目的:乳腺癌作为我国乃至全世界女性死亡的重要因素,已经得到越来越多的关注。近年来,大量流行病学证据表明,糖尿病与乳腺癌的发病风险呈正相关。利拉鲁肽作为一种新型长效降糖制剂,目前已广泛用于降低糖尿病患者的血糖水平。已有文献报道,利拉鲁肽在发挥独立降糖作用外,还可降低多种恶性肿瘤的发病风险,如乳腺癌。利拉鲁肽可对乳腺癌细胞造成损伤,这可能与调控炎症相关细胞因子有关,但其具体作用机制尚不清楚。本研究拟从细胞焦亡角度出发,旨在探讨利拉鲁肽对乳腺癌MCF-7细胞的损伤作用及其可能的内在分子机制。方法:研究对象选择人乳腺癌MCF-7细胞。MTT法用于测定利拉鲁肽对细胞生存率的影响。Transwell细胞迁移实验用于检测细胞迁移能力。PI/Hoechst双荧光染色法用于检测细胞膜的完整性。蛋白质免疫印迹法(Western blot)用于检测自噬相关蛋白LC3及P62,组织蛋白酶B(CTSB),NLRP3炎症小体和焦亡相关蛋白caspase-1 p20及IL-1β的表达水平,并使用焦亡抑制剂甘氨酸(Gly)检测细胞焦亡的发生情况。采用q RT-PCR法分析焦亡相关基因caspase-1 p20和IL-1βm RNA的表达水平。透射电子显微镜观察细胞中自噬小体的表达水平。免疫荧光法用于检测细胞胞浆CTSB的表达情况。吖啶橙染色(AO)法用于检测自噬溶酶体即酸性自噬囊泡(AVOs)的表达水平。另外,该研究使用NLRP3炎症小体抑制剂MCC950、CTSB抑制剂CA-074 Me、自噬抑制剂3-MA和自噬诱导剂雷帕霉素(Rapa)调控胞内相应信号分子,以探讨自噬、CTSB和NLRP3炎症小体在利拉鲁肽诱导的细胞焦亡中的作用。结果:利拉鲁肽可显著降低MCF-7细胞生存活力,并降低细胞迁移能力,MTT实验筛选的药物有效刺激条件为400 nmol/L处理48小时。利拉鲁肽可诱发细胞焦亡:相比于对照组(0 nmol/L),利拉鲁肽明显上调NLRP3、caspase-1 p20和IL-1β蛋白表达水平,另外caspase-1 p20及IL-1βm RNA的表达水平和PI荧光染色阳性率均升高,Gly能够减弱利拉鲁肽诱发的细胞焦亡。利拉鲁肽通过激活NLRP3炎症小体诱导细胞发生焦亡和迁移抑制:利拉鲁肽处理组caspase-1 p20和IL-1β蛋白及m RNA表达水平均显著增加,细胞迁移能力降低,迁移数量明显减少;经MCC950预处理后,caspase-1 p20和IL-1β蛋白和m RNA表达水平明显降低,迁移细胞数量增加。利拉鲁肽激活NLRP3炎症小体和细胞焦亡由CTSB介导:相比于对照组,利拉鲁肽可上调NLRP3和caspase-1 p20和IL-1β蛋白表达水平,PI荧光染色阳性率升高,迁移数量减少;然而CTSB抑制剂CA-074 Me可显著抑制上述指标且迁移能力提高,提示利拉鲁肽可引起细胞释放CTSB并进一步活化NLRP3炎症小体,从而导致细胞焦亡。利拉鲁肽上调自噬水平与CTSB释放及NLRP3炎症小体激活和细胞焦亡密切相关:LC3、CTSB蛋白水平升高及p62表达下降,自噬小体以及自噬溶酶体表达显著增加,提示利拉鲁肽能够上调细胞自噬水平;另外,自噬抑制剂3MA预处理结果发现胞浆CTSB、NLRP3、caspase-1 p20和IL-1β蛋白表达水平显著降低,而Rapa在激活自噬后逆转了该趋势,上述指标的表达水平明显增加,提示利拉鲁肽可上调自噬水平,并释放CTSB进一步激活NLRP3炎症小体,进而诱发细胞焦亡并抑制细胞的迁移。结论:利拉鲁肽通过上调MCF-7细胞自噬水平,导致自噬溶酶体产生增加并降解,从而释放CTSB入胞浆激活NLRP3炎症小体,进一步活化caspase-1后释放成熟IL-1β加重细胞炎症反应,最终诱发细胞焦亡并抑制细胞迁移。本研究阐述了自噬-CTSB-NLRP3炎症小体信号通路介导的细胞焦亡在利拉鲁肽诱导的MCF-7细胞损伤中具有重要作用,为进一步研究利拉鲁肽抗乳腺癌作用的内在机制提供理论依据。