质膜流动性对乳腺癌细胞Her2定位及肿瘤转移的作用和机制研究

Her2 positive subtype displays poor prognosis in breast cancers. Although Her2 targeted therapies have proven effective clinically, drug resistance frequently occurs and causes patient death. Therefore novel therapeutic strategies await exploitation urgently. Our preliminary results show differential Her2 locations in breast cancer cells, and changes in membrane fluidity affect Her2 cellular localizations as well as downstream signaling and tumor cell migration. However the details of the regulation by membrane fluidity remain elusive. Therefore, in this project, we plan to closely examine the effects of membrane fluidity changes on Her2 cellular localization, the activation of downstream signaling molecules, breast cancer cell invasion and migration, also the influence of blockage of Her2 internalization on the aforementioned features of breast cancer cells. In addition, we want to assess the effect of membrane fluidity changes on the tumorigenesis and metastasis of breast cancer cells in nude mice. This study will reveal the correlation between membrane fluidity and Her2 positive breast cancer progression, hence shed light on the novel therapeutic strategy by interfering with membrane fluidity.

Her2阳性是乳腺癌中预后较差的亚型。虽然目前Her2靶向药物取得一定进展，但临床耐药现象经常发生并危害患者生命，因此新的靶向治疗策略亟待开发。申请人前期工作发现Her2在阳性乳腺癌细胞中定位不尽相同；且质膜流动性增强会引起Her2细胞内定位以及下游信号传导增强和肿瘤迁移速度提高，但具体调控和作用机制不详。据此本课题拟详细研究质膜流动性改变对乳腺癌细胞中Her2定位的影响以及信号传导分子的调控；探求质膜流动性对乳腺癌细胞迁移和干性等特征的影响；观察阻断Her2细胞内定位后膜流动性改变的作用效果异同。以此为基础，探索裸鼠体内肿瘤细胞在膜流动性改变条件下的生成、增殖、转移等特征的区别；并观察抑制Her2细胞内定位药物对裸鼠体内Her2阳性乳腺癌发生和发展的抑制作用。本项目将为膜流动性与Her2阳性乳腺癌的发生发展的相关性提供新认识，也将为通过干预质膜流动性治疗乳腺癌的新思路提供理论及实验依据。

Her2已被证明是乳腺癌治疗的首要治疗靶点，针对Her2的靶向治疗经常发生临床耐药和肿瘤复发。Her2是主要由脂质和蛋白质组成的单次跨膜酪氨酸激酶受体，研究初期发现在三种形态差异较大的Her2阳性乳腺癌细胞系内Her2的定位不同。用不同的药物处理改变细胞膜的物理特性，发现Her2的定位和细胞迁移与细胞膜表面的胆固醇含量有关。降低细胞膜表面胆固醇含量，细胞膜的刚性降低和流动性增加有助于Her2的内吞。既然Her2的定位和内吞与细胞膜表面的胆固醇含量有关，为了增加本项目研究的临床转化意义，接下来选择临床药物洛伐他汀、拉帕替尼和来那替尼进行研究。单独加入降低胆固醇的临床药物洛伐他汀，或者与拉帕替尼和来那替尼联合用药，发现洛伐他汀能够增强两种酪氨酸激酶抑制剂对Her2阳性乳腺癌细胞生长的抑制作用。进一步研究发现，与使用单一抑制剂相比，联合洛伐他汀用药使Her2表达显著减少，抑制下游致癌信号，并促进Her2内吞。免疫沉淀实验发现洛伐他汀对来那替尼诱导的Her2泛素化起协同促进作用，证明洛伐他汀能够促进Her2泛素化介导的内吞降解。裸鼠成瘤实验结果显示与单独使用拉帕替尼组相比，联合洛伐他汀可以进一步抑制裸鼠肿瘤生长和Her2的扩增。综合以上研究内容得出结论，细胞膜表面胆固醇含量影响细胞膜的流动性和刚性，增加细胞膜的流动性和抑制细胞膜的刚性可以增强Her2阳性乳腺癌细胞的爬行能力和促进Her2的内吞，洛伐他汀联合酪氨酸激酶抑制剂具有更强的抑制细胞增殖和促细胞凋亡的能力，联合用药可以更有效的抑制Her2阳性乳腺癌细胞的裸鼠体内成瘤。本项目研究为质膜流动性与乳腺癌的发生发展的相关性提供了新的认识，结果具有一定的临床应用价值，为Her2阳性乳腺癌治疗的临床用药方案和新药研发提供了新的视角。