三羟异黄酮对HER-2/neu高表达人乳腺癌细胞辐射敏感性的影响及其机理研究

摘要

乳腺癌是女性的常见恶性肿瘤。在许多西方国家中，乳腺癌的发病率占女性肿瘤的首位。近20年来，我国乳腺癌的发病率明显上升，成为危险女性健康的主要因素之一。放射治疗是乳腺癌治疗中的一项重要手段，提高放疗效果在临床上非常必要。在乳腺癌患者中，25～30％的患者HER-2/neu受体高表达。HER-2/neu由原癌基因erbB-2/neu表达，为表皮生长因子受体家族成员，具有PTK活性。研究发现HER-2/neu高表达乳腺癌恶性程度高，肿瘤生长速度快，易转移，对射线和化疗药物的不敏感，治疗预后差且易复发。HER-2/neu在临床上已被作为癌症抗药性和预后不良的指征之一，并成为抗肿瘤治疗的新靶点。 三羟异黄酮(Genistein，又称染料木黄酮或金雀异黄素)是大豆中的一种重要非营养素成分，已有大量流行病学和实验研究表明其具有较强抗癌效应。三羟异黄酮是一种重要的天然植物雌激素，对人体无明显毒副作用，其结构与雌二醇非常相似，具有模拟和拮抗雌激素、抑制PTK活性等重要药理作用。近年来有学者对具有受体PTK活性的HER-2/neu与乳腺癌细胞辐射敏感性的关系进行了研究，发现抗HER-2/neu受体抗体可导致乳腺癌细胞生长明显受抑，降低受损DNA修复能力，增强HER-2/neu高表达乳腺癌细胞的放射敏感性；一些临床上观察发现HER-2/neu低表达者复发率低，用放疗与阻断HER-2/neu受体或抑制其PTK活性联合方法可显著降低HER-2/neu高表达乳腺癌患者的死亡率。但其详细的分子机制尚不清楚。 基于以上分析，结合国内外研究进展，本研究以体外培养人乳腺癌细胞MCF-7(ER+，HER-2/neu低表达或不表达)、MDA-MB-453(ER-，HER-2/neu高表达)为研究对象，首先通过基因转染技术建立HER-2/neu高表达的MCF-7乳腺癌细胞。然后通过台盼蓝染色、MTT实验、流式细胞分析等方法，观察三羟异黄酮和γ射线对三种乳腺癌细胞增殖、凋亡的影响，证明三羟异黄酮具有增加HER-2/neu高表达乳腺癌细胞辐射敏感性的作用；其次通过蛋白印迹分析、RT-PCR等方法，研究三羟异黄酮对乳腺癌细胞Akt、P-Akt、p53、ERK2、HER-2、p21mRNA及蛋白表达的影响，从而阐明三羟异黄酮增强HER-2/neu高表达乳腺癌细胞辐射敏感性的分子机制 主要研究结果和结论如下： 1．通过质粒转染技术将pCMV/ERBB2质粒和pCIneo质粒共转染入MCF-7乳腺癌细胞，成功建立HER-2/neu稳定高表达的MCF-7细胞(命名为MCF-7/HER-2)。 2．分别以(5，10，20，40，70，100，130，160，190，220，250，280，310，340μmol/L)三羟异黄酮处理MDA-MB-453、MCF-7/HER-2、MCF-7三种乳腺癌细胞24h，MTT检测发现三羟异黄酮对三种乳腺癌细胞的增殖能力均有影响，对MDA-MB-453细胞的增殖抑制作用随处理浓度增加而增大，呈剂量依赖关系，IC50约为100μmol/L；对MCF-7/HER-2和MCF-7细胞在低浓度表现为增殖促进作用，但在分别大于40μmol/L和10μmol/L时表现为增殖抑制作用。 3．100μmol/L三羟异黄酮联合或单独10Gyγ射线处理MDA-MB-453、MCF-7/HER-2、MCF-7三种乳腺癌细胞24h后，流式细胞仪分析，发现与对照组相比，MDA-MB-453、MCF-7/HER-2细胞的射线组凋亡率，无显著差异(p>0．05)，而三羟异黄酮联合射线组的凋亡率分别增加32．63％％(p<0．05)、47．36％(p<0．05)；MCF-7细胞射线组凋亡率，与对照组相比增加12．90％(p<0．05)，而三羟异黄酮联合射线组与射线组没有显著差异(p>0．05)。提示HER-2/neu高表达的乳腺癌细胞对射线诱导的凋亡有抵抗作用，但三羟异黄酮可增强γ射线诱导HER-2/neu高表达乳腺癌细胞MDA-MB-453细胞、MCF-7/HER-2细胞的凋亡作用。 4．100μmol/L三羟异黄酮联合或单独10Gyγ射线处理MDA-MB-453、MCF-7/HER-2、MCF-7三种乳腺癌细胞24h，免疫印迹和PCR分析，发现P-Akt蛋白和mRNA表达减弱，而HER-2和Akt均没有变化在三种细胞中；在MCF-7/HER-2细胞中，p53蛋白和mRNA表达量增强；在MDA-MB-453细胞中p21蛋白和mRNA表达增强，而ERK2则表达减弱；提示：三羟异黄酮可能是通过抑制HER-2/neu的TPK活性，阻断其介导的PI3K/AKT和MAPK的激活，增强HER-2/neu高表达乳腺癌细胞的辐射敏感性。 上述结果提示：三羟异黄酮对人乳腺癌细胞有增殖抑制作用，该作用存在一定的剂量-效应关系；并可增强γ射线诱导HER-2/neu高表达乳腺癌细胞的凋亡作用。三羟异黄酮可能是通过抑制HER-2/neu的PTK活性，阻断其介导PI-3K和MAPK信号通路的激活，增强HER-2/neu高表达人乳腺癌细胞的辐射敏感性。

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文献综述染料木黄酮的研究进展

攻读硕士学位期间撰写论文