探讨CDK4/6抑制剂帕博西尼通过MAPK通路激活自噬参与(RB+/CCNE1-)ER阳性乳腺癌耐药的机制

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目的:探讨CDK4/6抑制剂帕博西尼(Palbociclib,PAL)在(RB+/CCNE1-)ER阳性乳腺癌中调控自噬的作用机制,阐明CDK4/6抑制剂通过MAPK途径激活(RB+/CCNE1-)ER阳性乳腺癌细胞自噬参与耐药的机制。方法:PAL单用抑瘤实验:将人ER阳性乳腺癌细胞MCF-7细胞接种于裸鼠皮下,构建ER阳性乳腺癌瘤裸鼠模型。模型构建成功后,采用灌胃方式给予生理盐水及不同剂量PAL(50 mg/Kg,100 mg/Kg,150 mg/Kg)对荷瘤裸鼠进行药物干预。药物干预期间每天监测裸鼠的精神状态及进食量等一般状况,每3天测量一次实验裸鼠体重及移植瘤体积,并绘制相应的裸鼠体重变化曲线图和移植瘤体积增长曲线图。药物干预结束后收集移植瘤组织,使用Western blot检测移植瘤组织中自噬关键蛋白LC3的表达以及MAPK通路相关蛋白p-ERK,p-RAF,p-MEK,ERK,RAF,MEK的表达,Image J软件分析蛋白条带的灰度值,并计算LC3II/I,p-ERK/ERK,p-RAF/RAF,p-MEK/MEK的比值。使用免疫组织化学染色(Immunol histochemistry,IHC)法检测移植瘤组织中LC3,p-ERK,p-RAF,p-MEK的表达。PAL与GSK1120212(GSK)联用抑瘤实验:将人ER阳性乳腺癌细胞MCF-7细胞接种于裸鼠皮下,构建ER阳性乳腺癌瘤裸鼠模型。模型构建成功后,采用灌胃方式给予生理盐水(对照组)、100 mg/Kg PAL(PAL组)、1 mg/Kg GSK(GSK组)以及100 mg/Kg PAL+1 mg/Kg GSK(联合给药组)对荷瘤裸鼠进行药物干预。药物干预期间每天监测裸鼠的精神状态及进食量等一般状况,每3天测量一次实验裸鼠体重及移植瘤体积,并绘制相应的裸鼠体重变化曲线图和移植瘤体积增长曲线图。药物干预结束后收集移植瘤组织,使用苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin,HE)染色观察各组移植瘤组织肿瘤细胞的形态学变化。使用Western blot检测各组移植瘤组织中自噬关键蛋白LC3的表达情况,Image J软件分析蛋白条带的灰度值,并计算LC3II/I的比值。使用IHC分析各组移植瘤组织中Ki67,LC3,p-ERK,p-RAF,p-MEK的表达情况。结果:PAL单用抑瘤实验:(1)成功建立ER阳性乳腺癌荷瘤裸鼠模型,成瘤率为100%。(2)各组实验裸鼠体重在药物干预期间无明显差异。(3)与对照组相比,PAL浓度依赖性的抑制实验裸鼠移植瘤的体积,高剂量的PAL对移植瘤生长的抑制作用最明显。(4)Western blot实验结果显示,与对照组相比,PAL可以提高移植瘤组织中LC3II蛋白的表达以及LC3II/I的比值;IHC实验结果显示,与对照组相比,PAL可以显著提高移植瘤组织中LC3阳性肿瘤细胞的比例。(5)Western blot实验结果显示,与对照组相比,PAL可以显著上调MAPK信号通路中关键蛋白p-RAF,p-MEK和p-ERK的表达,Image J软件灰度值分析结果显示PAL显著增加p-RAF/RAF,p-MEK/MEK,p-ERK/ER的比值;IHC实验结果显示,与对照组相比,PAL可以显著增加移植瘤组织中p-RAF,p-MEK和p-ERK阳性肿瘤细胞比例,表明PAL可以上调MAPK信号通路。PAL与GSK联用抑瘤实验:(1)成功建立ER阳性乳腺癌荷瘤裸鼠模型,成瘤率为100%。(2)药物干预期间,与对照组及PAL,GSK单药组实验裸鼠相比,PAL与GSK联合给药组实验裸鼠自给药第6天开始出现体重下降的现象。(3)与对照组相比,PAL对实验裸鼠移植瘤的生长具有一定的抑制作用,PAL与GSK联合给药组移植瘤平均体积明显小于对照组及单药组,表明PAL与GSK联合对移植瘤具有协同抑制作用。HE染色结果显示,与对照组相比,PAL组坏死减少,肿瘤细胞密度降低,细胞异型性减小,在PAL与GSK联合给药组肿瘤组织中未见明显坏死,肿瘤细胞密度及异型性最小。IHC染色结果显示,与对照组相比,PAL组Ki67阳性肿瘤细胞比例降低,PAL与GSK联合给药组Ki67阳性肿瘤细胞比例最低,表明PAL可以降低移植瘤增殖指数,并且与GSK联用时对移植瘤增殖具有协同抑制作用。(4)Western blot实验结果显示,MEK抑制剂GSK可以显著降低PAL处理的移植瘤组织中LC3II蛋白的表达以及LC3II/I的比值。IHC实验结果显示,与对照组相比,GSK可以显著降低PAL处理的移植瘤组织中LC3,p-RAF1,p-MEK和p-ERK阳性肿瘤细胞的比例。以上实验结果均说明,在裸鼠ER阳性乳腺癌移植瘤中,PAL激活的自噬可以被GSK抑制,PAL通过MAPK信号通路激活裸鼠ER阳性乳腺癌移植瘤自噬。结论:(1)CDK4/6抑制剂PAL具有抗ER阳性乳腺癌的作用,与MEK抑制剂GSK联合应用时对ER阳性乳腺癌具有协同抑制作用。(2)CDK4/6抑制剂PAL可能通过调节MAPK信号通路激活自噬。(3)CDK4/6抑制剂PAL在ER阳性乳腺癌移植瘤模型中通过MAPK信号通路激活自噬可能是其耐药的分子机制之一。
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