木犀草素抗三阴性乳腺癌的作用和机制研究

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目的:三阴性乳腺癌(TNBC)是所有乳腺癌中恶性程度最高的一种亚型,现有的内分泌治疗和靶向治疗对TNBC均无疗效,因此急需开发新的的治疗靶点和药物。Hippo-YAP/TAZ信号通路的异常激活与TNBC的发展和转移密切相关,我们前期研究从天然化合物文库中筛选YAP/TAZ抑制剂,发现木犀草素可以有效抑制YAP/TAZ的转录活性,本课题拟进一步探索木犀草素在TNBC细胞中抑制YAP/TAZ活性的作用与机制,为基于Hippo-YAP/TAZ通路抗三阴性乳腺癌的细胞增殖与转移的天然药物的研发提供参考。方法:(1)筛选调控TNBC细胞中Hippo-YAP/TAZ信号通路的小分子化合物:将MDA-MB-231细胞作为细胞模型,通过荧光素酶报告基因检测法筛选天然化合物文库,并发掘YAP/TAZ的潜在的抑制剂;利用RT-qPCR检测木犀草素对TNBC细胞中YAP/TAZ下游的两个基因CTGF和CYR61的mRNA水平的影响。(2)木犀草素对TNBC细胞的增殖抑制的检测方法:用SRB检测木犀草素(0-80 μM)对MCF10A、MDA-MB-231、4T1细胞的抑制率,在药物作用24h,48h,72h后测定并计算出药物半数抑制浓度;用细胞克隆形成法检测不同浓度的木犀草素作用于TNBC细胞,14天后计数不同药物浓度作用下的细胞克隆。(3)研究木犀草素抑制TNBC细胞增殖的作用机制:用免疫荧光染色观察木犀草素对TNBC细胞中YAP/TAZ的核定位的影响;通过RT-qPCR和WB检测木犀草素对TNBC细胞中Hippo-YAP/TAZ信号通路中主要分子的mRNA水平和蛋白水平的作用;分别构建MDA-MB-231细胞的过高表达TAZS89A细胞系和敲低TAZ细胞系,测定构建成功后的细胞系对木犀草素的敏感性;通过WB验证蛋白酶体抑制剂MG132逆转木犀草素对YAP/TAZ的抑制作用。(4)研究木犀草素抑制TNBC细胞的上皮间质转化(EMT)与迁移的作用机制:通过细胞划痕实验和Transwell实验检测木犀草素对TNBC细胞迁移能力的影响;利用RT-qPCR和WB检测木犀草素对TNBC细胞和过表达TAZS89A细胞中EMT相关标志物的mRNA水平和蛋白水平的影响。(5)验证木犀草素抑制TNBC细胞的体内增殖作用:将4T1细胞接种于裸鼠腋下,成瘤后随机分组,通过腹腔注射木犀草素干预实验组裸鼠移植瘤的生长,实验期测量小鼠体重和瘤体大小;用免疫组化检测木犀草素对小鼠移植瘤的YAP和TAZ的表达水平的影响。结果:(1)木犀草素是天然来源的YAP/TAZ抑制剂:我们利用荧光素酶报告基因检测了天然化合物文库中的木犀草素是YAP/TAZ潜在抑制剂;通过RT-qPCR检测出木犀草素可有效抑制TNBC细胞中YAP/TAZ下游的两个基因CTGF和CYR61的mRNA表达水平。(2)木犀草素可有效抑制TNBC细胞的增殖能力:用SRB检测木犀草素(0-80 μM)在MCF10A、MDA-MB-231、4T1细胞中24h,48h,72h的IC50值;相对于正常乳腺上皮细胞MCF10A,TNBC细胞对木犀草素比较敏感。木犀草素对TNBC细胞的抑制作用且与药物浓度和作用时间呈正相关;细胞克隆形成实验显示木犀草素能有效抑制TNBC细胞的克隆形成。(3)YAP/TAZ介导了木犀草素对TNBC细胞生长的抑制作用:木犀草素可降低TNBC细胞中YAP/TAZ的总体水平和核定位,并下调了 Hippo-YAP/TAZ下游分子的mRNA水平和蛋白水平。木犀草素对Hippo信号通路上游激酶无明显调控。MDA-MB-231高表达TAZS89A后出现药物抵抗,而MDA-MB-231细胞敲低TAZ后对木犀草素更敏感。木犀草素上调YAP/TAZ的磷酸化并促进pYAP/pTAZ以蛋白酶体途径降解。(4)木犀草素抑制TNBC细胞的EMT和迁移:细胞划痕实验和Transwell实验显示木犀草素减弱了 TNBC细胞迁移能力;RT-qPCR和WB证实了木犀草素通过下调TNBC细胞和MCF10A-TAZS89A细胞中间充质标志物的表达和上调上皮细胞标志物水平,从而实现了对TNBC细胞EMT的抑制和逆转。(5)木犀草素抑制TNBC细胞移植瘤的生长并降低YAP/TAZ的活性:木犀草素作用于实验组裸鼠18天后,实验组裸鼠移植瘤大小和重量均显著小于对照组,免疫组化结果显示实验组裸鼠移植瘤中YAP/TAZ的表达水平均明显低于对照组。结论:木犀草素可以降低YAP/TAZ的转录活性,并有效抑制TNBC的细胞增殖、EMT和迁移能力;木犀草素诱导YAP/TAZ磷酸化并促进pYAP/pTAZ以蛋白酶体途径降解;木犀草素可以抑制TNBC细胞移植瘤生长,并降低肿瘤组织中YAP/TAZ的蛋白表达水平。本文揭示了木犀草素靶向Hippo-YAP/TAZ信号通路抑制TNBC的细胞增殖与转移的作用机制,为木犀草素的临床应用奠定基础。
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