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背景据2018年统计,乳腺癌在女性癌症中发病率和死亡率均位列第1,严重威胁女性健康。乳腺癌分4型,HER2阳性者占20-30%。HER2是人类表皮生长因子受体,在正常组织中呈阴性或微量表达。乳腺癌等肿瘤组织中HER2过表达与肿瘤细胞增殖和转移有关。临床上常用HER2靶向药物(如曲妥单抗)封闭治疗有一定疗效,但后期出现耐药或严重毒副作用,如骨髓抑制、心脏毒性、肝脏毒性、体重下降等,预后较差;而目前尚无降解细胞过表达HER2治疗相关肿瘤的手段。因此,采取研发降解过表达的HER2且毒副作用低的治疗手段是该领域亟需解决的重大科学问题。前期研究显示环境应答基因JWA参与氧化应激、DNA损伤与修复,抑制多种恶性肿瘤发生发展。在HER2阳性胃癌细胞中JWA通过负调控HER2的表达抑制细胞侵袭和迁移。JAC1是JWA基因的小分子激动剂。本研究旨在探讨JAC1对HER2阳性乳腺癌细胞的抑制效应和分子机制。目的 JAC1经激活JWA而降解HER2过表达与抑制乳腺癌细胞增殖的作用和分子机制。方法用平板克隆实验检测JAC1对HER2阳性乳腺癌细胞增殖的影响;用免疫荧光染色检测JAC1对HER2在细胞中定位的影响;用裸鼠皮下荷瘤模型评价JAC1的抑瘤效果;用免疫印迹、实时荧光定量PCR、染色质免疫共沉淀检测JAC1对JWA的激活作用及对HER2的降解作用和机制。结果:①人乳腺癌细胞JWA基因表达水平与增殖潜能呈负相关。转染JWA质粒后,明显抑制HER2阳性乳腺癌细胞增殖;转染si-JWA后促进增殖;免疫荧光结果显示,JWA对HER2在细胞中定位无影响;免疫印迹结果显示,JWA负调控HER2表达关系明确;②JAC1抑制人乳腺癌细胞增殖呈剂量效应关系。平板克隆实验结果显示JAC1有效抑制两种HER2阳性乳腺癌细胞增殖,对HER2在细胞膜定位无影响;③JAC1抑制乳腺癌肿瘤体内生长。裸鼠皮下荷瘤模型结果显示,与对照组相比,JAC1对HER2阳性乳腺癌细胞的体内增殖有明显抑制作用,差异有统计学意义。HE染色结果显示JAC1对主要脏器无损害,血生化结果显示JAC1有改善心、肝功能及降血脂的作用;④JAC1经两级泛素化修饰机制负调控HER2表达。细胞水平机制研究发现,JAC1经激活JWA表达发挥作用,抑制泛素酶NEDD4对SMURF1的降解,而后者恰好是HER2的泛素酶,所以JAC1间接抑制了HER2水平。结论 JAC1可有效降解人乳腺癌细胞HER2蛋白,该作用是通过激活JWA和对E3泛素连接酶的两级调控实现的;JAC1抑制乳腺癌皮下荷瘤生长的同时对小鼠心、肝功能和脂代谢有一定保护作用。