黑米花青素对HER-2/neu高表达乳腺癌血管生成的抑制作用及其机理研究

摘要

乳腺癌是女性的常见恶性肿瘤,在许多西方国家,乳腺癌的发病率占女性肿瘤发病率的首位。乳腺癌在我国虽然不是发病率最高的女性恶性肿瘤,但近20年来,乳腺癌的发病率也明显上升,成为了威胁女性健康的重要因素之一。
　　 在乳腺癌患者中,有20～30％的患者HER-2/neu受体高表达。HER-2/neu由原癌基因erbB-2/neu表达,是表皮生长因子受体(EGFR)家族成员,具有PTK活性。HER-2/neu高表达的乳腺癌组织血管生成迅速,肿瘤生长速度快,易转移,恶性程度高,治疗预后多较差且易复发。目前临床上缺乏针对HER-2/neu高表达乳腺癌血管生成的手段,现有药物不但治疗效果有限,而且副作用较严重,因此HER-2/neu阳性已被作为癌症抗药性和预后不良的指征之一,而其本身也是众多抗肿瘤治疗的新靶点。
　　 黑米花青素(black rice anthocyanins)是天然存在于黑米皮中的一组花色苷类物质,属于植物化合物中的黄酮类(flavonoids),主要有效成分为矢车菊素-3-葡萄糖苷(Cyanidin-3-glucose)和芍药素-3-葡萄糖苷(Peonidin-3-glucose)等。花色苷类物质可以通过多种机制抑制肿瘤的发生与发展,是目前研究的热点之一。研究发现,花色苷具有PTK活性抑制作用,推测黑米花青素可以通过抑制HER-2/neu的PTK活性抑制HER-2/neu高表达乳腺癌的发生与发展。
　　 基于上述分析,结合国内外研究进展,本研究以HER-2/neu高表达的MDA-MB-453人乳腺癌细胞株为研究对象,首先利用Balb/c裸鼠构建移植瘤模型,观察黑米花青素对移植瘤血管生成的抑制作用,并以组织免疫化学和蛋白免疫印迹(Western blot)技术从分子层面探讨其作用的机制;然后利用蛋白免疫印迹(Western blot)、细胞免疫荧光、RT-PCR等分析方法,观察并分析黑米花青素对MDA-MB-453细胞株HER-2/neu受体及其下游信号通路(包括HER-2/neu、ERK-1/-2、NF-kB等信号通路蛋白,以及促血管生成因子MMP-2、MMP.9、uPA和VEGF)的影响,从而最终阐明黑米花青素抑制HER-2/neu高表达乳腺癌移植瘤血管生成的分子机制,为HER-2/neu高表达乳腺癌的临床治疗提供一个新的思路。
　　 主要研究结果和结论如下:
　　 1.以Balb/c裸鼠建立人乳腺癌细胞株MDA-MB-453移植瘤模型,分别以黑米花青素(100mg·kg-1·d-1,灌胃)和VEGF(5μg·kg-1·d-1,腹腔注射)单独和联合干预,发现相对于对照组,黑米花青素组瘤体积、MVD值和促血管生成因子的表达水平均显著降低,P值均小于0.05;VEGF组上述指标则均有明显升高,P值均小于0.05;联合组上述指标同对照组之间均无显著差异。相对于VEGF组,黑米花青素组和联合组的上述指标均有显著降低,P值小于0.05,其中黑米花青素组瘤体积较VEGF组有非常显著的降低,P＜0.01。同时,与对照组相比,黑米花青素组核抗原Ki-67表达强阳性的细胞数显著减少,VEGF组核抗原Ki-67表达强阳性的细胞数显著增多。结果表明,黑米花青素可以显著抑制人乳腺癌细胞株MDA-MB-453移植瘤的生长,这一抑制作用可能是通过降低瘤组织促血管生成因子MMP-2、MMP-9和uPA的表达,并最终抑制瘤组织中的血管生成作用而实现的。
　　 2.分别以0、25、50、100μg/ml黑米花青素单独或联合40ng/ml EGF处理MDA-MB-453人乳腺癌细胞株,发现黑米花青素干预可降低HER-2/neu的磷酸化水平,抑制其PTK活性,并呈现剂量依赖性,HER-2/neu的下游信号通路关键蛋白ERK-1/-2的磷酸化水平也受到相应的抑制;黑米花青素处理后核转录因子NF-kB/p65的细胞核内定位明显减少,提示细胞核转录水平下降;同时RT-PCR检测发现,黑米花青素处理后瘤细胞促血管生成相关因子包括MMP-2、MMP-9、uPA和VEGF在mRNA水平的表达亦有显著降低,且同样呈现剂量依赖性。结果证实黑米花青素可以抑制HER-2/neu的PTK活性并最终抑制肿瘤促血管生成因子的表达,且这一抑制作用与HER-2/neu下游EGFR/Ras/MAPK信号通路被阻断有着密切的联系。
　　 综合上述实验结果,得出全文结论如下:黑米花青素可以抑制HER-2/neu高表达人乳腺癌移植瘤微血管的生成,抑制瘤组织增殖活性,并最终减缓移植瘤的生长;这一抑制作用可能是通过其抑制癌细胞HER-2/neu的PTK活性,从而阻断其下游EGFR/Ras/MAPK(ERK-1/-2)信号通路,并最终使瘤细胞促血管生成相关因子的表达降低而实现的。

目录

文摘

英文文摘

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前言

材料和方法

实验结果

讨论

结论

致谢

参考文献

文献综述 花色苷抗癌机制探讨

攻读硕士学位期间撰写论文