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研究目的:研究证实,乳腺上皮细胞的功能结构具有多层次性的特点,这与乳腺癌的不同亚型有着密切联系。在日常生活中广泛应用具有雌激素效应的化工原料一双酚A(BPA),作为一种内分泌干扰物可能是导致现代乳癌增加的主要环境因素之一。大量的动物实验已经证实围产期和胎儿期暴露于低剂量的BPA可导致成年后的乳腺发生病变,但其具体机制尚不明确。青春期是乳腺组织发育的重要时期,体内及外部环境的微小变化都会对乳腺造成重大影响。青春期BPA暴露使体内微环境发生变化从而影响乳腺细胞的增殖与补充。前期研究证实青春期是BPA敏感窗口之一,因此本实验选择青春期对小鼠进行暴露。管腔上皮细胞被认为含有不同类型的祖细胞,包括激素受体表达的祖细胞和分泌细胞。不同的乳腺上皮细胞系可结合细胞表面的(CD24,Sca1,CD49f)抗原通过流式分选分离。CD24+/low Sca1-CD49flow为基底层肌上皮细胞;CD24+/low Sca1-CD49fhigh则富集基底干细胞。雌激素受体阳性(ER+)的管腔细胞的表型是CD24+/highSca1+,而管腔CD24+/high Sca1-细胞群是大部分的ER-管腔祖细胞。最新研究发现,乳腺管腔祖细胞可能与基底样乳腺癌的发生有关,且乳腺管腔祖细胞中的一个亚群极有可能是细胞癌变的原发靶细胞。基于这些证据,本研究提出青春期BPA暴露所导致的小鼠乳腺病变及乳癌风险增加的靶细胞可能是乳腺管腔祖细胞中的一个亚群的科学假说。 研究方法:本论文的第一部分集中探究BPA的敏感浓度。即把3周龄的CD-1雌鼠连续4周暴露于不同浓度(4,40,400μg/kg/day)的BPA;在7周龄时采集乳腺组织,从乳腺的形态、导管增生及小鼠体内激素水平筛选出BPA暴露的敏感浓度。第二部分集中研究青春期BPA暴露的敏感靶细胞。即把3周龄的CD-1小鼠连续4周暴露于第一部分筛选的BPA浓度,并在小鼠发育的不同阶段(7周龄,4月龄,OVX-6月龄)采集乳腺组织。一部分乳腺组织用于形态及病理学方面的研究;剩余乳腺组织制备成单细胞悬液后,用细胞表面不同的抗体(CD24,Sca1,CD49f)标记结合流式分选将乳腺上皮细胞的不同类群分离。然后通过体外培养对乳腺干细胞及管腔祖细胞进行体外定性和定量分析,以查看青春期BPA暴露对乳腺干细胞和管腔祖细胞的影响。同时,利用体外移植再生的方法来检验青春期BPA暴露对乳腺干/祖细胞功能的影响。本研究的第三部分是,用转基因C57BL/6-GFP小鼠进行重复验证实验,即把3周龄C57BL/6-GFP小鼠用BPA连续暴露4周后,4月龄时采集乳腺组织,进行流式分选、体外培养、基底膜基质体外分化及体内移植探究青春期BPA暴露引起成年小鼠乳腺癌变的靶细胞。 研究结果:本研究的第一部分结果显示,3周龄的CD-1小鼠经不同浓度的BPA连续4周暴露后,随着暴露浓度的增加,雌二醇及IGF-1等与乳腺发育相关激素的水平均呈上升趋势。且高浓度组与对照组相比,乳腺导管分支及增生比例显著增加。所以结果显示400μg/kg/day为CD-1小鼠BPA暴露的敏感浓度。第二部分研究结果显示,青春期BPA暴露会促使青春期小鼠乳腺分支的形成和乳腺导管增生比例增加;青春期BPA暴露后,4月龄的BPA处理组小鼠与对照组相比乳腺末端芽、乳腺导管增生比例极显著增加。青春期BPA暴露使成年CD-1小鼠管腔细胞及管腔祖细胞在乳腺上皮细胞中的比例减少,其中BPA处理组OVX-6月龄的小鼠ER+管腔祖细胞在总管腔细胞中的比例与对照组相比显著减少。第三部分研究结果显示,青春期BPA连续暴露四周的4月龄C57BL/6-GFP小鼠,BPA处理组的ER+管腔祖细胞在总管腔细胞中比例显著减少,且其增殖能力也显著降低,进一步证明了BPA的作用靶细胞可能是ER+管腔祖细胞。根据以上结果可以推测青春期BPA暴露对小鼠乳腺产生的有害影响是持续性的。 研究结论:本研究第一次把BPA诱导的乳腺形态变化与乳腺上皮细胞中管腔细胞的不同层次连系起来。研究结果表明,青春期BPA暴露导致成年小鼠乳腺导管分支和非典型性增生等癌前病变增加。在乳腺发育的早期阶段乳腺管腔细胞中ER+管腔祖细胞可能是雌激素干扰物——BPA的主要作用靶细胞。