JAK2/STAT5A通过上调IBP表达促进乳腺癌化学治疗耐药的分子机制研究

Chemotherapy resistance is the main reason for treatment failure of breast cancer. It is important to clarify the mechanism of chemotherapy resistance to improve prevention and cure in breast cancer. Emerging evidence has shown that blocking STAT5A may be a novel strategy to resolve chemotherapy resistance in breast cancer. We previously confirmed that IBP was aberrantly expressed in breast cancer cells and positively correlated with the grades,stages and metastasis of breast cancer. By preliminary experiments, we discovered that prolactin, the upstream signal of JAK2/STAT5A, promoted IBP expression; the result of ChIP assay suggested that STAT5A could directly bind to IBP promoter; IBP participated in the inhibition of cisplatin-induced apoptosis; and IBP altered the expression of multidrug resistant-correlated genes by gene chip assays. Thus, we presume that IBP upregulated by JAK2/STAT5A pathway promotes chemotherapy resistance in breast cancer. This program will identify that IBP is a novel target of STAT5A in vitro and in vivo. We plan to investigate the effection of STAT5A and IBP on chemotherapy resistance in breast cancer by observing clinical samples, resistant cell lines and animal models. This program may further clarify the regulatory mechanism and biology significance of IBP, and provide a novel understanding of chemotherapy resistance in breast cancer.

化学治疗耐药是乳腺癌治疗失败的主要原因，阐明其具体机制对提高乳腺癌防治水平具有重要意义。最新研究表明阻断JAK/STAT通路中STAT5可能是解决乳腺癌耐药的新策略。近年我们证实IBP异常高表达于乳腺癌，并与乳腺癌分级、分期和转移正相关。我们前期预实验发现：JAK2/STAT5A上游催乳素促进IBP表达； ChIP结果提示STAT5A可与IBP启动子结合；IBP参与抑制顺铂诱导的细胞凋亡；基因芯片分析IBP抑制后多药耐药相关基因表达改变。由此我们推测JAK2/STAT5A信号通过上调IBP表达促进乳腺癌化学治疗耐药。本项目拟通过体内外实验证实IBP是STAT5A的新靶蛋白，通过临床样本、耐药细胞株模型和动物实验观察STAT5A-IBP对乳腺癌化学治疗耐药的影响并探讨其分子机制。本项目将进一步明确乳腺癌中IBP异常表达的调节机制及其生物学意义，并为阐明乳腺癌化学治疗耐药的分子机制积累资料。

化疗耐药是乳腺癌治疗失败的主要原因，阐明其具体机制对提高乳腺癌防治水平具有重要意义。特别是对于转移性乳腺癌病人来说，治疗中的进行性抗肿瘤药物耐药是一个重要问题。更重要的是，尽管临床有多种抗肿瘤药物，但是一旦在疗程中发生一种药物耐受，大多数治疗药物将不再对患者产生治疗效应，这一现象称为多药耐药。在本项目中我们发现IBP高表达于乳腺癌耐药细胞株，并与乳腺癌细胞的增殖转移以及临床乳腺癌病人的预后不良密切相关。在乳腺癌细胞株中过表达IBP可导致乳腺癌细胞对多种化疗药物的耐受能力增强，而在乳腺癌耐药细胞株中抑制IBP的表达可以增强耐药细胞对多种化疗药物的敏感性。乳腺癌耐药细胞株裸鼠移植瘤模型实验发现抑制IBP的表达后相同化疗药物作用小鼠后乳腺癌移植瘤体积明显小于未抑制IBP组。进一步研究发现IBP促进乳腺癌化疗耐药是主要通过增强药物流出机制促进乳腺癌细胞多药耐药。IBP过表达后药物流出机制中的主要蛋白MDR1表达明显上调，而在乳腺癌耐药细胞中抑制IBP的表达，大部分药物流出机制中的关键蛋白表达下调，特别是MDR1。小鼠移植瘤模型瘤体检测也发现IBP抑制耐药细胞小鼠移植瘤瘤体中MDR1表达降低。临床样本分析IBP的表达和MDR1的表达具有良好的相关性。功能方面，在乳腺癌耐药细胞中抑制IBP的表达后，耐药细胞对药物的转运功能明显下降。提示IBP可能作为新的乳腺癌多药耐药的检测靶点，降低IBP的表达可能成为逆转乳腺癌多药耐药的新的可能方式。在IBP的表达调控方面，项目发现PRL促进IBP的表达，但STAT5A与IBP启动子结合，作为转录因子可以抑制IBP的表达。IBP可以通过IL6/STAT3促进乳腺癌细胞HKII表达促进乳腺癌细胞糖酵解，IBP与STAT家族之间可能存在有一个信号反馈环。此外，项目还进一步建立了基于竞争性化学发光免疫检测蛋白-核酸比例转换的细胞耐药监测方法。