柚皮素调控乳腺癌细胞TGF-β1分泌的机制研究

The metastasis of breast cancer cells accounts for the leading cause of cancer deaths in patients. It is reported that the raise of TGF-β1 in vivo is closely related with malignant metastasis. The development of TGF-β1 signaling inhibitors provides new sight for breast cancer metastasis therapy. However, overall blockage of TGF-β1 signaling by receptor inhibitors or antibodies brings serious adverse effects. In clinic, there is an urgent need for exploring of new inhibitors with low system toxicity and specificity to TGF-β1. We previously found that naringenin, a low molecular weight compound, showed significantly inhibition of breast cancer metastasis through down-regulation of TGF-β1 level in breast cancer. Differing to the existed TGF-β1 inhibitors, naringenin selectively blocked the secretion of TGF-β1 but showed no effects on its transcription and translation. As the secretion of TGF-β1 is regulated by multiple transporting steps, we propose to investigate the regulational mechanism of naringenin on different transporting steps of TGF-β1 in breast cancer cells. The demonstration of regulational machenism on TGF-β1 secretion by naringenin will provide the theoretical support for developing novel drugs, and make the regulation of protein transporting posibility.

乳腺癌的转移是造成乳腺癌患者死亡的主要原因。研究表明，TGF-β1水平的异常升高与乳腺癌的恶性转移紧密相关，开发TGF-β1信号通路抑制剂为治疗乳腺癌的转移提供了新思路。然而，现有的抗体类药物或受体抑制剂对TGF-β1的全身性抑制导致许多不良毒副作用。临床上亟待开发毒性小、选择性强的对抗TGF-β1的新型药物。我们发现，小分子化合物柚皮素能下调乳腺癌接种小鼠体内异常增加的TGF-β1水平，显著抑制其肺脏转移。和现有的TGF-β1抑制剂不同，柚皮素选择性地阻止了乳腺癌细胞内TGF-β1向胞外的分泌而不影响其转录和蛋白表达。鉴于TGF-β1蛋白的分泌受多个转运环节的严格调控，本课题拟在胞内转运的不同调控环节上系统地研究柚皮素对乳腺癌细胞TGF-β1分泌的作用机制。柚皮素调控TGF-β1分泌机制的阐明将不仅为柚皮素的新药开发提供理论依据，而且使调控蛋白的胞内转运成为可能，为药物研发提供新的思路。

目前，以TGF-β1为靶点的乳腺癌转移治疗途径正在成为一种极具吸引力的治疗策略。我们实验室前期的研究已经证明，柚皮素能显著降低由博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中小鼠肺组织中TGF-β1的水平，并有效地预防肿瘤细胞的肺部转移。那么这种抑制是否和肿瘤细胞自身分泌的TGF-β1水平有关呢，这就促使我们提出了柚皮素能否阻断乳腺癌细胞的TGF-β1分泌以抑制其肺转移的问题。在本研究中，我们构建了TGF-β1过度表达的乳腺癌细胞株（4T1/TGF-β1），以评估TGF-β1分泌与肺部转移的关系。与空载体4T1/PUR肿瘤对照相比，4T1/TGF-β1荷瘤小鼠产生了更广泛的肺转移。在给予TGF-β1治疗抗体1D11或柚皮素治疗后，发现1D11抗体和柚皮素对抑制荷载4T1/pur肿瘤以及4T1/ TGF-β1肿瘤的小鼠肺部肿瘤转移和延长荷瘤小鼠的生存期具有相似的作用，但对原发肿瘤的生长没有影响。4T1/TGF-β1肿瘤细胞介导的全身免疫抑制作用，表现为Tregs和MDSC细胞比例较高，活化的T细胞和IFN-γ表达的CD8+T细胞比例较低，经1D11或柚皮素治疗后明显改善。通过选择性地抑制肿瘤细胞TGF-β1分泌，柚皮素对乳腺癌转移具有抑制作用，这与目前已知的TGF-β1信号抑制剂和抗体的作用机制不同。这一机制表明，柚皮素通过抑制PKC蛋白的磷酸化活性，阻止了TGF-β1蛋白从高尔基体向细胞膜的转运。本项研究表明，柚皮素可能是一个极具吸引力的治疗干预TGF-β1相关疾病，尤其是乳腺癌转移，的候选药物。