活性,剩余的跨膜片段通过蛋白酶体降解途径处理掉。因此,DN-30结合到MET后的结果是使其变成可溶性的诱饵MET并且蛋白水解酶会讲解MET激酶。 这促进了MET介导的生物活性的抑制作用。设计了这样一个过程就是因为DN-30的结合使得MET激酶部分活化并且导致抗体介导的受体同源二聚体化和单价Fab片段失去竞争活性的一个过程。在这个研究中我们表明了不断用MV-DN30来治疗沉瘾癌细胞会使其具有抗性的原因是MET基因的大量复制和MET的过度表达超过了MV-DN30对其有效下调并使其失去活性的的能力。值得注意的是,MV-DN30抗性细胞还会一直对M
8、ET TKIs产生耐受性和敏感性。有趣的是,它们获得了药物耐受性,当受到MV-DN30的驱除致死它们的是过多的信号表达。我们还表明对MET TKIs 有抗性的细胞也对MV-DN30敏感,所以,MV-DN30和MET TKIs 对肿瘤细胞的作用是相互促进的。2.材料与方法 2.1.细胞和试剂EBC1 细胞从一个患有转移皮肤肿瘤的病人取得,这个患者还患有肺鳞状细胞癌,病例是从日本癌症资料库购买得到。 GTL16 是一种实验室里的克隆胃癌细胞系。HEK-293T细胞系分离于人类胚胎时期的肾,A549细胞系来源于肺癌,都是从ATCC购买来培养的。对MV-DN30有抗性的EBC1细胞可以通过一个逐步的方
9、法培养得到,由Sigma Tau R&D 提供的通过暴露亲代细胞方法来增加抗MET单价单克隆抗体的浓度。亲代细胞用10 mg/ml 的MV-DN30治疗约一个月,直到生成的R10细胞开始产生抗性为止,R10抗性细胞又用逐步增加浓度的MV-DN30治疗。所有的抗体耐受细胞培养在存在MV-DN30并且可以使它们产生耐受性的条件下。大约两个月可以分离到R20抗体抗性细胞,四个月可以分离到R80抗体耐受细胞。EBC1 and GTL16 细胞对MET TKIs PHA-665752 (EBC1 RPHA 50 nM and GTL16 RPHA 150 nM) 都有耐受性,并且向描述的那样培养可以一直
10、保持PHA-665752的存在。该细胞系的遗传身份通过一个短的串珠状重复序列(STR)识别,这段序列在2013年7月再次重复出现。We 我们利用下面的小分子:ATP竞争行MET TKIs PHA-665752 (Tocris Bioscience) and JNJ-38877605 (John-son & Johnson) 和p38MAP激酶抑制剂SB203580 (Merck). 2.2. mRNA和基因组DNA的分析 用Trizol 试剂提取得到的RNA被检测到利用多文士病毒的逆转录酶和随机引物合成,cDNA可以用实时的利用电源带动的绿色PCR混合的PCR 技术来实现扩增,根据制造商的说明
11、下面的MET和ACTIN特异性引物要用到: hMET ex 19 Fw: 50-AGTTTACCACCAAGTCAGATGTGT-30; hMET ex 20 Rw: 50-GGGCTCCTCTTGTCATCAGC-3; hACTIN Fw: 50-GGAGGAGCTGGAAGCAGCC-30; hACTIN Rw: 50-GCTGTGCTACGTCGCCCTG-30.根据制造商的说明用实时PCR技术来分析用纯化的DNA基因组迷你试剂盒分析从细胞中提取到的基因组DNA,这种技术是用 TaqMan基因表达的主要结构和TaqMan探针MET基因和RNaseP控制基因的实时定量PCR分析。MET的m
12、RNA的成倍增加和EBC1中MET基因的大量复制以及MV-DN30抗性细胞归一化然后被认可。2.3. 蛋白印迹分析和脉冲追踪代谢标记蛋白提取液 (40 mg), 细胞上清液(20 ml) 。在细胞裂解前2小时把MET TKI JNJ-38877605加入到指定的地方。 免疫印迹法使用了以下的初级抗体:the anti-MET Intracellular domain (ICD) (zymed, #370100) from Invitrogen, anti-MET ECD (DL21) obtained as described (Prat et al., 1991), anti-phospho
13、-Tyr1234-Tyr 1235MET (#3126), anti-AKT (#9272), anti-phospho-Ser473AKT(#4060),anti-p44/42MAPK(#9102),anti-phospho-Thr202-Tyr204p44/42MAPK#9101),anti-p38MAPK(#8690),anti-phospho-Thr180-Tyr182-p38 MAPK (#9215), from CellSignaling;anti-vinculin (#V9131) from Sigma and anti-b-actin (#I-19 sc-1616) from
14、Santa Cruz Biotechnology. Secondary IgG HRP-Peroxidase antibodies were from Amersham.脉冲追踪实验的1106WT,或MV-DN30抗性的EBC1细胞(R80)都被平铺在60mm的盘里。R80 细胞保存在有或没有抗体(80 mg/ml)存在的条件下,而WT细胞要一直保存在有抗体的条件小16小时。然后,这些细胞在不含L-蛋氨酸但有500mmMCIL-甲硫氨酸S35(脉冲)(易标记)的DMEM培养基中处理20分钟。在这之后,去处放射性标记的培养基,细胞用1ml磷酸盐缓冲液盐水洗两次然后保存在有2mlISCOVE的培养
15、基中,培养基中加入2%FBS,在MV-DN30(80 mg/ml)存在或不存在脉冲3.6和16小时。之后,用免疫沉淀法(IP)在1ml细胞裂解液中进行测定(裂解缓冲液:1% TritonX-100存在下,20 mM Tris-盐酸,5毫米EDTA,10% V / v甘油,150 mM NaCl补充蛋白磷酸酶抑制剂)通过使用抗Met ICD dq13单克隆抗体,而IP法利用抗Met ECD do24单克隆抗体对细胞培养2毫升上清液进行。细胞裂解液和上清液都在有已知抗体的培养基里培养16个小时,抗鼠IgG抗体预包被琼脂糖凝胶蛋白珠形成免疫复合物沉淀下来。免疫沉淀物中的蛋白就会被8% SDS-PAG
16、E 分开,然后转移到3mm的纸上,80度,48小时后蛋白质的放射性就会在投影膜上留下印记。2.4.生长和可行性分析用于细胞生长和可行性分析的这些细胞被接种在96孔的培养板上,根据制造商的说明用已知药物在不同时期进行处理然后用细胞滴度发光细胞进行可行性分析。没经过处理的细胞控制在药物载体存在的条件下生长。所有的数据进行归一化到0天的药物治疗。2.5.荧光细胞分析对结合在EBC1WT,R20,R80细胞质膜上的MET进行免疫荧光着色,这些细胞要提前在有或没有MV-DN30存在的条件下培养24小时。荧光性的强度可以通过细胞荧光性分析检测到。用于检测的细胞要在PBS中用2%FBS洗涤并且在室温下用抗M
17、ET ECD DO24 mAb (100 ng/ml)着色20分钟。然后在室温下细胞又在PBS中用2%FBS洗涤就会逐步产生抗鼠IgG-RPE二抗然后用二脒基苯基吲哚作用20分钟。作为阴性对照,将不含初级抗MET抗体的细胞进行染色。质膜结合的蛋氨酸的荧光强度(AU为单位),通过使用GraphPad Prism软件绘制为箱形绘图图表。2.6.慢病毒载体转导EBC1 WT 细胞能稳定地在两种不同量的慢性病毒颗粒编码的MET cDN转导,包括1mg(MET)和1.6mg(MET)的p24病毒抗原,其浓度按说明确定。作为对照,WT细胞用含有空载体病毒颗粒感染 。MV-DN30抗性细胞(R20 and
18、R80)只用空载体感染。在感染48小时后接种细胞用于生物化学分析。转导细胞的可行性分析如先前描述的一样进行,让细胞在存在或不存在MV-DN30的条件下上长72小时。如先前所述,MET的蛋白印迹分析和磷酸化的MET蛋白水平和对感染细胞的mRNA的表达水平实时定量PCR分析一样子细胞感染72小时后进行评估。2.7. 药物协同作用分析在抗MET抗体MV-DN30和MET TKI JNJ-38877605之间进行药物协同作用分析是对WT EBC1和接种在96孔板上的GTL16细胞在用药物治疗72小时后的细胞活力的研究。如果使用一个药品从药物剂量来说要比混合使用的IC50约高10倍左右,双重增加浓度可以
19、用于单药使用和组合使用。评估细胞活力为前面描述的增效作用的药物效应多种分析研究,采用组合指数(CI)和Chou and Talalay 方法。使用相互排他性假设计算CI值(药物作用机理的不同,采用compusyn.exe)软件,可上线的网站: 1表明两种药物之间的协同作用。2.8. 统计分析同一个实验数据用GraphPad Prism软件进行两尾t检验分析至少有三种生物学具有统计学显著意义的结果。P值小于0.05被认为是有意义的。3.结果3.1. MV-DN30耐药细胞株的建立EBC1 肺癌细胞是MET沉瘾细胞,它能放大MET的扩增、过度表达和活化过程。MET TKIs或者MV-DN30对EB
20、C1细胞里的MET具有强烈的破坏它们生存和上长的能力的作用(图AC)。我们先前培养的EBC1细胞 对不同的YKIs有抗性表明了这种抗性可能是由于MET基因的进一步扩增。为了产生抗MV-DN30的细胞,我们采用逐步暴露EBC1原代细胞不方法来增加抗体的浓度,并且获得抗不同剂量抗体的细胞系(图1b;约的分步方法详见材料和方法部分)。, 进一步的实验中,我们使用耐20细胞(ebc1 R20)和80(ebc1 R80)毫克/毫升mv-dn30,剂量是分别是前面的约10倍和40倍,然后测这些细胞的抗体IC50(图1a)。在有MV-DN30存在的抗性细胞的生长速度一直和WT细胞差不多(图1C)。正如前面提
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