3-BrPA靶向抑制高表達ErbB2乳腺癌細胞生長的分子機制研究
本文選題:ErbB2 + 乳腺癌; 參考:《吉林大學》2017年博士論文
【摘要】:腫瘤細胞的能量代謝明顯高于正常細胞以維持它們較高的生長速率和增殖侵襲需要。人表皮生長因子受體2(Human epidermal growth factor receptor 2,ErbB2或HER2)基因在多種惡性腫瘤中存在高表達,而在乳腺癌中ErbB2基因高表達的比率較其他種類癌組織高。高表達ErbB2導致葡萄糖代謝和攝取的增加,乳酸增加以及耗氧量的降低。而高表達ErbB2的乳腺癌細胞更容易對ErbB2的分子靶向藥物赫賽汀形成耐藥。通過抑制高表達ErbB2的乳腺癌細胞的糖酵解過程可能誘導乳腺癌細胞的凋亡,這有望成為乳腺癌治療的新靶點。而3-溴化丙酮酸(3-Bromopyruvate,3-BrPA)作為一種糖酵解抑制劑,選擇性的作用于糖酵解過程的關鍵酶己糖激酶HKⅡ(hexokinase II,HKⅡ),能誘導多種腫瘤細胞凋亡,而我們的研究證實基于這一原理,為高表達ErbB2乳腺癌尋找一種新的靶向治療藥物。目的:通過建立高表達和低表達ErbB2的三種乳腺癌細胞系,利用Western blot法、線粒體分離、JC-1線粒體膜電位檢測、異種移植體內(nèi)實驗等方法,研究ErbB2基因在3-BrPA治療中抑制乳腺癌細胞活性的能力,對HKⅡ蛋白表達活性和線粒體分布的影響。應用HKⅡ抑制劑3-BrPA后,觀察高表達ErbB2的乳腺癌細胞活力變化,探討3-BrPA誘導高表達ErbB2的乳腺癌細胞凋亡以及對異種移植乳腺癌成瘤抑制的相關機制。方法:1.對正常情況下低表達ErbB2基因的人乳腺癌細胞株MCF7、MDA-MB-231進行野生型ErbB2轉(zhuǎn)染,對高表達ErbB2基因的BT474人乳腺癌細胞進行ErbB2 si RNA轉(zhuǎn)染,建立高表達ErbB2的231ErbB2、MCF7ErbB2兩種細胞株和低表達ErbB2的BT474 si ErbB2細胞株,Western blot法檢測三種乳腺癌細胞株中ErbB2的表達情況,測定給予3-BrPA處理后48h各組細胞的活力。2.Western blot法分析HKⅡ在三種細胞株中表達變化以及在線粒體和胞漿的分布變化。3.Western blot法分析,給予3-BrPA對高表達ErbB2的乳腺癌細胞中HKⅡ在線粒體和胞漿中的表達變化,觀察HKⅡ從線粒體解離的量。4.通過JC-1線粒體熒光探針檢測線粒體膜電位變化,Western blot法分析細胞色素C在線粒體和胞漿中分布變化以及PARP蛋白裂解情況,觀察3-BrPA誘導高表達ErbB2的乳腺癌細胞凋亡的情況。5.異種移植試驗應用231V,231ErbB2兩種乳腺癌細胞接種裸鼠,觀察3-BrPA對高表達ErbB2的乳腺癌荷瘤裸鼠的抑瘤作用。結(jié)果:1.成功建立了穩(wěn)定表達的高表達ErbB2的231ErbB2、MCF7ErbB2兩種細胞株和低表達ErbB2的BT474 si ErbB2細胞株,并用Western blot法檢測了ErbB2的表達情況。測定給予3-BrPA后48h各組細胞的活力,發(fā)現(xiàn)3-BrPA使高表達ErbB2的細胞活力明顯下降、凋亡情況明顯增加。2.Western blot法分析發(fā)現(xiàn)HKⅡ在高表達ErbB2的細胞中表達明顯增加且大部分在線粒體中分布,而在低表達ErbB2的細胞中無明顯變化。己糖激酶比色法發(fā)現(xiàn)高表達ErbB2的細胞HKⅡ活性增加。3.Western blot法分析給予3-BrPA后發(fā)現(xiàn)高表達ErbB2的乳腺癌細胞中的HKⅡ在線粒體中明顯減少,而在胞漿中明顯增多,說明HKⅡ從線粒體解離。4.JC-1線粒體膜電位檢測給予3-BrPA后高表達ErbB2的乳腺癌細胞線粒體膜電位顯著降低,Western blot法分析細胞色素C在線粒體中的含量明顯減少而在胞漿中明顯增多,PARP的裂解顯著增多,說明3-BrPA誘導了高表達ErbB2的乳腺癌細胞的凋亡。5.異種移植試驗對乳腺癌荷瘤裸鼠給予3-BrPA后高表達ErbB2的荷瘤裸鼠中可觀察到明顯的成瘤抑制作用。結(jié)論與創(chuàng)新:1.成功建立了高、低表達ErbB2的乳腺癌細胞模型,細胞活力測試發(fā)現(xiàn)高表達ErbB2的乳腺癌細胞對3-BrPA更敏感。2.ErbB2基因的高表達與HKⅡ在線粒體中分布增加相關,首次提出ErbB2表達與HKⅡ表達之間的相關性。3.3-BrPA促進了高表達ErbB2的乳腺癌細胞中HKⅡ從線粒體的解離,證實了3-BrPA對高表達ErbB2乳腺癌細胞生長抑制作用的機制。4.進一步研究發(fā)現(xiàn)3-BrPA導致腫瘤細胞生長受抑制機制在于降低了線粒體膜電位,使細胞色素C從線粒體向胞漿釋放以及PARP裂解,誘導了線粒體介導的凋亡。5.在體內(nèi)實驗中3-BrPA對高表達ErbB2的荷瘤裸鼠具有抑瘤作用。為針對高表達ErbB2的乳腺癌的特異性靶向治療藥物3-BrPA提供了研發(fā)前景。
[Abstract]:Objective : To investigate the effect of 3 - bromopyruvate ( 3 - Bromopyruvate , 3 - BrPA ) on the apoptosis of breast cancer cells . The results showed that 3 - BrPA showed a high level of activity in mitochondria . The results showed that 3 - BrPA could significantly reduce the cell viability and apoptosis in breast cancer cells . The results showed that 3 - BrPA could induce the growth of breast cancer cells with high expression of erbB2 .
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:R737.9
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