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针对病种:乳腺癌

发表时间:2012年

发表国家:中国

登载刊物:第三军医大学硕士论文

研究单位:第三军医大学

研究人员:周静

主要结论:大豆异黄酮GEN、DAI是通过激活PPARγ信号途径,降低FAK、uPA、MMP-2及MMP-9的表达水平,并引起细胞骨架损伤 ,进而抑制人乳腺癌MCF-7细胞的粘附、侵袭和迁移.

第三军医大学, 2012.
大豆异黄酮对人乳腺癌MCF-7细胞侵袭转移的影响及其与PPARγ的关系研究
周静
第三军医大学硕士论文

乳腺癌是严重威胁女性生命健康的最常见恶性肿瘤之一。膳食、营养因素在乳腺癌的发生发展过程中扮演着极为重要的角色。流行病学研究资料的系统分析结果表明,乳腺癌发病风险和大豆及其制品的摄入量呈明显负相关。目前认为大豆中的植物化学物成分大豆异黄酮(soy isoflavones,SI)是大豆抗乳腺癌作用的主要活性成分,SI包括染料木黄酮(genistein,GEN)和大豆苷元(daidzein,DAI)两种主要成分。已有大量体内外研究结果表明,SI抗乳腺癌的作用机制涉及抗氧化作用、调控肿瘤细胞生长周期进程、诱导肿瘤细胞凋亡、抗肿瘤血管生成和抑制肿瘤细胞侵袭转移形成等多个方面。由于肿瘤转移是导致肿瘤患者死亡的主要原因,抑制肿瘤转移已成为肿瘤防治的研究热点。肿瘤转移的机制异常复杂并受多种因素影响,除了受肿瘤细胞与周围组织微环境的相互作用,以及机体整体调节作用的影响外,还与肿瘤细胞的粘附性、侵袭性、迁移性等生物学特性有着密切关系。尽管已有部分实验研究证实SI可以抑制乳腺癌侵袭转移,但其确切的分子机制尚未完全阐明。
   过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptors,PPARs)属于核受体超家族成员,包括PPARα、PPARβ和PPARγ三种亚型。目前对PPARγ的研究较为深入,PPARγ被其相应的配体激活后,可与靶基因启动子上的过氧化物酶体增殖物反应元件(peroxisome proliferator responsive element,PPRE)结合,调控靶基因表达水平,参与细胞生理功能的调节。大量实验研究结果表明,PPARγ是糖尿病、代谢综合症、动脉粥样硬化等慢性疾病防治的重要靶点。罗格列酮(rosiglitazone)、吡格列酮(pioglitazone)、曲格列酮(troglitazone)等噻唑烷二酮类(thiazolidinediones,TZDs)PPARγ配体己被广泛应用于以上所述疾病的临床防治当中。近年的研究发现,不同器官来源的肿瘤细胞普遍存在PPARγ的表达,由此推测PPARγ可能与肿瘤的发生发
展密切相关。大量体内外实验研究证实,许多PPARγ配体如TZDs、15d-PGJ2等具有抑制不同器官来源的肿瘤细胞增殖、侵袭转移,诱导肿瘤细胞凋亡,以及抗肿瘤血管生成等抗肿瘤作用,因此PPARγ配体在肿瘤防治当中具有潜在的临床应用价值,尤其是在抑制肿瘤转移、复发方面。
   自2003年SI被首次证实是PPARγ的天然配体,并发现PPARγ活化与其降血脂、抗糖尿病作用有关以来,PPARγ信号途径在SI众多生物学功能中的作用逐渐受到学者关注。我们前期研究发现,SI可通过激活PPARγ调节如cyclinB、p21等细胞周期调控相关蛋白的表达水平,进而抑制人乳腺癌MCF-7细胞增殖。
   基于以上分析,推测SI可通过激活PPARγ抑制乳腺癌侵袭转移。本研究以高转移性人乳腺癌MCF-7细胞为研究对象,采用Millicell小室培养系统、免疫细胞化学染色、免疫荧光化学染色等方法,对比观察研究了SI的两种主要成分GEN、DAI,以及罗格列酮RGZ(阳性对照药物)单独或联合PPARγ选择性拮抗剂GW9662处理对乳腺癌MCF-7细胞的粘附、侵袭及迁移能力,肿瘤侵袭转移相关基因局部粘着斑激酶(focaladhesion kinase,FAK)、尿激酶型纤溶酶原激活物(urokinase plasminogen activator,uPA)、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)家族中的MMP-2、MMP-9的蛋白表达水平,以及细胞骨架的影响,以期探讨SI对乳腺癌侵袭转移的影响及其与PPARγ信号途径的关系。
   主要实验结果和结论如下:
   1.体外细胞粘附能力检测结果显示,8×10-5mol/L的GEN和DAI,2×10-5mol/L的RGZ单独处理MCF-7细胞48h后,各处理组MCF-7细胞粘附率均较对照组明显下降(P<0.05);而1×10-5mol/L的PPARγ选择性抑制剂GW9662分别与GEN、DAI、RGZ联合处理细胞时,各处理组MCF-7细胞粘附率较单独处理组显著升高(P<0.05),结果表明PPARγ激活与GEN、DAI和RGZ抑制MCF-7细胞粘附密切有关。
   2.体外细胞侵袭能力检测结果显示,8×10-5mol/L的GEN、DAI和2×10-5mol/L的RGZ分别单独处理MCF-7细胞48h后,各处理组MCF-7细胞在matrigel上的侵袭细胞数量较对照组均有明显减少(P<0.05);1×10-5mol/L的GW9662分别与GEN、DAI和RGZ联合处理时,各处理组细胞在matrigel上的侵袭细胞数量较单独处理组有明显增加(P<0.05),结果提示阻断PPARγ信号途径可逆转GEN、DAI和RGZ对MCF-7细胞侵袭的抑制作用。
   3.体外细胞迁移能力测定结果显示,8×10-5mol/L的GEN、DAI及2×10-5mol/L的RGZ分别单独处理MCF-7细胞48h后,各处理组MCF-7细胞在纤维连接蛋白(FN)上的迁移细胞数量较对照组明显减少(P<0.05);1×10-5mol/L的GW9662分别与GEN、DAI,RGZ联合处理时,各处理组在FN上的迁移细胞数量较单独处理组有明显增加(P<0.05),结果表明PPARγ活化在GEN、DAI和RGZ抑制MCF-7细胞迁移中起着重要作用。
   4.细胞骨架变化检测结果显示,8×10-5mol/L的GEN、DAI,2×10-5mol/L的RGZ单独处理MCF-7细胞48h后,各处理组细胞的微管长度变短,束状结构消失或发生断裂,在胞浆内散在分布或仅位于细胞一极,荧光强度减弱;微丝网状结构局部出现溶解或断裂;1×10-5mol/L的GW9662分别与GEN、DAI、RGZ联合处理细胞时,各处理组细胞的微管、微丝结构的损伤程度较单独处理组有所减轻,结果提示PPARγ介导了GEN、DAI和RGZ对MCF-7细胞骨架的损伤作用。
   5.细胞化学染色检测结果显示,FAK、uPA、MMP-2、MMP-9染色阳性的棕褐色着色颗粒均主要分布于细胞膜和细胞浆中。8×10-5mol/L的GEN、DAI,2×10-5mol/L的RGZ单独处理MCF-7细胞48h后,各处理组MCF-7细胞FAK、uPA、MMP-2、MMP-9的表达水平较对照组明显降低(P<0.05);1×10-5mol/L的GW9662分别与GEN、DAI、RGZ联合处理细胞时,各处理组MCF-7细胞的FAK、uPA、MMP-2和MMP-9的表达水平较单独处理组有明显上升(P<0.05),结果表明GEN、DAI、RGZ通过PPARγ信号途径调节MCF-7细胞FAK、uPA、MMP-2和MMP-9的表达。
   综合分析上述研究结果,表明大豆异黄酮GEN、DAI是通过激活PPARγ信号途径,降低FAK、uPA、MMP-2及MMP-9的表达水平,并引起细胞骨架损伤,进而抑制人乳腺癌MCF-7细胞的粘附、侵袭和迁移。
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