探讨三阴性乳腺癌(TNBC)细胞对磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)抑制剂产生抗药性的分子机制。
方法运用脂质体2000试剂盒将siFZD7、siWANT5B或siGSK3转染TNBC细胞HCC70,Western blot法测定WNT/β-连环蛋白(WNT/β-catenin)和磷脂酰肌醇3激酶/苏氨酸激酶/雷帕霉素靶蛋白(PI3K/AKT/mTOR)信号通路关键蛋白的表达。将PI3K/AKT/mTOR通路抑制剂作用TNBC细胞HCC70、雌激素受体(ER)阳性乳腺癌细胞MCF-7和人表皮生长因子受体2(HER2)阳性乳腺癌细胞SK-BR3,采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测细胞增殖抑制率,并计算半数抑制浓度(IC50);Western blot和荧光素酶报告基因实验检测WNT/β-catenin和PI3K/AKT/mTOR信号通路的活性变化对乳腺癌细胞增殖的影响;免疫荧光实验检测β-catenin蛋白核转位。将BKM120处理的乳腺癌细胞皮下注入裸鼠体内,观察其致瘤能力,采用免疫组化法检测肿瘤组织中磷酸化肺耐药相关蛋白6(p-LRP6)、磷酸化eIF4E结合蛋白1(p-4EBP1)和β-catenin蛋白的表达。
结果siRNA转染的HCC70细胞中,卷曲蛋白7(FZD7)、细胞外因子5B (WANT5B)、糖原合成酶激酶3(GSK3)表达显著降低,WNT/β-catenin活性升高,PI3K/AKT/mTOR活性降低。PI3K/AKT/mTOR通路抑制剂能抑制MCF-7和SK-BR3细胞的增殖,GDC-094、BKM120、XL147、perifosine、everolimus、BEZ235对MCF-7细胞的IC50分别为0.46 mmol/L、1.44 mmol/L、4.34 mmol/L、11.35 μmol/L、53.71 μmol/L和12.87 μmol/L,对SK-BR3细胞的IC50分别为0.63 mmol/L、0.58 mmol/L、3.74 mmol/L、13.22 μmol/L、60.00 μmol/L和11.38 μmol/L。荧光素酶报告基因检测显示,经BKM120处理后,HCC70、MCF-7和SK-BR3细胞中的荧光素酶活性分别为1.75±0.05、1.13±0.02和0.43±0.01,对照组的荧光素酶活性为1.00±0.02,HCC70、SK-BR3细胞中的荧光素酶活性与对照组差异有统计学意义(P<0.05)。BKM120能抑制mTOR的活性,提高WNT/β-catenin活性能解除BKM120对mTOR活性的抑制。BKM120能抑制MCF-7和SK-BR3细胞的体内致瘤能力,但对HCC70细胞的致瘤能力无影响。免疫组化检测显示,BKM120处理的HCC70细胞接种于裸鼠后,肿瘤组织中β-catenin蛋白发生核转位,p-LRP6蛋白表达增加,p-4EBP1蛋白表达无变化;BKM120处理的MCF-7细胞接种于裸鼠后,肿瘤组织中β-catenin蛋白未发生核转位,p-LRP6和p-4EBP1蛋白表达降低。
结论HCC70细胞对PI3K抑制剂具有抗药性,WNT/β-catenin信号通路可调节PI3K/AKT/mTOR信号通路,从而诱导TNBC细胞对PI3K抑制剂的抗药性。