PI3K-Akt信号通路对骨桥蛋白介导的人乳腺癌细胞侵袭与转移调控作用的研究

发布时间：2020-01-25 06:48

【摘要】：乳腺癌是危害全球女性健康的最严重的恶性肿瘤疾病,对早期乳腺癌的诊断和治疗,可以使患者达到良好的预后效果。但是,早期乳腺癌的症状不易被察觉,所以许多患者在确诊时,乳腺癌的恶性程度已经加重,癌细胞已经发生转移。目前,针对癌细胞转移的治疗效果不明显,发生癌细胞转移的患者,其生存率很低。因此,对于抑制癌细胞转移治疗方法的研究成为了热点。TCGA数据库是利用基因组测序的方法和生物信息学等手段对癌症的基因表达数据、基因突变数据及临床数据进行分类、汇总和综合,从而有利于提高对癌症的诊断、治疗和预防癌症的能力,使研究者能够更好地理解癌症的遗传基础,为癌症的研究及治疗提供依据。PI3K-Akt信号通路在细胞的存活及增殖等生命过程中起到了重要的作用,而在乳腺癌等癌症中,由于PI3K的表达量异常升高,使其下游的信号分子Akt发生过度活化,导致PI3K-Akt信号通路发生失调,这与乳腺癌等癌症的发生与发展有着密切的联系。骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)是一种磷酸化糖蛋白,既能够在细胞内发挥作用,也能够分泌到细胞外发挥其生理功能。在乳腺癌等癌症中,OPN通过促使多种激酶发生活化,从而促进了癌细胞的侵袭与转移等过程。有研究表明,PI3K-Akt信号通路与OPN的表达之间存在着联系,因此本研究选取乳腺癌作为研究对象,去探究PI3K-Akt信号通路是否对OPN的表达起到了调控作用进而对乳腺癌细胞的侵袭与转移过程产生了影响,这对于防治乳腺癌细胞的侵袭与转移具有重要的意义首先,我们从TCGA数据库中获取了乳腺癌患者的基因表达数据和临床数据,分析了在癌组织与癌旁正常组织、不同类型和不同临床阶段的乳腺癌中,PI3K的基因PIK3CA和OPN的基因SPP1的表达图示,并对上述基因的表达量对患者生存期的影响和上述基因之间的表达相关性进行了分析。根据分析结果,我们认为在乳腺癌中,PI3K的过量表达,促使PI3K-Akt信号通路过度激活,从而进一步使OPN的基因发生过度的表达并促进了乳腺癌细胞的侵袭与转移等过程,PI3K-Akt信号通路对OPN的基因表达起到了调控作用。为了证明上述观点,我们选取了人正常乳腺细胞株、低转移性人乳腺癌细胞株和高转移性人乳腺癌细胞株,并从医院获取了相关临床样本作为实验材料进行实验。我们先通过实时荧光定量PCR实验、蛋白印迹实验、细胞爬片免疫组化实验和石蜡切片免疫组化实验,检测了在不同类型的乳腺癌细胞和组织及正常乳腺细胞和癌旁正常组织中,PI3K、Akt和OPN在基因及蛋白水平上的表达差异。然后,我们选用了针对PI3K的催化亚基p110α的特异性抑制剂A66对MCF-7和MDA-MB-231细胞进行处理,通过实时荧光定量PCR实验、酶联免疫吸附实验、蛋白印迹实验和细胞爬片免疫组化实验,检测了两种类型的细胞在处理后,OPN在基因及蛋白水平上的表达变化;利用MTT实验和细胞创口愈合实验检测了处理后的两种类型细胞的增殖和迁移能力的变化;利用Transwell细胞侵袭实验和软琼脂克隆形成实验检测了处理后的MDA-MB-231细胞的侵袭和非锚定生长能力的变化。根据上述实验的结果,证明了在乳腺癌中,PI3K发生了过表达,促进了Akt的活化,促使PI3K-Akt信号通路过度激活,从而进一步使OPN的表达量升高,并且PI3K和OPN的表达量及Akt的活化水平会随着乳腺癌恶性程度的增加而升高。表明了在乳腺癌中,PI3K-Akt信号通路对OPN的表达起到了调控作用并对乳腺癌的侵袭与转移过程产生了影响。本实验为乳腺癌细胞侵袭与转移机制的研究提供了新的思路,为乳腺癌患者的治疗提供了新的基础资料。
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山东师范大学硕士学位论文发挥作用是通过两种蛋白-脂质结构域来实现的，分别称为FYVE结构域和PH并且包含这些结构域的蛋白对于PI3K介导的信号通路具有重要的调节作用。P由100多个氨基酸组成的球状蛋白结构域，包括磷酸肌醇依赖性激酶1(PDK1)和许多种蛋白中都存在这种结构域。PH结构域的一个亚基优先的结合到PI(3, 4)P23上[25-27]。Akt通过PH结构域结合到PI(3, 4, 5)P3上后，在PDK1、PDK2以及整酶的作用下发生磷酸化而激活，进而对细胞周期、细胞增殖以及细胞存活等生影响。

与Akt1相比，在氨基酸序列上分别具有81%和83%的相似度[29]。如图1-2所示，每一种Akt基因都编码一类包含N端PH结构域、中间激酶结构域以及C端调节结构域的蛋白质。其中，Akt的PH结构域优先与细胞膜内表面的PI(3, 4, 5)P3结合；中间激酶结构域具有两种类型，在Akt1和Akt2中为Thr308，而在Akt3中为Thr309；C端调节结构域具有三种类型，在Akt1中为Ser473，在Akt2中为Ser474，，在Akt3中为Ser472。哺乳动物中三种类型的Akt基因在多种组织中广泛的表达
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R737.9

【参考文献】

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1 魏芳;刘浩;张配;蒋国君;马琳艳;陈超;;EGCG对三阴乳腺癌细胞MDA-MB-231的增殖抑制作用及机制[J];中国药理学通报;2013年05期

2 薛卫成;;介绍乳腺癌TNM分期系统(第7版)[J];诊断病理学杂志;2010年04期

3 ;Inducing effects of hepatocyte growth factor on the expression of vascular endothelial growth factor in human colorectal carcinoma cells through MEK and PI3K signaling pathways[J];Chinese Medical Journal;2007年09期

本文编号：2572942