蘇晨,趙愛(ài)華,張瑤楠,丁寧,郭永*,王乾興
(1.遵義醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)教研室,遵義 563000;2.國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委男性生殖健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委科學(xué)技術(shù)研究所,北京 100081;3.解放軍第309醫(yī)院婦產(chǎn)科,北京 100091)
全球乳腺癌發(fā)病率自20 世紀(jì)70 年代末開(kāi)始一直呈上升趨勢(shì),作為嚴(yán)重威脅女性生命安全的主要疾病之一,乳腺癌的病因尚未完全清楚,醫(yī)生會(huì)根據(jù)腫瘤的分期和患者的身體狀況,酌情采用手術(shù)、放療、化療、內(nèi)分泌治療、生物靶向治療及中醫(yī)藥輔助治療等多種手段,其中約2/3 的治療是激素治療[1]。米非司酮作為一種強(qiáng)抗孕激素類物,同時(shí),米非司酮還具有增強(qiáng)抗癌藥物療效、抑制腫瘤細(xì)胞增殖等其它一些新的功能,可用于乳腺癌的內(nèi)分泌治療[2]。米非司酮在孕激素受體陰性的乳腺癌中表現(xiàn)出抗癌作用,但其作用機(jī)制尚未明確,可見(jiàn)米非司酮的作用機(jī)制尤為復(fù)雜,米非司酮可以在不同條件下通過(guò)不同的作用機(jī)制來(lái)發(fā)揮抗腫瘤作用。BRCA 腫瘤抑制基因(BRCA tumor suppressor)是乳腺癌/卵巢癌特異性的腫瘤抑制基因[3]。本研究旨在通過(guò)研究不同濃度米非司酮對(duì)乳腺癌細(xì)胞處理后中BRCA1、BRCA2蛋白的表達(dá)變化,進(jìn)一步明確米非司酮的作用機(jī)制,為米非司酮乳腺癌內(nèi)分泌治療中相應(yīng)治療機(jī)制的闡明提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.細(xì)胞系:乳腺癌細(xì)胞系MCF7購(gòu)自于中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)細(xì)胞中心。用含10%胎牛血清(FBS)的DMEM 培養(yǎng)基,37℃、5%CO2、飽和濕度的細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
2.主要試劑:米非司酮(Sigma,美國(guó)),DMEM培養(yǎng)基、RPMI 1640培養(yǎng)基、FBS、0.25%胰蛋白酶(GIBCO,美 國(guó)),小 鼠 抗 人BRCA1 單 克 隆 抗 體(Calbiochem,德國(guó)),兔抗人BRCA2 多克隆抗體(Santa,美國(guó)),兩步法抗小鼠二抗檢測(cè)試劑盒、兩步法抗兔二抗檢測(cè)試劑盒、DAB 顯色試劑盒(北京中杉金橋)。
1.細(xì)胞處理方法及實(shí)驗(yàn)分組:根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室前期研究[4],分別用濃度為0.25、2.5、25和50μmol/L米非司酮處理人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7 細(xì)胞,處理1d后分別收集不同處理組細(xì)胞。根據(jù)米非司酮的濃度分為:對(duì)照組(以空白溶劑代替米非司酮)、0.25μmol/L組、2.5μmol/L 組、25μmol/L 組 和50μmol/L組。
2.細(xì)胞爬片制備:將0.8cm×0.8cm 干凈玻璃片置于培養(yǎng)瓶底部,待細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)于玻璃片后,取出玻璃片浸泡于丙酮︰甲醇(1︰1)固定液中,4℃固定15min,取出玻璃片,自然晾干,用中性樹膠貼附于載玻片上,進(jìn)行免疫組化實(shí)驗(yàn)。
3.細(xì)胞免疫組織化學(xué)法:將細(xì)胞爬片置PBS緩沖液中浸洗5min后,置于1% Triton X-100,室溫處理15min;PBS浸洗3次,5min/次,3% H2O2室溫孵育15 min;PBS 浸洗,分別滴加BRCA1 和BRCA2一抗稀釋液(抗BRCA1稀釋為1∶100,抗BRCA2為1∶150),4℃過(guò)夜。PBS浸洗,滴加兩步法二抗工作液,37℃孵育30min;PBS浸洗,DAB顯色劑顯色,顯微鏡下控制顯色情況;自來(lái)水充分沖洗,蘇木素復(fù)染15min;梯度酒精脫水透明,中性樹膠封片。PBS代替一抗為陰性對(duì)照。
4.平均光密度值半定量分析:在顯微鏡下,分別隨機(jī)選取各組5 個(gè)視野拍照,用Image-Pro Plus 6.0圖像分析軟件(Media Cybernetics,美國(guó))對(duì)各組照片進(jìn)行平均光密度值半定量分析,樣本數(shù)值為5個(gè)視野光密度值的平均值。
5.BRCA1、BRCA2蛋白細(xì)胞核內(nèi)陽(yáng)性表達(dá)率計(jì)算:由兩人分別對(duì)各組的5個(gè)視野進(jìn)行全細(xì)胞計(jì)數(shù)以及細(xì)胞核表達(dá)陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù),細(xì)胞核內(nèi)表達(dá)率=細(xì)胞核陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)/細(xì)胞總數(shù),各組數(shù)值為各視野細(xì)胞核內(nèi)表達(dá)率平均值。
采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料采用(±s)表示,均數(shù)間多重比較采用Fisher LSD 檢驗(yàn),多組間比較采用One-way ANONA,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示:對(duì)照組和米非司酮處理各組均呈BRCA1蛋白陽(yáng)性表達(dá)(圖1)。與米非司酮處理各組相比較,對(duì)照組細(xì)胞中BRCA1蛋白表達(dá)較弱,且呈細(xì)胞胞漿陽(yáng)性(圖1A);米非司酮0.25μmol/L組細(xì)胞BRCA1蛋白主要表達(dá)于胞漿,少量細(xì)胞呈核陽(yáng)性(圖1B);米非司酮2.5μmol/L組細(xì)胞BRCA1蛋白陽(yáng)性強(qiáng)于其他各組,其細(xì)胞核和細(xì)胞漿均為陽(yáng)性(圖1C);陰性對(duì)照組未有陽(yáng)性表達(dá)(圖1F)。
采用Image-Pro Plus 6.0圖像分析軟件(Media Cybernetics)進(jìn)行各組圖像平均光密度值分析,結(jié)果顯示:與其他各組相比較,2.5μmol/L 組BRCA1蛋白表達(dá)量最高,顯著高于其他各組(P 均<0.05);25μmol/L 組BRCA1 蛋 白 表 達(dá) 量 高 于 對(duì) 照 組、0.25μmol/L組和50μmol/L 組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 均<0.05);對(duì) 照 組、0.25 μmol/L 組 和50μmol/L組各組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P >0.05)(圖2)。
結(jié)果顯示:BRCA2蛋白在對(duì)照組和米非司酮處理各組均有表達(dá)(圖3)。對(duì)照組細(xì)胞中,BRCA2蛋白主要表達(dá)于細(xì)胞胞漿中(圖3A);米非司酮各組BRCA2蛋白陽(yáng)性較強(qiáng),細(xì)胞胞漿和細(xì)胞核中均有表達(dá)(圖3B、C、D 和E)陰性對(duì)照組未有陽(yáng)性表達(dá)(圖3F)。
各組圖像平均光密度值比較發(fā)現(xiàn):米非司酮處理各組平均光密度值均高于對(duì)照組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 均<0.05);2.5μmol/L 組平均光密度值最高,顯著高于0.25μmol/L 組、25μmol/L 組和50μmol/L組(P<0.05)(圖4)。
對(duì)照組細(xì)胞核中BRCA1和BRCA2 蛋白陽(yáng)性表 達(dá) 率[(分 別 為(19.58±6.90)% 和(36.60±3.01)%)]均較低,顯著低于米非司酮其他各組(P 均<0.05);2.5μmol/L組和25μmol/L組細(xì)胞核中BRCA1蛋白陽(yáng)性表達(dá)率顯著高于0.25μmol/L組和50μmol/L 組,差 異 有 統(tǒng) 計(jì) 學(xué) 意 義(P 均<0.05);米非司酮處理各組細(xì)胞核BRCA2蛋白陽(yáng)性率之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
乳腺癌易感基因1(BRCA1)和乳腺癌易感基因2(BRCA2)是乳腺癌發(fā)生有關(guān)的兩個(gè)易感基因,乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移與這兩種基因的異常表達(dá)密切相關(guān)。BRCA1 是1990 年首次發(fā)現(xiàn)并定位于17號(hào)染色體的長(zhǎng)臂的多功能區(qū)核蛋白,基因結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)約81KB,包含24個(gè)外顯 子,其中22個(gè)編碼[5];BRCA2是1994 年由Wooster等[6]定位于13q12-13,基因結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)約60kb,由10 254 個(gè)核苷酸組成,含21 個(gè)外顯子。抑癌基因BRCA 表達(dá)的蛋白具有重要的生物學(xué)功能,包括細(xì)胞周期調(diào)控、DNA損傷修復(fù)、基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡和泛素化等,尤以兩者在DNA 損傷修復(fù)、同源重組和轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的功能最為顯著和重要。
圖1 不同濃度米非司酮對(duì)人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7細(xì)胞的BRCA1蛋白的表達(dá)影響。免疫組化法×200
圖2 不同濃度米非司酮對(duì)人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7細(xì)胞的BRCA1蛋白表達(dá)定量分析結(jié)果
目前臨床上已經(jīng)將米非司酮廣泛用于抗腫瘤的治療,也已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。目前關(guān)于米非司酮抗腫瘤作用的可能機(jī)制主要有:促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[7]、抑制腫瘤細(xì) 胞的增殖[8]、調(diào)節(jié)細(xì)胞 周期[9]、調(diào)節(jié)細(xì)胞因子或受體[10]、逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥性[11]等。1987年,Bardon等[12]發(fā)現(xiàn)米非司酮具有抗乳腺癌細(xì)胞增殖作用。業(yè)已證實(shí),米非司酮對(duì)人類乳腺癌細(xì)胞有劑量依賴性的生長(zhǎng)抑制作用,而且這種作用與細(xì)胞中孕酮受體呈明顯正相關(guān),作用機(jī)制可能與其各自的孕酮受體容量有關(guān)。另外還發(fā)現(xiàn),對(duì)于絕經(jīng)前婦女,米非司酮(連續(xù)3個(gè)月隔天給予50mg劑量)能夠抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖,對(duì)于乳腺上皮細(xì)胞具有一定的保護(hù)作用[13]。
3 不同濃度米非司酮對(duì)人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7細(xì)胞的BRCA2蛋白表達(dá)影響。免疫組化法×200
圖4 不同濃度米非司酮對(duì)人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7細(xì)胞的BRCA2蛋白表達(dá)定量分析結(jié)果
表1 不同濃度米非司酮組細(xì)胞核BRCA1、BRCA2蛋白陽(yáng)性率比較[(±s)%]
表1 不同濃度米非司酮組細(xì)胞核BRCA1、BRCA2蛋白陽(yáng)性率比較[(±s)%]
注:與米非司酮各組比較,*P 均<0.05;分別與50 μmol/L組比較,#P<0.05
組 別 BRCA1蛋白陽(yáng)性率 BRCA2蛋白陽(yáng)性率對(duì)照組 19.58±6.90* 36.60±3.01*0.25μmol/L 50.32±8.83 93.65±2.45 2.5μmol/L 95.92±0.27# 95.79±0.86 25μmol/L 93.26±3.37# 97.40±0.97 50μmol/L 63.49±34.14 85.69±23.61
我們前期結(jié)果顯示,米非司酮抑制乳腺癌細(xì)胞系MCF-7和T47D 細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡。2006年,Poole等[14]在Science雜志上發(fā)表了他們研究小組的重要結(jié)果:BRCA1/p53 基因敲除小鼠中米非司酮可以抑制乳腺癌的生長(zhǎng)。有研究表明,在乳腺癌細(xì)胞中,BRCA1基因的表達(dá)受激素的調(diào)控(雌激素和孕激素)[15],而米非司酮作為孕激素受體的拮抗劑極有可能通過(guò)調(diào)控BRCA1或BRCA2在乳腺癌中發(fā)揮作用。我們前期研究證實(shí),米非司酮確實(shí)在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控BRCA1 和BRCA2 基因的表達(dá)[16]。而本研究發(fā)現(xiàn),米非司酮也在蛋白水平上上調(diào)乳腺癌細(xì)胞系MCF7細(xì)胞中BRCA1、BRCA2的表達(dá)。與對(duì)照組比較,不同濃度米非司酮處理后,MCF7細(xì)胞中BRCA1 和BRCA2蛋白的表達(dá)量均增加,2.5μmol/L 組BRCA1和BRCA2蛋白表達(dá)量最高,但隨著米非司酮濃度增加,BRCA1 和BRCA2蛋白的表達(dá)量有所降低,可能是不同濃度米非司酮促蛋白表達(dá)模式不同。
BRCA1和BRCA2 腫瘤抑制基因的主要功能是參與細(xì)胞分裂S 期和細(xì)胞DNA 損傷后的DNA修復(fù),BRCA 突變細(xì)胞缺乏染色體雙鏈DNA 缺口的修復(fù)能力,導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定。在突變攜帶人群中,由于不能有效地進(jìn)行DNA 雙鏈缺口修復(fù),從而導(dǎo)致早期乳腺癌和卵巢癌的發(fā)生[17]。本研究顯示,米非司酮處理后,BRCA1和BRCA2蛋白表達(dá)有空間定位變化,對(duì)照組細(xì)胞中BRCA1蛋白呈細(xì)胞胞漿陽(yáng)性;米非司酮0.25μmol/L 組則主要表達(dá)于胞漿,少量細(xì)胞呈核陽(yáng)性;米非司酮2.5μmol/L 組細(xì)胞核和細(xì)胞漿均為陽(yáng)性。對(duì)照組細(xì)胞中,BRCA2蛋白主要表達(dá)于細(xì)胞胞漿中;米非司酮各組細(xì)胞胞漿和細(xì)胞核中均有表達(dá)。通過(guò)比較各組的細(xì)胞核內(nèi)陽(yáng)性表達(dá)率發(fā)現(xiàn),對(duì)照組細(xì)胞核中BRCA1和BRCA2蛋白陽(yáng)性表達(dá)率分別為(19.58±6.90)%和(36.60±3.01)%,均呈較低狀態(tài),且顯著低于米非司酮各個(gè)組(P 均<0.05);米非司酮2.5μmol/L組和25μmol/L組細(xì)胞核中BRCA1 蛋白陽(yáng)性表達(dá)率顯著高于0.25μmol/L組和50μmol/L組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 均<0.05)。即米非司酮可以促進(jìn)MCF7細(xì)胞中BRCA1、BRCA2蛋白的入核表達(dá),有利于BRCA1和BRCA2基因發(fā)揮DNA修復(fù)、同源重組和轉(zhuǎn)錄調(diào)控等功能,但米非司酮調(diào)控的具體作用機(jī)制及其生物學(xué)功能還需要進(jìn)一步深入展開(kāi)研究。
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