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乳腺癌在女性恶性肿瘤发病率中排位第一,近年来在中国女性发病中位年龄呈不断年轻化趋势。浸润性乳腺癌是目前临床治疗效果较差的一种乳腺癌类型,主要原因之一就是浸润性乳腺癌在进展早期就有可能发生远处转移,从而使得乳腺癌具有较高复发率和转移率。上皮间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)是乳腺癌细胞侵袭、转移过程中的重要因素。之前研究显示,多种转录因子异常表达促进乳腺癌EMT过程。在本文中,我们初步研究在乳腺癌转移过程中T-box转录因子家族成员Brachyury所起的作用。Brachyury基因最初被发现在胚胎期脊索和尾芽中特异性表达,近年来发现在恶性肿瘤中过度表达。本课题收集了原发乳腺癌组织573例,癌旁正常组织29例。排除芯片中因染色脱片而未能观察到免疫组化结果、病例资料信息缺失不完善标本,总共有317例标本入选并纳入统计,其中癌组织288例,癌旁正常组织29例,癌和癌旁一一对应组织28对。我们成功构建7张组织芯片,其中6张为癌组织芯片,1张为癌旁正常组织芯片。采用免疫组织化学方法对乳腺癌和癌旁组织Brachyury蛋白表达进行定性定位。在288例乳腺癌组织标本中,93例Brachyury蛋白呈阳性表达,阳性表达率为32.29%。在29例乳腺癌旁组织标本中,3例Brachyury蛋白呈阳性表达,阳性表达率为10.34%。进行Pearson X~2检验,X~2=5.0162,P=0.02511,提示Brachyury蛋白在癌和癌旁中的表达具有显著差异,这表明Brachyury在乳腺癌发生发展过程中可能具有重要作用。此外,我们还使用Mann-Whitney U非参数检验Brachyury蛋白的阳性表达与患者年龄、病理类型、组织学分级、肿瘤大小、淋巴结转移情况、AJCC分期、是否绝经等临床病理参数间的相关性,应用Pearson X~2或Fisher确切概率法进行统计分析。结果显示,Brachyury蛋白表达在不同年龄中差异不具有统计学意义(P=0.1950)。Brachyury蛋白表达在不同绝经状态之间差异不具有统计学意义(P=0.1131)。Brachyury蛋白表达在不同病理类型表达中差异不具有统计学意义(P=0.6157)。Brachyury蛋白表达在不同组织学分级中表达差异不具有统计学意义(P=0.9549)。Brachyury蛋白表达在不同肿瘤大小中的表达差异不具有统计学意义(P=0.1986)。Brachyury蛋白表达在有无淋巴结转移中表达差异不具有统计学意义(P=0.9136)。Brachyury蛋白表达在AJCC分期中的表达差异不具有统计学意义(P=0.3459)。Brachyury蛋白表达阳性者中,Luminal A型有46例,所占比例41.44%,Luminal B型有23例,所占比例29.87%,HER2过表达型有5例,所占比例14.71%,三阴性有19例,所占比例28.79%;阴性者中,Luminal A型有65例,所占比例58.56%,Luminal B型有54例,所占比例70.13%,HER2过表达型有29例,所占比例85.29%,三阴性有47例,所占比例71.21%,Pearson X~2检验结果提示,Brachyury蛋白在乳腺癌分子分型的表达差异具有统计学意义(P=0.0219)。Brachyury蛋白表达阳性者中,HER2表达阳性有28例,所占比例25.23%,HER2表达阴性有65例,所占比例36.72%;阴性者中,HER2表达阳性有83例,所占比例74.77%,HER2表达阴性有112例,所占比例63.28%,Pearson X~2检验结果提示,Brachyury蛋白在不同HER2表达状态中表达差异不具有统计学意义(P=0.0572)。Brachyury蛋白表达阳性者中,ER表达阳性有69例,所占比例36.7%,ER表达阴性的有24例,所占比例24%;阴性者中,ER表达阳性的有119例,所占比例63.3%,ER表达阴性的有76例,所占比例76%,Pearson X~2检验结果提示,Brachyury蛋白在不同ER表达状态中表达差异具有统计学意义(P=0.0392)。Brachyury蛋白表达阳性者中,PR表达阳性的有55例,所占比例36.42%,PR表达阴性有38例,所占比例27.74%;阴性者中,PR表达阳性有96例,所占比例63.58%,PR表达阴性有99例,所占比例72.26%,Pearson X~2检验结果提示,Brachyury蛋白在不同PR表达状态表达差异不具有统计学意义(P=0.1475)。从这些结果中,我们意外发现,Brachyury在不同分子亚型乳腺癌中的表达也具有显著差异,特别是在ER阳性乳腺癌中表达差异显著。这与之前报道,Brachyury与ER阳性乳腺癌内分泌治疗药物他莫昔芬耐药有关的报道一致。沿着这一线索,我们发现Brachyury在他莫昔芬耐药中的潜在作用。在ER阳性乳腺癌细胞中,通过小干扰RNA质粒转染,敲除Brachyury蛋白表达能够增加乳腺癌细胞对他莫昔芬的敏感性,而上调表达Brachyury则增强他莫昔芬耐药。同时,我们发现去乙酰化酶-1(Sirtuin-1,SIRT1)是Brachyury蛋白的下游效应因子,Brachyury通过调节SIRT1的表达影响乳腺癌细胞对他莫昔芬耐药。过表达SIRT1同样能够克服他莫昔芬在乳腺癌细胞中的耐药现象。同时,在小鼠成瘤模型中,我们也证实了上述结论。此外,我们还明确了Brachyury蛋白与三阴性乳腺癌细胞的EMT表型相关。结果显示,Brachyury过表达的三阴性乳腺癌细胞EMT表型增加,Brachyury表达受到抑制的三阴性乳腺癌细胞EMT表型降低。同时,我们还确认了三阴性乳腺癌中,Brachyury的表达受染色体结构维持蛋白1(Structural maintenance of chromosomes protein 1,SMC1)调控。当SMC1表达增加时,Brachyury表达增加并EMT增强,当SMC1表达降低时,Brachyury表达降低并EMT减弱。综上所述,我们通过组织芯片技术,对病人样本信息进行分析,并提出假设:Brachyury蛋白可能与乳腺癌他莫昔芬耐药有关,并在随后的细胞和动物实验中验证了这一假设。同时,我们还提出其具体作用机制是Brachyury通过影响SIRT1表达。此外,我们发现Brachyury蛋白是三阴性乳腺癌EMT过程中的关键因子,并且其表达受SMC1调控。因此Brachyury可能是逆转ER阳性乳腺癌内分泌治疗耐药和抑制三阴性乳腺癌侵袭转移的一个潜在治疗靶点。