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在全球范围内,乳腺癌是女性最常被诊断出的癌症之一。肺癌是导致女性癌症死亡的最主要原因,其次是乳腺癌,然后是结直肠癌。导致乳腺癌患者死亡的主要原因并不是其原位肿瘤,而是肿瘤的远处转移。 雌激素是体内一种重要的类固醇激素,其对于体内葡萄糖稳态、免疫稳定性、骨骼健康、心血管健康、生育能力和神经功能都是不可或缺的。同时,雌激素也在多种激素敏感性癌症的发展和恶性进展中发挥作用,其中就包括乳腺癌。尽管相关研究有很多,但雌激素影响乳腺癌转移的具体分子机制并未阐明,因此,揭示其调控机制将为临床治疗乳腺癌提供新的指导。 对于乳腺癌的治疗,除了传统的手术、放疗和化疗等手段,靶向治疗因其特异性强、毒副反应小、基本不损伤正常组织等特性,成为关注的热点。 近年来的研究证实,硫化氢作为一种气体递质,参与调节生物体内多种重要生理功能。作为合成硫化氢的关键酶之一,胱硫醚-β-合成酶(CBS),在多种肿瘤组织中高表达,且被证实在肿瘤细胞增殖、迁移、抗凋亡等过程中起重要作用。 鉴于以上,我们提出科学问题:1、雌激素能否影响CBS的表达;2、若有影响,其分子机制如何;3、CBS在雌激素影响乳腺癌细胞迁移的过程中有何作用。 我们的研究以CBS为切入点,探讨其在乳腺癌细胞迁移中的作用,这项工作可能为使用组织特异性CBS抑制剂作为辅助治疗乳腺癌提供依据。 目的: 探讨17β-雌二醇(E2)调控CBS的分子机制,明确E2通过CBS/H2S对乳腺癌细胞迁移的影响。 方法: 1、E2对MCF-7乳腺癌细胞CBS蛋白表达及H2S释放的影响 1.1、E2上调MCF-7乳腺癌细胞中CBS蛋白表达 选择10-9、10-8、10-7、10-6M浓度的E2处理MCF-7细胞24h后,免疫印迹法检测MCF-7细胞中CBS蛋白表达情况。结果显示:与con组相比,不同浓度E2处理均可上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达(**P<0.01vs.con),分别增加了(44±9)%、(87±11)%、(91±21)%、(75±13)%;其中,10-8M浓度的E2效果较强(**P<0.01vs.con),且在E2生理浓度范围内,故选择10-8M作为E2的处理浓度。 E2(10-8M)分别处理MCF-7细胞0、3、6、12、24、48h后,免疫印迹法检测CBS蛋白表达情况。结果显示:与con组相比,E2处理3h即可上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达(**P<0.01vs.con),增加了(35±22)%;且E2的作用持续至48h,CBS蛋白分别增加了(62±20)%、(54±9)%、(52±8)%、(54±18)%(**P<0.01vs.con)。 提示E2可浓度依赖性、时间依赖性上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达。 1.2、E2增加MCF-7乳腺癌细胞中H2S水平 选择10-9、10-8、10-7、10-6M浓度的E2处理MCF-7细胞24h后,自由基电极检测H2S水平。结果显示:与con组相比,10-9、10-8、10-7M浓度的E2可增加MCF-7细胞中H2S的水平(*P<0.05vs.con,**P<0.01vs.con),分别增加了(84±41)%、(79±15)%、(67±22)%;10-6M浓度的E2也可增加H2S水平,增加了(38±24)%,但与con组相比并无统计学差异(P>0.05vs.con)。 E2(10-8M)分别处理MCF-7细胞0、3、6、12、24、48h后,自由基电极检测H2S水平。结果显示:与con组相比,E2(10-8M)处理6h即可增加MCF-7细胞中H2S水平(**P<0.01vs.con),增加了(38±15)%;且E2的作用持续至48h(**P<0.01vs.con),H2S水平分别增加了(61±13)%、(69±30)%、(71±27)%。 提示E2可浓度依赖性、时间依赖性增加MCF-7细胞中H2S水平。 2、E2通过CBS蛋白促进MCF-7乳腺癌细胞迁移 为明确CBS蛋白在E2促进MCF-7乳腺癌细胞迁移过程中的作用,转染scrambled siRNA(40nM)或CBS siRNA(40nM)12h后,加入E2(10-8M)处理36h,实时细胞分析仪检测细胞迁移情况。结果显示:转染scrambled siRNA后,加入E2处理,细胞迁移能力增强(**P<0.01vs.con),增加了(85±38)%;转染CBS siRNA后,E2的作用被显著抑制(##P<0.01vs.E2),细胞迁移降低了(65±6)%。 提示E2通过CBS促进MCF-7乳腺癌细胞迁移。 3、E2上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达的分子机制 3.1、ER介导E2上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达的作用 为明确ER在其中的作用,使用雌激素受体拮抗剂ICI(10-7M)预处理MCF-7细胞半小时后,加入E2(10-8M)、ERα激动剂PPT(10-9M)或ERβ激动剂DPN(10-9M)处理MCF-7细胞24h,免疫印迹法检测CBS蛋白表达情况。结果显示:与con组相比,E2与激动剂处理组CBS蛋白表达水平显著增加(**P<0.01vs.con),E2组增加了(71±15)%,PPT组增加了(80±22)%,DPN组增加了(49±17)%;而ICI预处理组,与E2组相比,E2上调CBS蛋白表达作用被抑制(##P<0.01vs.E2),蛋白表达减少了(32±8)%。 提示雌激素受体ERα、ERβ介导E2上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达。 3.2、NF-κB通路介导E2上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达 为筛选出介导E2上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达相关的信号通路,分别使用MAPK抑制剂PD98059(PD,5μM)、PI3K抑制剂LY294002(LY,1μM)、NF-κB抑制剂PDTC(5μM)、SP1抑制剂MA(1μM),预处理MCF-7细胞30min后,加入E2(10-8M)处理24h,免疫印迹法检测CBS蛋白表达情况。结果显示:PDTC预处理细胞后,与E2组相比,CBS蛋白表达降低(#P<0.05vs.E2),降低了(52±8)%;而PD、LY、MA预处理细胞后,与E2组相比,CBS蛋白表达无明显统计学差异(P>0.05)。 提示NF-κB通路介导E2上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达。 3.3、E2对p65蛋白磷酸化的影响 为明确E2对NF-κB活性的影响,使用E2(10-8M)分别处理MCF-7细胞0、15、30、60、120、180min后,免疫印迹法检测p65蛋白磷酸化情况。结果显示:与con组相比,E2(10-8M)处理60min,p65蛋白磷酸化增多(*P<0.05vs.con),增加了(48±28)%;且E2的作用持续到180min(*P<0.05vs.con,**P<0.01vs.con),p-p65蛋白表达分别增加了(48±21)%、(65±19)%;E2处理对p65总蛋白表达并无影响。 提示E2促进p65蛋白磷酸化,不影响p65总蛋白表达。 3.4、沉默p65对E2上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达和H2S水平的影响 为明确p65的作用,转染scrambled siRNA(20nM)或p65siRNA(20nM)24h后,加入E2(10-8M)处理24h,免疫印迹法检测MCF-7细胞中CBS蛋白表达情况。结果显示:转染p65siRNA沉默p65蛋白表达后,与E2组相比,E2的作用受到明显抑制(##P<0.01vs.scrambled siRNA+E2),CBS蛋白表达减少了(30±6)%。 同上处理后,自由基电极检测H2S水平。结果显示:转染p65siRNA沉默p65蛋白表达后,与E2组相比,E2增加H2S水平的作用受到明显抑制(##P<0.01vs.scrambled siRNA+E2),H2S水平降低了(34±11)%。 提示转染p65siRNA后,E2上调MCF-7细胞中CBS蛋白表达、增加H2S水平的作用受到明显抑制。 结论: 1.E2上调CBS蛋白表达,增加H2S水平,进而促进MCF-7乳腺癌细胞的迁移。 2.E2通过ERα、ERβ激活NF-κB/p65信号通路。