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前言：
乳腺癌是严重威胁女性生命和生活质量的恶性肿瘤,化疗药物由于可以延长患者生存期及改善预后,其临床疗效受到认可,但治疗过程中出现的肿瘤耐药性或肿瘤复发限制了化疗药物的临床应用,受到广泛研究和关注。
范可尼贫血蛋白(FA)作为FA/BRCA通路的重要组分,参与细胞增殖、周期、凋亡和侵袭力等生长表型以及基因转录和基因组稳定性等生命信号转导调控,影响肿瘤细胞对DNA损伤剂的敏感性。其中FANCF作为衔接蛋白,是稳定FA复合体及FA/BRCA通路生物学功能的关键因子。在卵巢癌、多发性骨髓瘤、宫颈癌及神经胶质瘤细胞中发现,FANCF基因启动子甲基化或者siRNA引起的FANCF蛋白低表达会引起FANCD2泛素化失活、FA/BRCA通路功能缺失从而增加肿瘤细胞对DNA交联剂等抗肿瘤药物的敏感性,但相关研究在乳腺癌中未见报道。
故本研究通过FANCF基因沉默干预FA/BRCA通路功能,检测乳腺癌细胞生物学行为及对药物敏感性变化,并探讨可能机制。旨在研究并发现能够有效增加乳腺癌细胞对药物敏感性的有效因子或手段,为逆转乳腺癌细胞耐药性、提高临床治疗效果,提供实验室数据。
实验方法：
乳腺癌MCF-7和T-47D细胞中脂质体法转染FANCF-shRNA/control-shRNA:MTT法、AnnexinV/PI双染法、彗星实验、JC-1染色法分别检测细胞增殖、凋亡、DNA损伤及线粒体膜电位的变化;采用流式细胞仪检测细胞内MX蓄积量变化;并用Westernblot检测FANCF、FANCD2、BCRP/LRP/P-gp/MRP等多药耐药蛋白、p53、MAPK通路及凋亡通路上相关蛋白表达情况。
实验结果：
1.乳腺癌MCF-7和T-47D细胞中转染FANCFshRNA和controlshRNA不同时间点(24h和48h)后,和controlshRNA组相比,转染FANCFshRNA24h和48h后两株细胞中FANCF蛋白表达及FANCD2泛素化水平均明显降低,且在转染48h后降低更明显。在生物学特性方面,和controlshRNA组相比,转染FANCFshRNA24h和48h后两株细胞中细胞增殖受抑、凋亡及DNA损伤均增加,其中在转染48h后增加更明显;并且在p53突变型的T-47D细胞增加更明显(P＜0.05),这可能与p53突变的T-47D细胞DNA稳定作用差,加之FANCF沉默后导致FA/BRCA通路活化受抑进而使进一步加重DNA不稳定性相关。
2.FANCF沉默的乳腺癌MCF-7和T-47D细胞经10μM米托葸醌(MX)处理24h后,与controlshRNA+MX组相比,两株细胞内MX蓄积量均明显增加,而且MCF-7细胞中增加更明显。对多药耐药蛋白BCRP/MRP/P-gp等的检测发现,BCRP在尼FANCFshRNA+MX组中较MX组表达降低;其中在p53野生型的MCF-7细胞中降低更明显(P＜0.05),MRP、P-gP、LRP表达未见变化。即说明FANCF沉默后MCF-7细胞对MX敏感性增加更明显。
3.MCF-7和T-47D细胞中FANCF沉默后未见MAPK通路的JNK、ERK、p38蛋白表达发生变化,但是在10μM的MX作用下,FANCF沉默可以使MCF-7和T-47D细胞中INK和p38蛋白表达及磷酸化水平增加,且明显高于MX单独对JNK和p38蛋白表达的增加作用,ERK蛋白表达无变化。P38抑制剂和JNK抑制剂预处理MCF-7和T-47D细胞发现,p38抑制剂预处理可使BCRP表达恢复,JNK抑制剂预处理对BCRP表达未见影响。
4.MX可增加FANCF沉默的p53野生型MCF-7乳腺癌细胞中p53磷酸化水平,而在p53变异型T-47D乳腺癌细胞则增加不明显,说明FANCF沉默后p53被激活,但对p53变异型T-47D乳腺癌细胞作用较弱;用JNK抑制剂SP600125预处理后,p53表达被完全抑制;用p38抑制剂SB203580预处理后,p53表达被部分抑制。
5.MX可使FANCF沉默后的乳腺癌MCF-7和T-47D细胞线粒体膜电位(△Ψm)下降,而且在MCF-7细胞中下降明显;同时发现,MX作用于FANCF沉默的MCF-7和T47D细胞质中cyt-c表达明显增加。进一步发现caspase-9活化及PARP剪切,MCF7-细胞中caspase-6(因为caspase-3在MCF7细胞中表达缺失,所以用caspase-6代替[38])和T-47D细胞中caspase-3活化,并且在p53野生型MCF-7乳腺癌细胞中较明显,且发现两株细胞中caspase-8均无变化。
结论：
1.FANCFshRNA可使乳腺癌MCF-7和T-47D细胞中FANCF沉默,通过增殖抑制、诱导凋亡及DNA损伤等途径发挥阻滞FA/BRCA通路的作用。
2.FANCF沉默诱导MX激活乳腺癌MCF-7和T-47D细胞中MAPK通路的JNK和p38途径;其中p38途径激活选择性抑制了BCRP表达,进而调控细胞耐药;INK途径激活对BCRP表达没有调控作用。
3.FANCF沉默可以通过激活JNK途径和部分p38途径增加乳腺癌细胞中p53的活性,进而诱导线粒体凋亡途径(非死亡受体介导的凋亡途径)协同参与FANCF沉默使MCF-7和T-47D细胞对MX敏感性增加的调控。