PI3K/AKT/mTOR信号通路在三阴性犬乳腺癌增殖及抗凋亡中的作用研究

Due to the lack of specific molecular target for therapy, the treatment of triple-negative breast cancer (TNBC) is a severe challenge. During the research on canine breast cancer, we found that the phosphorylation of AKT protein was abnormal in triple-negative canine breast cancer(TNCBC), indicating that PI3K/AKT/mTOR may be one of the important signaling pathways in regulating TNCBC cells and could be a specific molecular target for treating TNBC in dogs. On the basis of previous studies, our research will focus on the processes and molecular mechanism of PI3K/AKT/mTOR signal pathway in regulating TNCBC from histology, cytology, gene and protein expression respectively, therefore to explore the mechanism of apoptosis induced by dual PI3K/AKT/mTOR inhibitor cooperated with paclitaxel in TNCBC cells. Through the establishment of TNCBC study model in vivo and in vitro, this project’s main point is elaborating the effects of PI3K/AKT/mTOR signal pathway on proliferation and apoptosis of TNCBC cells, which will be verified by means of gene silencing, Western Blotting, immunostaining, flow cytometry, etc. It is expected to find pathogenic mechanism of TNCBC and new therapeutic targets for drug therapy by this study.

由于三阴性乳腺癌缺乏特定的分子治疗靶点，因此在其治疗上一直面临着严峻的挑战。我们对犬乳腺癌的相关研究发现，AKT蛋白的磷酸化在三阴性乳腺癌中存在异常表达的现象，这表明PI3K/AKT/mTOR可能是调控三阴性犬乳腺癌细胞的重要信号通路之一，有可能成为治疗三阴性犬乳腺癌特定的分子靶点。本课题在前期研究的基础上，从组织学、细胞学、基因和蛋白表达等方面对PI3K/AKT/mTOR信号通路调控三阴性犬乳腺癌的过程和分子机理进行研究，同时探讨PI3K/AKT/mTOR信号通路双向抑制剂NVP-BEZ235协同紫杉醇诱导三阴性犬乳腺癌细胞凋亡的机制。通过建立体内和体外三阴性犬乳腺癌细胞研究模型，重点阐述PI3K/AKT/mTOR信号通路对三阴性犬乳腺癌细胞增殖和凋亡的影响，并通过基因沉默、免疫印迹、免疫染色、流式细胞术等手段进行验证。本研究有望发现三阴性犬乳腺癌的致病机理及新的药物治疗靶点。

乳腺癌是人类和犬最为常见的恶性肿瘤之一，其发病率非常高；犬乳腺肿瘤与人类乳腺肿瘤在临床上和分子生物学方面具有很多的相似性，可作为人类肿瘤的研究模型。鉴于此，我们建立了一株犬乳腺癌细胞系（CMT-7364）。该肿瘤为导管内乳头状癌，免疫组织化学(IHC)显示对雌激素受体(ER)、孕酮受体(PR)和人表皮生长因子受体-2(HER-2)免疫反应阴性。该细胞系的建立为下一步研究犬乳腺肿瘤的作用机制奠定了基础。.类固醇受体辅助活化因子-3（SＲC-3）与多种肿瘤的发生、发展、转移及预后密切相关，已成为一个潜在的用于癌症诊断的癌基因标记物。本试验通过免疫组化的方法，检测了68例乳腺肿瘤组织SＲC-3的表达情况，结果显示：犬恶性乳腺肿瘤组织中的SＲC-3蛋白表达率高于正常与良性乳腺肿瘤组织。表明SＲC-3在恶性肿瘤里高表达，可以作为犬乳腺肿瘤疾病诊断的参考指标。.mTOR是PI3K/AKT的直接下游分子，能够参与很多信号传导，例如基因转录、蛋白翻译、核糖体合成、细胞增殖、凋亡及自噬等多种生理过程。真核细胞翻译起始因子4E结合蛋白1(eukaryotic initiation factor 4E-binding protein1 4EBP1 )是mTOR的下游的1个主要靶点。4EBP1与eIF-4E结合，抑制蛋白翻译。mTOR一旦发生磷酸化，进一步活化4EBP1，释放的eIF-4E，进一步启动mRNA的翻译，进而促进癌症的发生。本项目利用mTOR新型抑制剂OSI-027和AZD8055，研究了mTOR下游信号通路与癌症之间的关系。研究表明AZD 8055和OSI-027能够诱导癌细胞凋亡和促进PUMA表达；靶向mTOR抑制剂通过4EBP1/eIF4E信号通路上调PUMA表达；mTOR抑制剂通过PUMA介导线粒体凋亡；AZD8055抗肿瘤作用是PUMA依赖性。总之，这些研究通过AZD8055和OSI-027对PUMA介导mTOR的抗肿瘤作用进行了研究，该机制至关重要，为临床治疗提供了参考。