基于Wnt/beta-catenin信号通路研究西黄丸防治乳腺癌的分子机制

Prevention is the most important method to reduce the incidence and mortality of breast cancer. Clinically few medicines are available for breast cancer prevention and side-effects are serious. Xi-Huang Pill (XHP) is a famous anticancer formula in TCM and was used originally for early treatment of breast cancer. However, the solo effect of XHP on breast cancer and the underlying molecular mechanism are still not clear. According to the information from other cancers, we find that most of the genes affected by XHP are target genes of Wnt/b-catenin signaling pathway which is pivotal for mammogenesis and mammary carcinogenesis. Our preliminary data also show that the XHP-mediated growth inhibition is probably related to the activation of Wnt/b-catenin signaling. Together, we speculate that XHP may prevent and treat breast cancer by regulating Wnt/b-catenin signaling pathway. To test this hypothesis, we will evaluate systematically the preventive effectiveness of XHP on breast cancer initiation and progression in vivo and in vitro, by means of DMBA-induced mouse breast cancer model and human breast cancer cell lines, and will address how XHP regulates Wnt/b-catenin signaling. Our study will support a broad application of XHP in clinic.

防治乳腺癌是降低其高发率和死亡率的重要手段。目前临床用药少，副作用大。中药抗癌名方西黄丸，原方治疗乳腺癌初起，但它单独防治乳腺癌的作用和机制尚不明确。从其它肿瘤的研究中发现，西黄丸调控的基因多为Wnt/b-catenin信号通路靶基因。该通路在乳腺发生与癌变过程中均起关键作用。我们初步研究结果也表明西黄丸抑制乳腺癌细胞生长的作用与Wnt/b-catenin通路的激活水平有关。因此，我们推测西黄丸可能通过调控Wnt/b-catenin信号通路预防乳腺癌的发生发展。为验证该假设，我们将利用二甲基苯并蒽诱发的小鼠乳腺癌模型和人乳腺癌细胞株，从在体和离体两个层次上，考察西黄丸对乳腺癌细胞和干细胞生长的调控以及Wnt/b-catenin信号通路组分在调控过程中的表达变化，探索西黄丸调控Wnt/b-catenin信号通路的靶点。本研究将为西黄丸的临床应用提供确实可靠的实验基础和依据。

项目背景：.乳腺癌的发病率和致死率都居高不下。防治乳腺癌一直是癌症研究的热点。西黄丸作为临床上治疗乳腺癌的常用辅助药物，其疗效和机制的研究仍存在争议。对于西黄丸是否具防治乳腺癌的作用，值得进一步研究。..主要研究内容.1. 利用三种常见类型的人乳腺癌细胞株，研究西黄丸对乳腺癌细胞的直接作用，及其与Wnt/beta-catenin信号通路的相关性.2. 在乳腺癌细胞中激活Wnt/beta-catenin信号通路，研究西黄丸调控Wnt/beta-catenin的可能靶点。.3. 以Balb/c小鼠为对象，用二甲基苯并蒽（DMBA）诱导乳腺肿瘤发生，在整体水平上研究西黄丸对乳腺癌的防治作用，及其与Wnt/beta-catenin信号通路的相关性。..重要结果与结论.1. 西黄丸对MCF-7、SK-BR-3、MDA-MB-231三种类型的乳腺癌细胞的生长均有不同程度的抑制作用，且在一定范围内呈现剂量依赖关系。与其他2种癌细胞相比，MCF-7细胞对西黄丸更为敏感，这可能与其Wnt信号通路的本底水平较低有关。.2. 西黄丸对乳腺癌细胞生长的抑制作用是通过阻滞细胞周期实现的，与细胞凋亡无明显相关性。西黄丸在低浓度下即能将MCF-7细胞阻滞在G1期，在高浓度时将SK-BR-3细胞阻滞在G1期。而对MDA-MB-231细胞，西黄丸将其阻滞在S期。.3. 西黄丸通过调控细胞周期相关蛋白的表达调控细胞周期。在MCF-7和SK-BR-3细胞中，西黄丸引起的细胞周期阻滞与Cyclin D1和E1的表达水平下调有关。西黄丸对Cyclin D1的调控主要发生在转录后水平，对Cyclin E1的调控则主要发生在转录水平。在MDA-MB-231细胞中，西黄丸主要在转录后水平上调控Cylclin A2和CDK2的表达，将细胞抑制在S期。加入LiCL激活Wnt通路，能部分拮抗西黄丸对上述蛋白的调控。.4. 给小鼠服用西黄丸能过延迟DMBA诱导的乳腺肿瘤的发生，降低肿瘤的发生率，同时能够改善DMBA导致的Wnt信号通路分子的异常表达。此外，西黄丸防治乳腺癌的作用也可能与其对内分泌的调控有关。..科学意义.. 项目证实了西黄丸对乳腺癌的防治效应，并对其作用机制进行了初步的揭示，将为西黄丸的临床应用提供确实可靠的理论依据。