IGF-IR和ER在乳腺癌组织中的相互作用及其对ERα的非核效应的研究

摘要

乳腺癌原多发于欧美国家，是女性最常见的恶性肿瘤之一，亚洲国家原为乳腺癌低发区，但从1970年代起发病率逐年升高，尤其在我国经济发达区其发病呈上升趋势，全国每年有4万多妇女死于本病，乳腺癌已占许多大中城市妇女恶性肿瘤死因的首位，并且以大于3％的速度逐年递增。乳腺癌已经严重威胁妇女的健康，乳腺癌病因非常复杂，与激素、免疫、遗传因素以及各种外在环境因素（生物因子、理化、生活方式等）有关，乳腺癌防治的关键包括对乳腺癌发生发展中相关因素的认识。在一些乳腺癌细胞和组织中都存在雌激素受体(ER)和胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)受体(IGF-IR)的表达，这两者之间的信号通路有复杂的相互作用。ER是一种核受体，而IGF-IR是一种跨膜的酪氨酸激酶受体。已经有研究表明，IGF-I和雌激素在乳腺癌细胞的生长中有协同效应，近期ERα的非核效应是研究热点，因为雌激素主要通过核效应发挥作用，而雌激素的长期累积和过度接触是妇女患乳腺癌的一个常见的诱因。本研究在乳腺癌组织中并使用乳腺癌细胞MCF-7和NWTB3细胞来进一步评价ER和IGF-IR的协同作用并确定其生物学上的重要性。在乳腺癌组织中，我们采用MaxVisionTM免疫组织化学的方法，检测乳腺癌患者的癌、癌旁组织中IGF-IR、SUSD3的表达，结果提示乳腺癌组织中IGF-IR、SUSD3的表达明显高于癌旁正常组织，且与ER的表达呈正相关，和年龄、HER-2、ki67以及病情分期没有相关性，IGF-IR、SUSD3和ER联合检测对判断乳腺癌的恶性程度和预后有重要意义。我们在MCF-7细胞株中转染IGF-IR反义cDNA(SX13，MCF-7SX13)，造成细胞膜上的IGF-IR减少了50%。在MCF-7空载体转染的细胞株中，雌二醇(E2)和IGF-Ⅰ诱导了ER和IGF-IR的快速结合,而在MCF-7SX13细胞中，该相互作用被遏制。而且ERα可以通过ERK1/2和Akt的磷酸化作用以及被ER和IGF-IR相互作用促进的细胞增长来调节IGF-Ⅰ信号通路。最终，E2和IGF-Ⅰ刺激了ERα从细胞核到细胞质的易位。总之，这些发现显示出ERα和IGF-IR的相互作用对ERα的非核效应至关重要。本研究扩展了对IGF-Ⅰ和E2的相互作用以及其对ERα非核效应的理解。研究已经证明IGF-Ⅰ能诱导IGF-IR和ERα的结合，IGF-IR在两者的结合中发挥了重要作用。而且ERα和IGF-IR的结合增强了IGF-Ⅰ信号通路以及细胞生长。目前ERα是乳腺癌治疗最重要的靶点，在乳腺癌细胞株中联合IGF-IR酪氨酸激酶抑制剂可以对抑制增殖和诱导凋亡有增效作用，ERα和IGF-IR之间的相互作用及其分子机制的研究将为临床筛查针对ERα和IGF-IR的治疗靶点提供重要依据。在未来的乳腺癌治疗中还需要动物实验和人体临床研究制定针对抑制ERα和IGF-IR之间协同作用的策略。深入研究ERα的非核效应或许对乳腺癌的发病机制有更深刻的认识,可能在其信号通路上寻找到抗肿瘤作用的新靶点,从而为乳腺癌的诊断和治疗带来新的思路。
　　第一部分 乳腺癌组织中IGF-IR、SUSD3的表达及其与ER等临床参数的相关性研究
　　目的：探讨IGF-IR、SUSD3在乳腺癌组织的表达情况，分析两者与临床参数之间的关系及其两者表达的相关性。
　　方法：采用MaxVisionTM免疫组织化学的方法，检测100例乳腺癌患者的癌、癌旁组织中IGF-IR、SUSD3的表达，并分析其与乳腺癌临床病理特点间的关系。
　　结果：IGF-IR在乳腺癌组织和癌旁组织中的阳性表达率分别为86%例和3%(P＜0.05），SUSD3在乳腺癌组织和癌旁组织中的阳性表达率分别为78%和2%(P＜0.05）。IGF-IR和SUSD3在ER低表达（--+）和ER高表达(++-+++)中有显著差异(P＜0.05），IGF-IR和SUSD3的表达在不同病理类型中的表达有差异(P＜0.05），IGF-IR和SUSD3的表达有显著差异(P＜0.05），与年龄、HER-2表达、ki67表达和肿瘤分期无显著相关(P＞0.05）。10例三阴性乳腺癌中IGF-IR和SUSD3阳性表达4和0例。
　　结论：乳腺癌组织中IGF-IR、SUSD3的表达与ER的表达呈正相关，和病情分期没有相关性，IGF-IR和SUSD3的表达呈正相关, IGF-IR、SUSD3可能与乳腺癌的发生、发展有关，和ER联合检测对判断乳腺癌的恶性程度和预后有重要意义。
　　第二部分 E2和IGF-I所诱导的IGF-IR和ERα之间的相互作用的研究
　　目的：研究雌二醇（E2）和胰岛素样生长因子-I（IGF-I）所诱导的胰岛素样生长因子-I受体（IGF-IR）和雌激素受体α（ERα）之间的相互作用。
　　方法：培养乳腺癌细胞MCF-7和小鼠成纤维细胞NWTB3两种细胞，在ERα和IGF-IR阳性的MCF-7细胞中转染空载体(NEO,MCF-7NEO)和IGF-IR反义cDNA(SX13，MCF-7SX13)导致IGF-IR下降。而在ER阴性的小鼠成纤维细胞NIH3T3中转染IGF-IR形成的NWTB3细胞中稳定表达IGF-IR,NWTB3细胞进一步转染ERα。免疫沉淀试验研究ERα和IGF-IR相互结合，免疫印迹试验研究IGF-IR下游的信号通路激活情况。
　　结果：MCF-7乳腺癌细胞转染IGF-IR反义cDNA后，所形成的SX13细胞膜上的IGF-1R减少了50％。在NEO细胞中，E2和IGF-I诱导了ERα与IGF-IR的快速结合，而在SX13细胞中，该相互作用被遏制。在过表达IGF-IR的NWTB3细胞中转染ERα后，ERα与IGF-IR的相互作用在15分钟内被E2和IGF-I诱导。ERα通过与IGF-IR的相互作用上调IGF信号通路下游的ERK1/2和PKB/Akt的磷酸化而影响其作用。
　　结论：E2和IGF-I可以诱导ERα与IGF-IR的相互作用，揭示这两种受体之间存在复杂的信号通路。
　　第三部分 IGF-IR与ERα之间的相互作用对ERα非核效应的影响
　　目的：研究雌二醇（E2）和胰岛素样生长因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）所诱导的胰岛素样生长因子-Ⅰ受体（IGF-IR）和雌激素受体α（ERα）之间的相互作用对ERα的非核效应的影响。
　　方法：采用过度表达IGF-IR但缺乏内源性ERα的NWTB3细胞，用ERαcDNA转染，然后用E2（10nM）、IGF-Ⅰ（10nM）或二者同时刺激1天，分为对照组、E2、IGF-I、E2+IGF-Ⅰ治疗组四组。荧光显微镜下观察非治疗对照组和E2处理组IGF-Ⅰ刺激后ERα在细胞内的分布。
　　结果：在未经处理的对照组中ERα主要位于细胞核，只有很少一部分在E2处理后（20min）位于胞浆。而在IGF-Ⅰ处理组和IGF-I加ERα处理组中，胞浆中的ERα显著提高（20min），E2和IGF-Ⅰ刺激GFP-ERα融合基因产物从细胞核易位到细胞浆内。
　　结论：揭示了ERα与IGF-IR的相互作用可能对ERα的非基因组效应至关重要。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

中英文缩略词对照表

前言

参考文献：

第一部分 乳腺癌组织中IGF-IR、SUSD3的表达及其与ER等临床参数的相关性研究

前言

一、材料与方法

二、统计学分析

三、结果

四、结论

五、讨论

参考文献

第二部分：E2和IGF-I诱导的IGF-IR和ERα之间的相互作用的研究

一、材料与方法

二、结果

三、讨论

参考文献

第三部分：IGF-IR和ERα之间的相互作用对ERα的非核效应的影响

一、材料与方法

二、结果

三、讨论

参考文献

结论与展望

文献综述1:乳腺脂肪组织中芳香酶与乳腺癌关系的研究进展

文献综述2: SUSD3：乳腺癌诊治的新靶标

读博期间发表的主要论文、专著及成果

致谢