物理干预对乳腺癌细胞增殖、迁移能力的影响及分子机制研究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong584
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目的:  本研究主要通过温度和UV(ultraviolet)照射两种物理干预方法探讨体内体外人乳腺癌细胞、小鼠乳腺癌细胞增殖、迁移、miRNA表达水平的变化及对miR-577的靶蛋白RAB25水平的影响,观察物理干预方法对乳腺癌增殖、侵袭转移的基因调控效应的影响,并更深入的阐明物理干预等手段通过诱导乳腺癌细胞中miRNA的变化影响乳腺癌的发生进展、侵袭转移的分子机制,为临床预防乳腺癌的增殖、侵袭转移、个性化治疗和护理措施的制定提供思路和实验依据,以期在临床上更好的为乳腺癌患者提供预防侵袭转移的健康教育措施。  方法:  1、温度干预  (1)应用CCK-8增殖实验检测不同温度干预下人乳腺癌细胞、小鼠乳腺癌细胞及不同温度孵育转染miRNA后人乳腺癌细胞增殖能力的改变;  (2)应用Transwell细胞侵袭实验检测在不同温度干预下人乳腺癌细胞和小鼠乳腺癌细胞及不同温度孵育转染miRNA后人乳腺癌细胞的迁移能力的改变;  (3)应用实时荧光定量PCR(QuantitativeReal-timePCR,qPCR)检测不同温度孵育后人乳腺癌细胞中miRNA表达的改变;同时应用qPCR检测转染miRNA的转染效率;  (4)用蛋白质印迹(Westernblotting)检测不同孵育温度对人乳腺癌细胞中与miRNA相关编码蛋白的改变;  (5)检测不同室温对小鼠体内乳腺癌细胞增殖和迁移能力的影响;应用Westernblotting检测不同室温小鼠肿瘤组织中编码蛋白RAB25的改变;HE染色检测不同室温下,小鼠乳腺癌细胞引起的肺组织中转移的结节数。  2、UV照射干预  (1)应用CCK-8增殖实验检测UV照射后人乳腺癌细胞及小鼠乳腺癌细胞增殖能力的改变及细胞转染miRNA后UV照射对人乳腺癌细胞增殖能力的改变;  (2)应用Transwell实验检测UV照射对人乳腺癌细胞及小鼠乳腺癌细胞迁移能力的影响及转染miRNA后UV照射对人乳腺癌细胞迁移能力的改变;  (3)应用实时荧光定量PCR(QuantitativeReal-timePCR,qPCR)检测UV照射不同时间后人乳腺癌细胞中miRNA表达的改变;同时应用qPCR检测转染miRNA的转染效率;  (4)用蛋白质印迹(Westernblotting)检测不同UV照射时间对人乳腺癌细胞中与miRNA相关编码蛋白的改变。  3、临床乳腺癌组织检测  用qPCR检测临床乳腺癌患者肿瘤组织及癌旁相对正常乳腺组织中miRNA的改变,同时检测人正常乳腺上皮细胞MCF-10A及乳腺癌细胞中miRNA的改变;用Westernblotting检测乳腺癌病人组织中及转染miRNA后乳腺癌细胞中miRNA相关编码蛋白的改变;同时分析乳腺癌组织中miRNA表达与乳腺癌病人临床病理参数及编码蛋白表达的相关性。  结果:  1、温度干预对乳腺癌细胞增殖、迁移能力、miRNA、编码蛋白及动物模型的影响  (1)乳腺癌细胞在不同孵育温度下分别培养24、48、72、96小时,以正常孵育温度37℃做对比,39℃的孵育温度能明显的降低人乳腺癌细胞及小鼠乳腺癌细胞的增殖能力(P<0.05,n=3);而33℃及35℃的孵育温度能显著增强人乳腺癌细胞及小鼠乳腺癌细胞的增殖能力,不同时间间隔也显示相同的实验结果(P<0.05,n=3)。  (2)不同孵育温度下分别培养24、48小时,与正常孵育温度37℃相比,39℃时能降低人乳腺癌细胞和小鼠乳腺癌细胞的迁移能力(P<0.05,n=3);而33℃及35℃的孵育温度能显著增强人乳腺癌细胞及小鼠乳腺癌细胞的迁移能力(P<0.05,n=3)。  (3)不同孵育温度下分别培养24、48小时,与正常孵育温度37℃相比,39℃的孵育温度能显著上调人乳腺癌细胞中miR-577及miR-185-5p的表达水平(P<0.05,n=3);而33℃和35℃的孵育温度能明显的降低人乳腺癌细胞中miR-577和miR-185-5p的表达(P<0.05,n=3)。但是,人乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7中miR-96-5p的表达在39℃的孵育温度时明显的降低(P<0.05,n=3);人乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7中miR-96-5p的表达在33℃和35℃的孵育温度时明显的升高(P<0.05,n=3)。结果表明miR-577和miR-185-5p在乳腺癌细胞的发生发展和侵袭转移起着抑癌基因的作用,而miR-96-5p起着癌基因的作用。不同温度下,过表达乳腺癌MDA-MB-231细胞中的miR-577能更显著的降低乳腺癌细胞的增殖和迁移能力,而沉默乳腺癌MDA-MB-231细胞中的miR-577又能增加乳腺癌细胞的增殖和迁移能力。  (4)与正常孵育温度37℃相比,39℃的孵育温度能显著下调乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7细胞中与miR-577互补结合并负向调控的编码蛋白RAB25(P<0.05,n=3);33℃及35℃的孵育温度能明显的升高乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7细胞中编码蛋白RAB25的表达(P<0.05,n=3)。  (5)动物实验结果显示与饲养在室温30-31℃的BALB/c小鼠相比,饲养在室温22-23℃的BALB/c小鼠其肿瘤生长速度较快,miR-577的表达明显降低,RAB25的表达明显升高,肺转移结节的数量明显增多(P<0.05,每组小鼠n=10)。  2、UV照射对乳腺癌细胞增殖、迁移能力及miRNA的影响  (1)不同时间段的UV照射能够减弱乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-231及小鼠乳腺癌细胞4T1的增殖、迁移能力(P<0.05,n=3)。  (2)不同时间段的UV照射能够上调miR-577的表达,随着培养时间的延长,miR-577的表达明显上调(P<0.05,n=3)。乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7细胞中的miR-577的过表达进一步降低了UV照射引起的细胞增殖、迁移能力,但是乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7细胞中的miR-577下调能抵消一部分UV照射产生的细胞增殖、迁移能力的降低(P<0.05,n=3),乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7细胞中的miR-577表达水平的降低能促进细胞的增殖和迁移。  (3)UV照射不同时间后乳腺癌细胞MDA-MB-231中编码蛋白RAB25的表达显著降低,而miR-577表达明显增加(P<0.05,n=3)。UV照射能显著升高人乳腺癌细胞中miR-577的表达而降低RAB25蛋白的表达。  3、临床乳腺癌组织中miR-577的表达  临床乳腺癌组织中miR-577的表达显著低于癌旁相对正常乳腺组织中的表达(P<0.05,n=30),其表达与病人的肿瘤大小、淋巴结转移和远处转移有一定的相关性。结果表明miR-577在乳腺癌的侵袭转移过程中发挥着抑癌基因的作用,编码蛋白RAB25的表达水平明显高于癌旁相对正常乳腺组织,并且miR-577与RAB25的表达成负相关,miR-577也可影响RAB25的mRNA的表达水平。  结论:  1.通过物理干预改变乳腺癌细胞环境温度能够影响miR-577、miR-185-5p和miR-96-5p的表达。其中miR-577通过靶向结合RAB25发挥作用,适当升高环境温度可以降低乳腺癌细胞的增殖和迁移能力,适当降低环境温度会增强乳腺癌细胞的增殖和迁移能力。  2.通过物理干预对乳腺癌细胞进行短时间的UV照射能够影响miR-577和RAB25的表达,降低乳腺癌细胞的增殖和迁移能力。  3.对乳腺癌细胞进行温度和UV照射两种物理干预后,发现miR-577在乳腺癌的发生发展过程中起着抑癌基因的作用,miR-577的表达水平与乳腺癌的增殖和迁移相关。  意义:  乳腺癌目前是女性发病率最高的恶性肿瘤之一,导致乳腺癌患者死亡的重要因素是肿瘤的侵袭和转移。研究发现乳腺癌发生侵袭、转移的生物学因素及分子机制非常复杂,且转移性乳腺癌的有效治疗及临床护理均不够理想,如何有效抑制或逆转乳腺癌侵袭、转移成为当前医务工作者面临的难题。因此,阐明乳腺癌侵袭、转移的相关分子机制,寻求有效的抑制乳腺癌侵袭和转移的方法,并对乳腺癌患者提供有效的预防和护理措施,对当今乳腺癌的临床治疗和护理有着非常重要的意义。  在当今医学领域中,基因的研究已取得了长足的发展。同时,与基因研究相关的护理学研究,医疗卫生保健研究正处在以基因组学为基础、以临床治疗护理效果为重要指标的关键转折点。基因组学是把现有发现的基因进行序列分析、作图、定位及功能分析的一门科学。许多国内外护理研究人员已经投入到了基因组学研究队伍之中,旨在基因水平为患者提供高效、优质的护理和健康教育。基因层面的护理相关研究,必须与其他生命科学学科相联系,借助有关的实验方法,充分利用基因组计划、现有成果和资源,拓宽护理研究领域,进而深层次的解决临床护理问题,从而能够更好地探讨生物、伦理、社会等有关医学问题,达到预防和治疗疾病的目的。  本课题研究温度、UV照射两种物理干预方法对乳腺癌细胞增殖、侵袭转移的影响,结果发现温度、UV照射两种物理干预方法可通过调控microRNA对乳腺癌细胞增殖、侵袭转移产生影响,从而进一步研究了影响乳腺癌细胞增殖、迁移能力的分子机制,在基因组护理学的研究层面提供了一定的科学依据,对延长乳腺癌患者的生存期、抑制乳腺癌细胞的侵袭和转移,提高乳腺癌患者预后的生活质量,提供切实有效的护理措施,同时对提高基于基因研究的临床护理水平具有重大意义。
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