未折叠蛋白反应对化疗药物诱导乳腺癌细胞凋亡的影响

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目的:  1、探讨内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)对人乳腺癌细胞凋亡的影响。  2、检测顺铂(cisplatin,CDDP)、阿霉素(adriamycin,ADR)对MDA-MB-231细胞及C3H小鼠移植性乳腺癌ERS的激活作用以及对Caspase-4/Caspase-12介导的细胞凋亡途径的影响。  3、探讨利用SiRNA干扰技术阻断UPR,对CDDP和ADR所致MDA-MB-231细胞凋亡的影响。  方法:  一、体外实验:  1、用衣霉素(Tunicamycin,TM)(3μmol/L)、CDDP(10 mg/L)、ADR(1mg/L),处理MDA-MB-231细胞不同时间(0、6、12、24、36 h),Western blot检测葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated protein78,GRP78)的表达。  2、用CDDP、ADR处理MDA-MB-231细胞48 h后,用溴化丙啶(propidium iodide, PI)染色,流式细胞仪(FCM)检测细胞凋亡率。  3、用CDDP、ADR处理MDA-MB-231细胞不同时间(0、6、12、24、36 h),按Caspase-4活性检测试剂盒使用说明收集细胞并检测Caspase-4活性。  4、SiRNA干扰GRP78合成阻断UPR,再用CDDP、ADR处理MDA-MB-231细胞,检测细胞凋亡率和Caspase-4活性的改变。  二、体内实验  1、C3H小鼠自发性乳腺癌为瘤源制成细胞悬液,调细胞浓度为2×107/ml接种于无瘤C3H小鼠,随机分组。第9天起,每组分别给予生理盐水NS、ADR、CDDP腹腔注射,每3天给药一次,每3天测量肿瘤长短径1次,绘制肿瘤生长曲线,第21天处死小鼠,称量肿瘤重量,计算抑瘤率。  2、取肿瘤组织,提取蛋白,定量后Western blot检测GRP78及Caspase-12的表达。  3、肿瘤组织做常规石蜡包埋、切片并做HE染色,置显微镜下观察其病理表现。  4、肿瘤组织用免疫组化法检测处理组与非处理组中GRP78的表达。  结果:  一、体外试验  1、CDDP和ADR对MDA-MB-231细胞中GRP78表达和细胞凋亡的影响。  (1)CDDP和ADR上调GRP78的表达(P﹤0.01)。  (2)CDDP和ADR诱导MDA-MB-231细胞凋亡,凋亡率﹤30%。  (3)CDDP和ADR对Caspase-4的诱导呈先上升后下降的趋势,而对GRP78的诱导则呈线性上升趋势。  2、SiRNA干扰GRP78的合成对CDDP、ADR诱导MDA-MB-231细胞凋亡的影响。  (1)GRP78SiRNA转染,增加CDDP和ADR诱导的细胞凋亡率(P﹤0.01)。  (2)GRP78SiRNA转染增加Caspase-4的活性,取消Caspase-4活性的下降相,并使其呈现持续上升趋势。  二、体内试验  1、CDDP和ADR对C3H小鼠移植性乳腺癌细胞的生长具有明显的抑制作用,第21天测量移植肿瘤体积分别为:NS组1690.89±42.94 mm3,CDDP组549.78±20.87 mm3,ADR组750.18±64.64 mm3。与NS组比较,CDDP组和ADR组肿瘤体积明显减小,抑瘤率分别为60.48%、58.55%(P﹤0.01)。  2、HE染色组织病理学检查显示CDDP组、ADR组细胞大小不一,核质深染,可见点状坏死灶及大片的无结构红染坏死表现。  3、免疫组化结果显示,CDDP组和ADR组中GRP78表达呈现强阳性,NS组中表达较弱。  4、肿瘤组织提取蛋白Western blot检测GRP78表达,与NS组比较,CDDP组和ADR组GRP78表达明显增强(P﹤0.01)。检测Caspase-12的表达,与NS组比较,CDDP组和ADR组Caspase-12表达明显减弱(P﹤0.01)。  5、Caspase-12的Western blotting结果显示CDDP和ADR处理组动物肿组织的Caspase-12的表达明显降低(P﹤0.01)。  结论:  1、CDDP、ADR体外可诱导MDA-MB-231细胞,体内可诱导C3H小鼠移植性乳腺癌细胞产生ERS、UPR和GRP78的高表达。  2、干扰肿瘤细胞GRP78的表达可增强CDDP、ADR的抗肿瘤作用。二者联用可上调 Caspase活性,提升CDDP、ADR对肿瘤细胞凋亡的诱导作用。  3、GRP78不仅仅是乳腺癌细胞内质网应激的标志性产物,也是肿瘤细胞产生耐药的靶点之一,抑制GRP78的表达可以增加乳腺癌细胞对此类化疗药物的敏感性。
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