摘要乳腺癌(Breast Cancer,BC)是女性发病第一位的恶性肿瘤,男性发病率是女性发病率的0.5%—1%。原位乳腺癌不致命,超过90%的肿瘤死亡是由转移等导致的,而上皮间质转换(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是导致肿瘤转移的关键一步,EMT是胚胎发育过程中重要生物学的过程,上皮细胞发生EMT时会丢失上皮标志物,如E-ca,ZO-1,间质标志表达上升,如Vimentin。因此认为,EMT与上皮肿瘤的侵袭能力、运动能力、耐药性、耐辐射性等密切相关。尽管人们对EMT已经有了初步认识,但它是一个多步骤、多阶段、多因素的复杂过程,其分子机制并未完全被人们所知。因此,全面探索并理解乳腺癌EMT发生的分子机制、不仅为阐明肿瘤转移、耐药机制提供新理论,也为肿瘤的防治提供新的作用靶点,对于进一步控制、乃至治疗乳腺癌具有深远而又重大的意义,更是我国人口与健康领域需要解决的重要问题。<br> 鉴于此,我们团队一直将研究焦点集中在Notch3信号传导通路与乳腺上皮的EMT及恶性肿瘤发生关系的研究上。我们的前期研究发现:Notch3过表达上调Cdh1表达、Skp2降解增强、p27免受降解、细胞周期被阻滞在G0/G1期(已发表),表明:Notch3具有抑制乳腺上皮细胞增生及细胞周期进程的作用。随着研究的深入,我们的团队发现Notch3过表达上调E-cad的表达、抑制Vimentin的表达,降低划痕愈合能力和细胞的迁移能力;稳定干扰Notch3后,得到相反的结果;提示:Notch3具有抑制乳腺上皮细胞EMT的作用。但是,究竟Notch3是如何抑制EMT的?其分子机制如何?这些问题一直困惑着我们。本研究旨在在乳腺癌细胞系中对Notch3信号通路抑制乳腺癌细胞EMT的分子机制进行深入的探索。<br> 首先,我们采用实时荧光定量多聚酶链反应(RT-PCR)和蛋白免疫印迹(Western-blot)的方法在五株乳腺细胞系里检测Notch3的表达,发现在MCF-7和T47D细胞株Notch3的表达高,而E-ca的表达也较高,而在SKBR3、MDA-MB-231和BT549中Notch3的表达低,而E-ca的表达也低。我们因此在MCF-7细胞中敲减Notch3,发现Notch3的敲减导致E-ca表达下调,而在MDA-MB-231细胞中过表达Notch3后,E-ca的表达量上升。提示:乳腺癌细胞中Notch3信号通路能够抑制EMT,可能扮演着抑癌因子的角色。<br> TGF-β是一种常用的上皮细胞EMT诱导剂,我们接下来在利用TGF-β建立的EMT经典模型中,进一步证实Notch3的这种作用。当我们在MCF-7细胞中利用TGF-β成功地诱导EMT后,进而过表达Notch3的细胞内区(N3ICD),发现上皮性标志物的表达被显著上调,而间质性标志物的表达被下调,即由TGF-β诱导的乳腺癌上皮细胞EMT能够被扭转,这个结果证实了我们的推测。<br> 在组织器官发育过程中,Hippo-Yap是决定其尺寸大小的重要信号传导通路,在肿瘤的形成过程中也担任着重要作用,特别是与上皮细胞的EMT密切相关。在过表达Notch3的同时,我们发现Hippo-Yap信号通路的重要上游调控因子Kibra的表达无论在转录水平和蛋白水平均随之上调,Notch3敲减时,Kibra表达下调。同时我们发现过表达Notch3时,Hippo信号通路的激酶核心蛋白,磷酸化的pLats1/2和pMST1/2的表达被上调,相反敲减Notch3时,磷酸化的pLats1/2和pMST1/2的表达被抑制。进一步,我们采用分离核浆蛋白分离的Western blot与免疫荧光技术对Notch3的过表达是否影响Hippo信号通路的下游转录因子Yap蛋白的表达与定位进行了研究。结果发现:Notch3的过表达使得Yap蛋白的表达被抑制,且Yap蛋白的定位由对照组的核浆均匀分布转变为向胞浆输出模式,被排出细胞核的Yap继而发生磷酸化被降解;同时,RT-PCR结果显示:Notch3的过表达使得Yap的靶分子Cyr61、WWTR1和TEAD的表达水平被抑制,相反,敲减notch3后,Cyr61、WWTR1和TEAD的表达被上调,表明Notch3的过表达激活了Hippo/Yap信号通路。<br> 那么,Notch3是如何激活Kibra介导的Hippo-Yap信号通路抑制上皮间质转换(EMT)呢?<br> 经过进一步的生物信息学分析,我们发现Kibra基因启动子上有Notch3的结合序列RBP-JK,提示,Kibra可能是Notch3的直接下游靶分子,我们因此通过过表达与shRNA干扰、免疫印迹、荧光定量PCR、染色质免疫共沉淀技术(CHIP)、双荧光素酶报告基因检测等技术对此假说进行验证。CHIP实验结果表明,Notch3能够结合在Kibra启动子的反向RBP-JK结合位点上(TTCCCAC),这个结果也被双荧光素酶报告基因测定所印证。<br> 我们进一步通过挽救实验,分析Kibra是否在Notch3调控的EMT过程中起介导作用。在MDA-MB-231细胞系过表达Notch3的基础上再过敲减Kibra,结果发现,间质细胞标志Vimentin在下调的基础上又被上调,而上皮性标志物在上调的基础上又有相应的降低。上述结果说明,乳腺癌细胞株中,Notch3的确能够调控Kibra的表达。<br> 综上所述,本研究的一系列结果说明,在乳腺癌上皮细胞中Notch3通过激活Kibra介导的Hippo-Yap信号通路抑制上皮间质转换(EMT)。靶向Notch3/Kibra/Hippo-Yap信号通路可能成为乳腺癌治疗的策略之一。
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