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人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor 2,HER2)在乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、胃癌、肺癌等多种上皮细胞来源的恶性肿瘤中过表达,而在正常组织中表达水平很低或不表达。临床研究发现,HER2过表达的肿瘤患者往往对放化疗及激素治疗不敏感,且易发生肿瘤的转移,患者预后不佳。Heregulin (HRG)为HER家族成员HER3和HER4的特异性配体,HRG mRNA在约25%乳腺癌中高表达(表达概率与HER2分子在乳腺癌中的表达相似),它与乳腺癌发生、转移及组织学分级密切相关。HRG不与HER2结合,但HER2可与HER3及HER4发生异源二聚化,增强HRG与HER3、HER4结合的亲和力,在HRG介导的HER信号激活过程中发挥关键性作用。迄今为止,HER2和HRG高表达促进肿瘤发生、发展、侵袭及转移的机制尚未完全阐明。值得注意的是,HRG低表达、HER2高表达及HER2低表达、HRG高表达的两组乳腺癌患者均以相似的信号传导途径介导肿瘤耐药,提示HER2与HRG可能以相似的机制促进乳腺癌的发生、发展,导致不良预后。基质金属蛋白酶-7(MMP-7)可在乳腺癌等多种上皮来源的肿瘤中表达。与MMP家族其它成员相比,MMP-7具有许多独特而重要的性质,在肿瘤发生的早期以及侵袭转移过程中发挥十分重要的作用。MMP-7过表达可切割FasL,从而导致肿瘤细胞对化疗药物的耐受。已报道的研究结果表明,HER2与MMP-7的表达密切相关,HRG刺激诱导的信号可能参与MMP家族蛋白的表达调控。本研究拟以探索HER2过表达及HRG介导的信号与MMP-7表达的关系作为切入点,研究HER2及其介导的信号通路在乳腺癌侵袭、转移过程中可能参与的作用。本研究首先构建了过表达HER2的乳腺癌细胞MCF-7/HER2,通过HRGβ诱导发现,HER2过表达或HRGβ诱导均可导致MMP-7启动子激活、mRNA及蛋白表达水平上调;但HRGβ刺激可诱导MCF-7/HER2细胞MMP-7启动子活性、mRNA和蛋白表达水平进一步升高,表明HRGβ诱导与HER2过表达对MMP-7表达具有协同作用。STAT3和AP-1均为多种信号传导通路的汇聚点,并作为终末分子发挥重要的作用,两者均与细胞恶性转化及肿瘤的形成、侵袭和转移密切相关。对MMP-7启动子序列分析发现,在MMP-7启动子转录起始位点上游-296 bp内含有3个潜在的STAT3结合位点及1个AP-1位点。利用STAT3和c-Jun高表达的MCF-7细胞作为模型细胞发现,组成性表达STAT3和AP- 1均可激活MMP-7启动子活性、上调MMP-7 mRNA及蛋白的表达水平。通过ChIP实验和启动子定点突变证实,STAT3及AP-1可与MMP-7启动子中相应元件直接结合,MMP-7启动子序列中-168/-159和-137/-122处为STAT3功能性结合位点,AP-1结合位点亦为MMP-7转录激活所必须。从而揭示,MMP-7是STAT3和AP-1的靶基因。为阐明HER2过表达及HRG诱导上调MMP-7表达的信号传导途径,我们研究了HRGβ刺激对HER2及其下游STAT3和AP-1的活化作用。我们的研究证实,HER2过表达可导致HER2磷酸化水平增高,并激活STAT3;HRGβ刺激可进一步增强HER2、STAT3的磷酸化水平;HER2/HRGβ诱导可显著上调c-Jun、c-Fos表达及c-Jun磷酸化水平,提示HER2/HRGβ诱导对STAT3和AP-1有直接激活作用。选用STAT3、AP-1显性负性突变体STAT3-YF和TAM67以及通过对MMP-7启动子中STAT3和AP-1结合位点进行定点突变分析,证实HER2/HRGβ通过激活STAT3和AP-1调控MMP-7表达。我们还发现,组成性STAT3激活与AP-1活性的诱导无明显关系,AP-1显性负性突变体TAM67不能抑制STAT3对MMP-7启动子的激活,提示HER2/HRGβ分别激活STAT3和AP-1,从而调控MMP-7表达。综上所述:(1)HER2和HRG高表达及其相互协同对MMP-7的表达具有调控作用。(2)STAT3和AP-1与MMP-7启动子结合调控MMP-7表达,MMP-7是STAT3和AP-1的靶基因。(3)HER2/HRG诱导分别激活STAT3和AP-1调控MMP-7表达。(4)HER2和HRG高表达与STAT3、AP-1激活调控MMP-7表达可能参与乳腺癌发生、发展、侵袭、转移以及肿瘤耐药过程。