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目的:本研究旨在探讨内质网应激(endoplasmic reticulum stress ERS)诱导雌激素受体阴性(estrogen receptor ERˉ)乳腺癌细胞凋亡以及钙蛋白酶2(calpain2)在其凋亡效应中的介导作用,为乳腺癌凋亡诱导治疗寻找靶点提供理论依据。 方法:采用ERˉ乳腺癌MDA-MB-231细胞为模型,常规细胞培养。实验设空白对照组(DMEM)、对照组(DMEM+DMSO)、实验组(DMEM+DMSO+TM)。用不同浓度(0、1.5、3、6、9、12μmol/L)内质网应激诱导剂衣霉素(Tunicamycin TM)诱导乳腺癌MDA-MB-231细胞不同时间(0、6、12、24、36、48h),倒置显微镜下观察细胞形态学变化。采用Western Blot法检测ERS标志性蛋白葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein78,GRP78)的蛋白表达量,以GRP78表达量达到的最高点来确定细胞ERS的成功建立;检测ERS凋亡相关蛋白caspase4和CHOP表达以及calpain2及其内源性抑制酶calpastatin的表达。用内质网应激抑制剂四苯基丁酸(4-PBA)和calpain抑制剂(calpeptin)分别预处理细胞后,再观察对上述蛋白表达效应的影响。用MTT法检测细胞增殖抑制率和流式细胞术检测细胞凋亡率。 结果: 1)光镜下对照组细胞状态良好,形态饱满呈细长梭形,密度较大,随着诱导剂剂量增加,细胞密度减小,胞体皱缩变圆,碎片增多,并有大量细胞漂浮。 2)TM诱导乳腺癌细胞ERS时可见GRP78表达明显上调,以9μmol/L TM诱导细胞ERS24h的GRP78表达量最高,与对照组相比差异具有统计学意义(P<0.05),作为细胞ERS建立的诱导浓度和时间,12μ mol/L以上的TM诱导细胞的GRP78表达量则表现明显下调; 3)MDA-MB-231细胞ERS发生时能上调calpain2、caspase4、CHOP的表达和下调calpastatin蛋白表达,与对照组相比差异均具有统计学意义(P<0.05),其中 caspase4蛋白(P<0.01); 4)用4-PBA或calpeptin预处理细胞2h后,再用TM诱导细胞,可见caspase4、calpain2蛋白表达的上调和calpastatin蛋白表达的下调均被显著阻断,与TM组相比差异均具有统计学意义(P<0.05),其中caspase4蛋白(P<0.01),CHOP表达也明显下调。 5)低剂量TM(1.5μmol/L)诱导乳腺癌细胞发生ERS时,细胞增殖抑制率及凋亡率分别为5%和12%,随着诱导剂剂量增大,增殖抑制率及凋亡率均明显增高,9、12、18μmol/L TM诱导的ERS对该细胞增殖有明显抑制效应,抑制率分别为(33.88±1.32)%、(51.51±8.85)%、(55.77±2.61)%,细胞凋亡率分别为[9μmol/L(16.70±0.46)%]、[12μmol/L(28.10±1.09)%],与对照组相比均具有统计学意义(P<0.05) 结论: (1)较强或持续的ERS可诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡。 (2)calpain2上调caspase4和CHOP诱导MDA-MB-231细胞凋亡。 (3)ERS通过上调calpain2和下调calpastatin介导caspase4和CHOP诱导MDA-MB-231细胞凋亡。