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研究目的：环氧合酶及其限速产物前列腺素E2(COX-2/PGE2)在犬乳腺肿瘤的发生发展过程中表现出多重生物学功能,该信号通路的异常激活可促进肿瘤细胞的增殖、抗凋亡能力以及增加肿瘤复发的风险。为了阐明COX-2信号通路对犬肿瘤干细胞生物学性能的维持及调控作用,本试验将从组织和细胞水平对这上述现象和潜在机理进行探讨：研究方法：1.通过免疫组化化学分析方法,检测COX-2与肿瘤干细胞相关标记CD44、Oct-3/4、 EGFR和Ki-67在正常乳腺组织以及原发性肿瘤组织中的表达分布和相关性,并从肿瘤组织中分离肿瘤单细胞建立无血清悬浮培养的肿瘤干细胞微乳球模型,进一步分析上述标记的表达类型间的关联性。2.以CMT1211和CMT1016两株犬乳腺肿瘤细胞建立富集肿瘤干细胞的微乳球模型,RT-PCR和Weseternblot分析COX-2/PGE2信号通路、Wnt/p-catenin信号通路相关因子以及干细胞相关标记因子的表达差异,确定异常激活因子。考察悬浮培养细胞CD44+/CD24以及ALDH+表型细胞的比例变化,以及细胞的增殖、侵袭和体内成瘤能力的变化。确定COX-2对肿瘤干细胞富集及肿瘤发生的作用。3.通过siRNA干扰和COX-2抑制剂(塞来昔布)靶向抑制细胞中COX-2的表达,同时分析其对肿瘤干细胞特征的影响。最后,将微乳球细胞接种免疫缺陷小鼠建立体内肿瘤模型,单一使用塞来昔布或者联合化疗药物顺铂观察其对肿瘤的治疗作用。研究结果：1.COX-2在正常乳腺、癌前增生以及肿瘤组织中的表达存在明显的差异,可作为早期组织向肿瘤转变的提示因子,其异质性的表达类型也反映了肿瘤组织细胞层次性。在原发性乳腺肿瘤组织中COX-2的表达与CD44和EGFR具有显著的相关性。在微乳球中,COX-2的表达升高与肿瘤的恶性程度相关,并伴随CD44和Oct-3/4的表达上调,进一步提示了COX-2在维持肿瘤干细胞亚群的数量及其性能方面具有潜在作用。2.基因差异表达分析的结果显示,COX-2、EP2、EP4、15-PDGH、β-catenin、Cyclin-D1、Oct-3/4、ALDH1A3表达存在明显差异,说明了肿瘤干细胞的富集过程伴随COX-2科Wnt信号通路的异常激活。而对微乳球进行细胞表型和ALDH+细胞亚群的分析结果也显示,微乳球成功富集了乳腺肿瘤干细胞,相对于贴壁细胞显示出更强的增殖、迁移、侵袭能力以及在体内形成肿瘤的能力。3.siRNA干扰或者选择性抑制剂可成功降低肿瘤细胞中的COX-2表达水平,并有效减少肿瘤细胞中CD44+/CD24-、 ALDH+细胞亚群的比例以及抑制肿瘤细胞的恶性行为,而这些作用可被PGE2所逆转。抑制COX-2的表达可下调β-catenin和Cyclin D1的蛋白水平,同时上调Phospho-(3-catenin (Ser33/37Thr41)的表达,联合顺铂可有效破坏微乳球的形成,增加凋亡细胞的比例。与单独分别给药相比,口服塞来昔布(20mg/kg,1次/日)联合腹腔注射顺铂(6mg/kg,1次/3日)可有效抑制小鼠异位移植肿瘤的生长,减少肿瘤组织中肿瘤干细胞的数目。结论：综合试验的所有数据,表明COX-2/PGE2对肿瘤干细胞的生物学性能具有重要的调控作用,而这一作用方式可能是通过Wnt/β-catenin信号通路来实现的。靶向抑制环氧合酶信号通路对犬乳腺肿瘤干细胞的抑制作用为临床的肿瘤治疗提供了新的依据。