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乳腺癌是最常见的女性恶性肿瘤,据统计美国女性一生中罹患乳腺癌的风险高达12%,平均每8个女性中有一个会患乳腺癌。在我国,乳腺癌的发病率在女性恶性肿瘤中是最高的;随着社会的发展和进步,虽然人们生存环境和医疗条件均有明显改善,但是一系列的统计数据表明,乳腺癌的发病率越来越高,患者越来越趋于年轻化,发病率和死亡率均未得到有效控制,严重威胁着女性的健康和生命,因此对乳腺癌的发生、发展和治疗等相关的研究也越来越值得专注和重视。近年来,研究发现PTEN、Kras、BRCA1/2及CDK4/6等基因异常表达或突变与乳腺癌的发生发展密切相关。目前临床上乳腺癌的靶向药物,如曲妥珠单抗、帕妥珠单抗、拉帕替尼、贝伐单抗及哌泊塞克雷等,是针对特异性靶点(Her2,VEGF,CDK4/6等)进行治疗,能够显著改善乳腺癌患者的生活质量并延长生存时间,给患者带来了希望。但适用患者人群小、价格昂贵以及易产生耐药性均严重限制了乳腺癌的治疗效果。因此,迫切需要挖掘更多新的与乳腺癌发生发展密切相关的基因,并借此揭示乳腺癌发生的分子机制,同时为乳腺癌的治疗提供新的靶点。G蛋白是细胞信号传导的重要分子,包括α、β及γ三个亚基,与细胞膜上众多受体结合(G蛋白偶联受体),胞外信号分子与对应受体结合后,G蛋白α亚基与β和γ亚基解离,解离后α亚基可将GTP转化成GDP,并产生胞内第二信使分子cAMP,放大胞外信号,活化PKA下游广泛信号通路,完成信号传递过程。虽然目前已发现多个G蛋白偶联受体与乳腺癌的发生发展密切相关,如GPCR81、PAR1、GPR110、GPR19以及GPER等,但G蛋白本身与乳腺癌之间的关系仍不清楚。本研究立足于乳腺癌组织芯片中G蛋白α亚基(GNAS)的表达水平,结合临床指标及随访信息,系统探究了GNAS的与乳腺癌临床预后的相关性;通过特异性siRNA,降低GNAS表达,体外研究GNAS对乳腺癌细胞增殖和迁移的影响,并初步探究了其分子机制;体内裸鼠成瘤实验证实GNAS在肿瘤生长过程中的作用。本研究主要分为以下三个部分:第一部分 乳腺癌组织中GNAS的表达与临床意义目的:探索GNAS在乳腺癌组织中的表达情况及与患者预后之间的关系。方法:免疫组化(IHC)方法对150例乳腺癌组织中GNAS的表达水平进行检测,根据表达水平进行评分,利用Kaplan–Meier分析GNAS表达与患者总生存时间(Overall survival,OS)的关系,T检验检测GNAS与各临床指标的关系;免疫印迹(WB)检测新鲜乳腺癌/癌旁组织中GNAS的表达水平;对GNAS不同表达水平乳腺癌组织中Ki-67进行IHC染色。结果:GNAS高表达和低表达乳腺癌样品分别占64.7%(97/150)和35.3%(53/150);高表达的GNAS与远处转移(Distal metastasis,p=0.026)以及临床分期有关(Clinical status,p=0.001);GNAS高表达的乳腺癌患者总体生存时间更短(p=0.021);GNAS在乳腺癌组织中的表达水平高于癌旁组织,且GNAS越高,Ki-67阳性细胞比例越高(p=0.0351)。结论:高表达GNAS的乳腺癌患者疾病临床分期更高,更易出现转移,癌细胞具有更旺盛的增殖能力以及更短的总体生存时间。第二部分 GNAS促进乳腺癌细胞增殖、迁移和浸润目的:探究GNAS与乳腺癌细胞增殖和迁移的关系。方法:利用siRNA沉默GNAS,CCK8、EdU、克隆形成实验检测乳腺癌细胞的活力及增殖情况;流式细胞术检测对细胞周期和凋亡的影响;细胞划痕以及Transwell实验检测对细胞迁移和浸润能力的影响;裸鼠成瘤实验检测GNAS缺失对乳腺癌生长的影响。结果:降低GNAS的表达降低了乳腺癌细胞系MDA-MB-231的细胞活性(p=0.039)和细胞增殖(p=0.0016);使细胞周期受阻,S期细胞减少;同时降低了肿瘤细胞迁移速率以及浸润能力;GNAS的降低显著延缓了裸鼠的荷瘤生长。结论:体内、外实验证实,GNAS可促进乳腺癌细胞的增殖、迁移和浸润。第三部分 GNAS通过PI3K/AKT/E-cadherin信号通路促癌细胞增殖和EMT的机制研究目的:探究GNAS促癌细胞增殖、迁移和浸润的分子机制。方法:WB检测PI3K/AKT信号通路以及EMT相关蛋白的表达情况;利用PI3K光谱小分子抑制剂BKM120,封闭PI3K/AKT信号通路,CCK8、EdU、克隆形成实验检测乳腺癌细胞活力及增殖情况;细胞划痕以及Transwell实验检测对比这种处理与GNAS沉默处理的表型对细胞迁移和浸润的影响;检测裸鼠所形成的乳腺癌组织中,p-AKT、E-cadherin以及Snail 1等蛋白的表达水平。结果:siRNA沉默GNAS表达的MDA-MB-231细胞,PI3K/AKT信号通路受到抑制,E-cadherin表达上调,Snail1表达下降;BKM120小分子抑制剂的运用,与siGNAS作用一致,降低了癌细胞的增殖、迁移和浸润能力。结论:GNAS通过PI3K/AKT/E-cadherin信号通路促进细胞增殖以及EMT的发生。