关键词:
恶性肿瘤
三阴性乳腺癌
土贝母
整合素
中药提取物
转移
摘要:
背景:乳腺癌是女性最常见恶性肿瘤之一,且其发病呈逐年上升趋势。乳腺癌中雌激素受体(estrogen receptors,ER)、孕激素受体(progesterone receptors,PR)及人表皮细胞生长因子受体-2(HER-2)皆为阴性的亚型,即三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC),该亚型复发转移率高,预后差。在中医理论中,“痰毒流注”是乳腺癌发生转移的重要病机。目的:本研究应用化痰散结解毒药土贝母鲜品二氯甲烷提取物(ETBM)作用于绿色荧光蛋白转染的TNBC裸鼠原位移植瘤及细胞系,以期了解土贝母脂溶性提取物对TNBC的疗效,并初步探索其机制。方法:研究应用绿色荧光蛋白转染裸鼠原位乳腺癌移植技术,通过实时监测了解ETBM对肿瘤生长及转移的作用。通过IncuCyte⑧细胞增殖实验及结晶紫染色法增殖实验,观察ETBM对TNBC细胞系增殖的影响并计算IC50。通过Transwell迁移、侵袭实验及划痕实验,检测ETBM对细胞运动性的影响。经数字基因高通量测序(Digital gene expression sequencing,DGE),检测ETBM处理与未处理细胞的差异基因,进行KEGG通路富集分析,推测ETBM可能影响的生物学功能。进而,应用qRT-PCR,western blot及IHC技术进行分子生物学验证,明确其如何影响整合素及相关蛋白的表达,并检测下游通路关键激酶,如焦点粘着激酶(Focal adhesion kinase,FAK)、Src 家族激酶(Src family kinases,SFKs)及蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)的磷酸化,以明确其对下游通路的影响。通过利用cBioPortal大数据平台对多个数据库中人乳腺癌样本突变情况,及对美国癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)中乳腺癌样本mRNA及蛋白表达数据进行挖掘,探索ETBM作用靶点在人乳腺癌患者中是否存在表达异常,明确临床应用价值。结果:通过动物实验发现ETBM高剂量组(ETBM-H)对TNBC裸鼠原位肿瘤生长有明显抑制作用,虽然其抑制原位瘤体积效果不如阳性对照药物紫杉醇,然经紫杉醇治疗的肿瘤虽然体积缩小,其荧光蛋白强度却有增加趋势,提示肿瘤活性并未降低。且ETBM对肺、淋巴结转移有一定的抑制作用,对照组肺转移发生率为90%,土贝母低剂量组(ETBM-L)为60%,ETBM-H为30%。土贝母高剂量组相比对照组可显著降低肺转移发生率(P<0.05)。根据荧光成像,观察到土贝母两个治疗组肺转移发生面积均较对照组减小。淋巴结转移方面,对照组淋巴结转移率70%,ETBM-L组为50%,ETBM-H组为40%。经紫杉醇治疗的小鼠死亡率10%,ETBM治疗组小鼠皆存活至实验结束,未表现出明显虚弱或痛苦。通过IncuCyte(?)及结晶紫染色法增殖实验,发现ETBM对多种TNBC细胞系具有增殖抑制作用,IC50在45-90μg/ml,而对激素受体阳性乳腺癌细胞MCF-7则生长抑制作用较弱,IC50为475.8μg/ml。在细胞形态上,TNBC细胞从长梭形变得更为椭圆,同时细胞内出现无GFP表达的空泡。通过Transwell小孔实验发现60μg/ml ETBM可明显抑制MDA-MB-231细胞的侵袭,迁移。划痕修复实验也验证了经ETBM处理后的细胞活动度明显降低。DGE测序发现ETBM在转录层面可调控诸多基因,如多种整合素(integrin,ITG)、Rho GTP 酶激活蛋白 5(ARHGAP5)、血管内皮生长因子-A(vascular endothelial growth factor A,VEGF-A)、胰岛素样生长因子-1 受体(insulin-like growth factor 1 receptor,IGF-1R)、血小板衍生生长因子受体 β(Platelet-derived growth factor receptors,PDGF-Rβ)等。根据KEGG通路富集分析,初步推测ETBM可通过调控焦点粘附通路中整合素家族及其下游因子而减弱细胞活动性。通过对细胞及动物标本进行qRT-PCR,western blot及IHC明确ETBM在细胞及裸鼠肿瘤中均可抑制ITGB1、ITGB8及ARHGAP5的表达,且有抑制其他整合素家族基因表达的趋势。并且在细胞内,ETBM下调了通路关键激酶,FAK、Src和AKT的磷酸化,提示其抑制细胞活动性的机制可能与调控整合素及下游通路相关。通过利用cBioPortal大数据平台对人乳腺癌样本突变情况进行探索发现,本研究所涉及的整合素分子在乳腺癌中均存在一定突变。通过对TCGA中乳腺癌样本mRNA及蛋白表达的提取,证明E