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目的:内分泌治疗是激素受体阳性乳腺癌的重要治疗手段,但许多ER阳性的患者在内分泌治疗过程中出现ER转阴,导致获得性耐药,因此对内分泌治疗获得性耐药研究备受关注。对耐药机制的研究在ER水平和信号转导机制的研究则最被重视,内分泌耐药是ER和EGFR家族信号网络的双向作用共同调节的,ER阳性的细胞在MAPK信号表达上调后转为ER阴性。乳腺癌的综合治疗中,内分泌治疗多是序贯于放化疗之后,内分泌治疗过程中也可能伴有乳腺癌干细胞的富集,干细胞的富集是否构成内分泌耐药的原因,如何提高内分泌治疗的疗效,并延缓和逆转内分泌耐药是临床亟待解决的问题。中药β-榄香烯(β-Elemene,β-ELE)是从姜科植物温郁金中提取的抗癌有效成分,临床上应用于多种肿瘤的放疗增敏及化疗辅助,尚有逆转化疗耐药的研究,有报道与内分泌治疗具有协同作用。吉非替尼(Gefitinib,Iressa)是小分子酪氨酸激酶抑制剂,主要应用于肺癌的分子靶向治疗,近年来也应用于乳腺癌的内分泌联合治疗研究。据文献报道,化疗多药耐药逆转的研究中,具有逆转耐药的药物本身与化疗药物具备协同治疗的作用,与内分泌治疗有协同作用的药物是否具备逆转耐药的作用,对此我们进行一系列实验设计。首先,本研究模拟了人体乳腺癌治疗后复发的生物学特点,引入乳腺癌干细胞的概念,即在综合治疗后富集了少量的乳腺癌干细胞,在适当条件下进行增殖分化,导致乳腺癌复发的过程,通过体外干细胞培养条件下培养激素敏感的人乳腺癌MCF-7细胞,检测具备干细胞特性的悬浮球细胞雌激素受体(ER)的表达及对他莫西芬(Tamoxifen,TAM)的治疗敏感性,初步探讨内分泌耐药与乳腺癌干细胞的关系;并同时构建乳腺癌对TAM耐药的MCF-7/TAM细胞株(干细胞培养及传统低剂量诱导的方法),检测耐药细胞中ER在mRNA和蛋白表达水平改变,相关信号转导通路MAPK通路蛋白RAS、MEK1/2、p-ERK1/2水平变化,分析耐药MCF-7对TAM的耐药机制。其次,通过β-ELE、Gefitinib与TAM的联合应用,采用不同给药顺序干预乳腺癌MCF-7细胞的增殖,确定β-ELE和Gefitinib与TAM在内分泌治疗方面的联合应用价值,探索最佳给药顺序,确定其对MCF-7和MCF-7/TAM细胞的低剂量(细胞增殖抑制率<5%)。继而采用低剂量的β-ELE和Gefitinib作为逆转实验的干预剂量,处理对TAM耐药的MCF-7/TAM细胞,通过后者恢复对TAM敏感的现象,进一步检测治疗过程中ERα、ERβ在mRNA和蛋白表达水平的变化,以及MAPK通路蛋白RAS、MEK1/2、p-ERK1/2水平变化,分析β-ELE与Gefitinib在逆转乳腺癌内分泌耐药中的作用及机制。方法:分别于常规培养及干细胞培养条件下(悬浮球培养)培养激素敏感的MCF-7细胞株,流式细胞仪检测分子表型CD44+CD24–/low与CD44+CD24+亚群细胞比例变化,免疫细胞化学法测定ERα和ERβ的表达变化,MTT法检测细胞对他莫西芬的敏感程度。培养乳腺癌MCF-7/TAM耐药细胞;分别应用TAM与β-ELE联合、TAM与Gefitinib联合作用于MCF-7细胞,设立序贯与混合联用方案,用MTT法检测不同用药顺序对MCF-7细胞的增殖抑制作用,计算二药联合作用指数(combine index,CI),比较不同方案对细胞增殖抑制率的影响,并着重观察ELE和Gefitinib低剂量下TAM对MCF-7细胞的增殖抑制情况。流式细胞仪检测Gefitinib与ELE细胞毒性剂量对MCF-7细胞周期的影响。采用干细胞培养及传统低剂量诱导的方法构建出ERα阴性的乳腺癌TAM耐药细胞MCF-7/TAM,分别不同剂量和不同时间段β-ELE和Gefitinib处理MCF-7/TAM细胞,通过MTT法分析并确定β-ELE和Gefitinib对MCF-7/TAM和对MCF-7细胞的低剂量及最佳作用时间,据MTT结果用10ug/ml的β-ELE和Gefitinib处理MCF-7/TAM细胞48h,设立MCF-7组(M0),MCF-7/TAM组(M/T),MCF-7/TAM-ELE10ug/ml(E10),MCF-7/TAM-Gefitinib10ug/ml(G10)组进行后续试验,用MTT方法检测经处理后的E10与G10组细胞对TAM的敏感性,RT-PCR和免疫细胞化学观察ERα和ERβ在mRNA和蛋白水平的变化,并检测各组细胞MAPK通路RAS,MEK1/2、p-ERK1/2蛋白水平变化。实验结果应用SPSS16.0软件,计数资料ERα与ERβ的阳性表达采用卡方检验进行统计学分析,结果用百分率表示;凝胶电泳结果分析采用IMAGEJ与LabWorks4.6软件分析,计量资料确保符合正态分布,两组样本比较采用t检验,三组IC50值采用方差分析,结果以均数±标准差表示,P<0.05为差异有统计学意义。结果:干细胞培养条件下CD44+CD24–/low亚群细胞所占比例由常规培养的(0.27±0.08)%增至(1.60±0.08)%(p<0.05),而CD44+CD24+亚群细胞比例由(5.59±0.88)%增至(30.63±4.40)%(p<0.05)。干细胞培养条件培养下ERα和ERβ表达率较常规培养下调,分别由85.27%和90.53%降至69.43%和73.20%,差异有统计学意义(p均<0.05),且对他莫西芬的敏感性降低,IC50值由(9.82±0.31)umol/L升至(16.46±0.50)umol/L,再次诱导分化后ER并未出现上调,对他莫西芬的敏感性仍旧降低(p<0.05)。TAM与β-ELE序贯联用具有协同作用,序贯方法优于混合应用的叠加作用(p<0.05)。TAM与Gefitinib联用不同顺序均具有协同作用,序贯联用方法优于混合应用(p<0.05)。β-ELE5ug/ml及10ug/ml时ELE--TAM显示出优于TAM--ELE方案的趋势, Gefitinib5ug/ml及10ug/ml时Gefitinib--TAM显示出优于TAM--Gefitinib方案的趋势。流式细胞仪检测显示,β-ELE20ug/ml及40ug/ml作用于MCF-7细胞后,G0/G1期细胞比例由49.26%提高到64.04%和63.88%;Gefitinib10ug/ml及20ug/ml作用于MCF-7细胞后,G0/G1期细胞比例由49.26%提高到54.89%,68.35%。确定了β-ELE与Gefitinib与TAM的可联合性。后续试验发现,10μg/ml的β-ELE与Gefitinib作为干预剂量作用于M/T细胞48h后,细胞可重新对TAM敏感,细胞增殖受到抑制,实现耐药逆转。RT-PCR检测发现β-ELE治疗后可上调MCF-7/TAM细胞中ERα mRNA表达水平。与M0组相比,M/T组ERα mRNA与ERβ mRNA水平均见下调,以ERα mRNA下调最为显著(p<0.05)。经β-ELE治疗后,E10组ERα mRNA明显上调(p<0.05),ERβ mRNA也在E10组出现上调(p<0.05)。M0、M/T、E10各组ERα表达率分别为(95.04±1.81)%、(2.10±0.24)%、(82.34±3.21)%;各组ERβ表达率(96.13±1.07)%、(85.13±2.17)%、(74.33±3.07)%。ERα在M/T组细胞中的表达率显著下降p<0.05),在经过β-ELE治疗后表达率再次升高(p<0.05)。而ERβ在M/T组细胞中的表达率仅有轻度下降(p>0.05),应用β-ELE治疗后表达率呈下降趋势。Western blot分析结果显示,M/T组MAPK通路蛋白Ras、MEK1/2、p-ERK1/2蛋白表达水平均较M0组明显增强(p<0.05),经10μg/ml的β-ELE治疗48h后Ras、MEK1/2、p-ERK1/2蛋白表达水平均较M/T组下调(p<0.05)。在Gefitinib实验中,我们发现,Gefitinib上调MCF-7/TAM细胞中ERα mRNA和ERβ mRNA的水平,与M0组相比,M/T组ERα mRNA与ERβmRNA水平均见下调,以ERα mRNA下调最为显著(p<0.05)。但是经Gefitinib治疗后,G10组ERα mRNA明显上调(p<0.05),ERβ mRNA也在G10组出现上调(p<0.05)。免疫细胞化学显示,M0、M/T、G10各组ERα表达率分别为(95.04±1.81)%、(2.10±0.24)%、(75.04±2.88)%;各组ERβ表达率(96.13±1.07)%、(85.13±2.17)%、(90.25±2.15)%。ERα在M/T组细胞中的表达率显著下降(p<0.05),在经过Gefitinib治疗后表达率再次升高(p<0.05)。而ERβ在M/T组细胞中的表达率仅有轻度下降(p>0.05),应用Gefitinib治疗后表达率呈上调趋势。Western blot分析结果显示,M/T组MAPK通路蛋白Ras、MEK1/2、p-ERK1/2蛋白表达水平均较M0组明显增强(p<0.05),经10μg/ml的Gefitinib治疗48h后Ras、MEK1/2、p-ERK1/2蛋白表达水平均较M/T组下调(p<0.05)。结论:1.干细胞培养条件下可培养出具备干细胞特性的细胞亚群的悬浮球,且ER为阳性表达,但对TAM治疗敏感性减低,提示乳腺癌干细胞的富集可能是内分泌耐药的原因之一。2.利用干细胞培养方法可以构建乳腺癌MCF-7细胞的TAM耐药细胞。耐药的主要原因可能与MAPK通路蛋白表达上调,导致ERα缺失有关。3. β-ELE与Gefitinib均可阻滞MCF-7细胞于G0/G1期,增强TAM的抑制细胞增殖作用,与TAM药物间有协同作用。4. β-ELE和Gefitinib通过上调ERα mRNA水平,使ERα受体再表达,恢复对TAM的治疗敏感性,逆转MCF-7细胞对TAM耐药。5. MAPK通路是ERα受体再表达的重要途径,β-ELE和Gefitinib可以通过下调MAPK通道蛋白表达而实现ERα受体再表达。