芳香化酶在乳腺癌发生和发展中的作用机制研究

来源 :汕头大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dknight123lin
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背景与目的:  雌激素(estrogen,E2)是乳腺癌的主要致癌原,通过与雌激素受体(estrogen receptor,ER)结合而促进肿瘤细胞的增殖和生长。在绝经后的乳腺癌患者中,雌激素的主要来源是外周组织中的雄激素通过芳香化酶(aromatase,Arom)的催化作用转化为雌激素,芳香化酶抑制剂(aromatase inhibitors, AIs)可阻断这一反应,从而阻断肿瘤细胞的生长,是绝经后激素受体阳性的乳腺癌患者辅助内分泌治疗的一线方案。  然而,AIs的耐药成为临床应用中的最大问题,过去的研究主要集中在ER,ER信号通路与生长因子受体信号通路之间的串话机制研究,目前AIs的耐药机制仍不明确。芳香化酶(aromatase, Arom)是利用睾酮合成雌激素的限速酶,广泛存在于人体,在女性胎盘,脂肪组织及脑(包括下丘脑,海马,杏仁核等)中含量较高。雄激素经芳香化酶、NADPH等辅基的氧化还原反应转化为雌激素的同时还可产生活性氧(reactive oxygen species, ROS)。在正常的生理情况下,机体多种抗氧化酶SOD、GPx、GST、CAT等不断清除细胞内产生的ROS及自由基。ROS在不断产生及清除中保持氧化还原系统稳定,并在人体整个生理过程中发挥重要作用。ROS在肿瘤中也有重要作用,是参与细胞内信号传导的第二信使。已有研究表明ROS、E2可以激活c-src激酶及下游信号通路,Arom可以被c-src激酶磷酸化,磷酸化位点是第361位的酪氨酸(pY361Arom)。我们的前期研究表明Y361-Arom可以与PI3K调节亚基p-85结合,激活PI3K信号通路,而c-src激酶的抑制剂AZD0530(PP2)可以阻断这种结合,逆转乳腺癌细胞对AIs的耐药。因此我们推测:1、Arom在乳腺癌中维持体内氧化还原系统稳定中发挥重要作用,对乳腺癌的发生及发展具有重要影响。2、c-src可被ROS、AD激活,继而引起芳香化酶的磷酸化,激活下游PI3K信号通路,可能是导致AIs发生耐药的主要原因之一,pY361Arom可能是预测乳腺癌对AIs敏感性的一个标志物。本研究制备了特异识别Y361磷酸化芳香化酶的抗体,将对Arom及pY361Arom在乳腺癌发生发展中的作用及AIs耐药的机制进行探索性研究。  方法:  第一部分 pY361Arom抗体制备及在乳腺癌中的临床意义  1.公司合成多肽片段,通过动物免疫的方法制备了pY361Arom多克隆抗体,用ELISA、免疫印迹、免疫组化等方法鉴定其敏感性和特异性;  2.收集汕头大学医学院附属肿瘤医院用AIs内分泌治疗的绝经后乳腺癌患者60名,通过回顾性分析其临床资料,归纳总结临床病理资料,采用免疫组化的方法检测乳腺癌组织中pY361Arom的表达情况,并用SPSS17.0软件进行统计学分析,采用卡方检验及Fisher精确检验来分析 pY361表达水平与乳腺癌患者临床病理学参数的关系;采用 Kaplan-Meier生存分析方法进行总生存分析,组间比较采用log-rank检验法。P≤0.05为差异具有统计学意义。  第二部分 Arom在ER阴性的乳腺癌细胞株中的作用  1.建立稳定敲减Arom的SKBR3-shArom细胞系,采用细胞增殖实验,划痕实验,克隆形成实验,迁移及侵袭实验,用免疫印迹法检测Arom对pAKT(S473), p-85等蛋白的影响来探讨Arom对ER阴性的乳腺癌细胞的作用;  2.c-Src抑制剂(PP2)处理BT549, SKBR3, MDA-MB-231细胞后,用免疫印迹的方法探讨PP2对pAKT(S473), pSrc(Y416), pY361Arom, p-85等蛋白的影响。  第三部分 Arom在ER阳性的乳腺癌细胞株中的作用  1.采用高表达 ER的BT549-ER细胞株,在无外源性雌激素培养的状态下用分别用雌二醇(Estradoil, E2)和雄烯二酮(androstendine, AD), Letrozole, PP2处理细胞,观察细胞增殖情况,用免疫印迹法探讨其对Src(Y416), pAKT(S473), p-85, pY361Aro蛋白的影响;  2.雄烯二酮(androstendine, AD), Letrozole, PP2处理细胞,用免疫印迹探讨其对pSrc(Y416), pAKT(S473), p-85, pY361Arom等蛋白的影响;  3.BT549-ER, SKBR3细胞株,在无外源性雌激素培养的状态下,用DCFH-DA法检测细胞活性自由氧(reactive oxgene species, ROS)水平的方法探讨AD,Letrozole对细胞内ROS的影响。  结果:  第一部分  1.制备了pY361Arom多克隆抗体,效价约1:1万,该抗体可用于ELISA, WB, IHC, IF。WB可特异性的检测到蛋白pY361Arom,大小约55KD,最佳浓度1:1000,IHC最佳浓度1:2500,IF最佳浓度1:400,均为4℃过夜;  2.pY361Arom主要定位在乳腺癌细胞浆内,Kaplan-Meier生存分析显示pY361Arom高表达与患者总生存期显著相关,p≤0.05。但pY361Arom的表达与患者年龄、组织学分级、分期、ER、PR、Her2表达无相关性。  第二部分  1.敲减Arom后SKBR3细胞增殖减弱,与对照组相比p=0.042,具有统计学差异,迁移能力从95%±4.5%下降到36%±4.6%,侵袭能力从94%±4.3%下降到42%±4.2%和克隆形成能力从60%±4.5%下降到38%±4.3%,经统计检验,p≤0.05具有统计学差异,敲减Arom后, pAKT(S473)蛋白表达降低,p-85蛋白表达不变;  2.PP2处理BT549,MDA-MB-231, SKBR3细胞后pSrc(Y416),pY361Arom,pAKT(S473)蛋白表达降低;  3.SKBR3细胞免疫荧光Arom与p-85,pY361Arom与p-85在细胞浆共定位。  第三部分  1.AD,E2促进BT549-ER细胞增殖能力,AD最佳浓度为100nM,与对照组相比p=0.04,E2最佳浓度为1nM,与对照组相比p=0.03,PP2,Letrozole处理BT549-ER细胞后,细胞增殖能力降低,与对照组相比p≤0.05具有统计学差异;  2. AD浓度100nM处理BT549-ER后细胞后,pSrc(Y416),pY361Arom,pAKT(S473)蛋白表达明显升高。PP210μM,Letrozole100nM处理BT549-ER细胞后免疫印迹pSrc(Y416),pY361Arom,pAKT(S473)蛋白表达降低;  3.DCFH-DA法检测BT549细胞过表达ER前后加用100nM浓度AD处理2小时后,细胞内ROS水平明显上升分别上升约45%±4.2%和47%±3.6%,p≤0.05具有统计学意义,Let处理2小时后两株细胞内ROS水平均无明显变化。SKBR3经AD处理后ROS水平升高约48%±3.2%,与未作任何处理的对照组相比具有统计学意义,p≤0.05,而经Let处理后ROS水平无明显变化;在敲减了Arom的细胞SKBR3-shArom中,经AD和Let处理后细胞内ROS水平无明显变化。  结论:  1.制备了pY361Arom兔多克隆抗体。  2.Arom敲减后可抑制SKBR3细胞的增殖、迁移、侵袭、克隆形成,可能机制是下调pAKT(S473),同时对细胞内氧化还原稳定有重要调控作用,影响着乳腺细胞的发生和发展。  3.Src抑制剂PP2对BT549,MDA-MB-231细胞敏感,而对SKBR3细胞不敏感。  4.AD, E2可刺激BT549-ER细胞的增殖,PP2,Letrozole可抑制其细胞的增殖。  5.pY361Arom可能是一个预测AIs耐药的分子标志,其机制可能是AD通过芳香化酶及NADPH的氧化还原反应生成E2同时产生ROS,ROS及AD本身激活Src,引起pY361Arom活化,激活PI3K/AKT/mTOR,引起肿瘤细胞增殖。
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