精氨酸对IFN-γ诱导乳腺上皮细胞恶性转化的拮抗机制及动物模型验证

发布时间：2020-03-27 05:39

【摘要】：目的:乳腺癌是全球女性中最常见的恶性肿瘤之一,严重影响妇女身心健康甚至危及生命。我国乳腺癌的发病率在近十年总体呈现上升趋势。IFN-γ是一种多效性细胞因子,在肿瘤的发生发展过程中发挥双重性的作用。本课题组前期研究发现,IFN-γ能通过诱导精氨酸耗竭促进原代奶牛乳腺上皮细胞发生恶性转化。既然精氨酸作为一种非必需氨基酸与癌症的生物学行为密切相关,本研究假设在IFN-γ作用于乳腺上皮细胞的进程中添加精氨酸能拮抗其恶性转化,旨在探讨精氨酸对IFN-γ诱导乳腺上皮细胞恶性转化的拮抗机制。方法:本研究首先选用IFN-γ诱导下恶性转化的奶牛乳腺上皮细胞作为研究对象,通过添加不同浓度的精氨酸,采用细胞增殖(MTT实验)、细胞迁移(Would healing实验)以及细胞克隆形成等实验观察细胞的恶性转化程度;通过qRTPCR筛选与癌症相关的基因,通过Western bloting验证通路蛋白;其次通过动物成瘤实验验证精氨酸对乳腺癌发展的影响及其分子机制;最后采用ELISA方法对人类乳腺癌标本进行检测分析,免疫组化验证蛋白分子。结果:(1)IFN-γ能够通过激活GCN2/eIF2α信号通路介导的精氨酸耗竭促进BMECs恶性转化,而精氨酸的添加能够通过NF-κB/GCN2/e IF2α信号通路拮抗IFN-γ对乳腺上皮细胞恶性转化的诱导能力,表现在细胞增殖减弱,细胞迁移减慢以及细胞平板克隆形成减少。(2)体内动物实验证实了添加精氨酸治疗能够显著抑制荷瘤小鼠的肿瘤生长,且p-p65、p-GCN2、p-EIF2S1于添加精氨酸组的表达量明显低于IFN-γ单独处理组。(3)临床研究进一步验证:人乳腺癌患者血浆和组织中,精氨酸含量都低于良性乳腺疾病患者,而IFN-γ则高于对照组,并且精氨酸与IFN-γ的表达量与乳腺癌的TNM分期、ER(-/+)、PR(-/+)等有关系,且pp65,p-GCN2,p-EIF2S1在乳腺癌标本中的表达量明显高于良性乳腺疾病。结论:精氨酸能够通过NF-κB/GCN2/eIF2α信号通路拮抗IFN-γ对乳腺上皮细胞恶性转化的诱导作用,为乳腺癌的预防和治疗提供了新的思路。抑制p65,GCN2和eIF2α活性可作为乳腺癌治疗的靶点,IFN-γ减少或精氨酸添加可能是乳腺癌预防方法之一。
【图文】：

恶性转化,乳腺上皮细胞

第 4 章实验结果第 4 章实验结果4.1 精氨酸对 IFN-γ 诱导乳腺上皮细胞恶性转化的拮抗作用与机制4.1.1 IFN-γ 促进乳腺上皮细胞恶性转化为了验证 IFN-γ 对奶牛乳腺上皮细胞恶性转化的作用，检测了细胞恶性转化的表型变化：细胞增殖，细胞迁移和细胞克隆形成。结果显示：与 0 代细胞相比，30 代(10ng /ml IFN-γ 长期处理下的奶牛乳腺上皮细胞)的细胞其细胞活力明显升高(图 4.1A)。同时还发现 IFN-γ 能够促进细胞迁移(图 4.1B)以及细胞克隆形成(图 4.1C)。

精氨酸,恶性转化,情况,自噬

#P < 0.001.4.1.2 IFN-γ 加速胞内精氨酸的耗竭本课题组前期研究发现：IFN-γ 促进乳腺上皮细胞恶性转化的过程中伴随着精氨酸的耗竭。因此进一步验证了随着 IFN-γ 的作用，，检测到精氨酸的耗竭。结果表明，30 代细胞比 0 代细胞精氨酸的耗竭更为严重(图 4.2A)。IFN-γ诱导 BMECs 恶性转化确实发生精氨酸耗竭。营养代谢物感受器 GCN2 和eIF2α 可以感受氨基酸的消耗。发现在 IFN-γ 长期刺激 BMECs 的作用下GCN2 和 eIF2α 的活性明显增加(图 4.2B)。在 BMECs 中，IFN-γ 能够激活GCN2/eIF2α 信号通路，进一步加快精氨酸的耗竭，而精氨酸耗竭能够介导IFN-γ 所诱导的自噬。然而，IFN-γ 通过精氨酸耗竭介导的自噬诱导 BMECs 恶性转化。可见 IFN-γ 可以通过激活 GCN2/eIF2α 引起精氨酸耗竭从而诱导细胞恶性转化。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R737.9

【参考文献】