Hedgehog信号通路介导乳腺癌干细胞药物敏感性的研究

【目的】 研究介导乳腺癌干细胞(breast cancer stem cells,BCSCs)药物抵抗的新机制。 【方法】 通过CCK-8 assay和球囊形成实验检测MCF-7细胞和(或)无血清非粘附悬浮培养得到富集BCSCs 的MCF-7 mammosphere(MCF-7 MS)对紫杉醇和盐霉素反应的差异。通过蛋白质印迹、免疫荧光或免疫组化检测MCF-7和MCF-7 MS细胞及其荷瘤鼠移植瘤中Hedgehog(Hh)通路主要因子PTCH、SMO、Gli1及Gli2的表达,及紫杉醇或盐霉素处理后表达的改变。进一步应用CCK-8 assay和球囊形成实验考察Hh通路主要配体Shh或SMO抑制剂环巴明对盐霉素或紫杉醇抑制MCF-7 MS细胞增殖作用的影响。此外,动物水平也考察了MCF-7 MS细胞移植瘤内Hh通路活性与荷瘤鼠药物敏感性的关系。而且,在290例临床乳腺癌病理组织中,以免疫组化检测及卡方检验分析了SMO及Gli1的阳性表达与BCSCs特异标记物CD44⁺/CD24-表达的相关性。 【结果】 MCF-7 MS具有BCSCs的CD44⁺/CD24^-/low表型、高表达干细胞标记物OCT4、强的克隆形成能力、强的侵袭迁移能力、强的在体成瘤能力等干细胞特性。MCF-7 MS对紫杉醇不敏感,而对盐霉素高度敏感,不同于MCF-7细胞对紫杉醇敏感,而对盐霉素不敏感。MCF-7 MS细胞及其荷瘤鼠移植瘤中的Hh通路主要因子PTCH、SMO、Gli1及Gli2的表达均明显高于MCF-7细胞。盐霉素可明显抑制MCF-7 MS细胞中Hh通路这些因子的表达,而紫杉醇未见抑制作用,且盐霉素和紫杉醇均对MCF-7细胞中的这些蛋白的表达无抑制作用。进一步发现了Shh激活或环巴明抑制Hh通路分别下调或上调了MCF-7 MS对盐霉素或紫杉醇的敏感性。而且,在荷瘤鼠水平也发现了可抑制MCF-7 MS荷瘤鼠移植瘤生长的盐霉素也抑制了PTCH、SMO、Gli1及Gli2的表达,而对荷瘤鼠移植瘤生长无明显抑制作用的紫杉醇对这些因子的表达也无明显的抑制作用。此外,在临床乳腺癌病理组织中,发现了SMO及Gli1的阳性表达与CD44⁺/CD24^-表达正相关。 【结论】 在细胞、裸鼠移植瘤水平及临床病理组织中,乳腺癌干细胞介导的药物敏感性与Hh通路活性改变相关。