mTOR-FASN通路在乳腺癌细胞HER2/ER信号交联机制中的作用及基于该通路新的抗瘤策略研究

HER2+/ER+亚型乳腺癌病理分级较差，对SERM原发耐药，而HER2与ER之间的双向交联是其难治、耐药的主要原因，但具体下游机制不详。脂肪酸合成酶FASN的过表达是乳腺癌细胞生存和维持恶性表型所必需的分子事件，其表达与HER2和ER存在密切关联。mTOR通路与乳腺癌的恶性表型密切相关，在HER2+/ER+乳腺癌细胞中活化。前期实验证明HER2+/ER+乳腺癌细胞中，FASN的表达与mTOR的表达存在密切关联。我们推测FASN可能是HER2/ER信号交联的下游效应分子和激动剂，HER2/ER信号交联通过PI3K/AKT、MAPK/ERK及AMPK等多条途径活化mTOR，活化的mTOR通过下游途径促进FASN的表达和活化，导致肿瘤细胞恶性表型。抑制mTOR-FASN通路可能克服该型乳腺癌对SERM的耐药。本课题将阐明这一途径的分子机制，为HER2+/ER+乳腺癌的临床治疗提供新的策略。

mTOR和FASN在乳腺癌组织内高表达。mTOR的表达与临床ER密切相关，而FASN的表达与HER2密切相关。mTOR的表达与淋巴结阳性密切相关，mTOR和FASN的表达均与较差的临床分期存在密切关联，说明mTOR和FASN与较差的临床预后相关。mTOR和FASN均在胞浆中表达。与ER+细胞相比，FASN在ER+/HER2+细胞中表达更高，抑制mTOR将影响两种细胞FASN的表达，这种抑制作用在ER+/HER2+细胞中更为明显。mTOR抑制剂rapamycin可以抑制乳腺癌细胞FASN的转录活性，其中在ER+/HER2+细胞中最明显。在三种乳腺癌细胞中，给予PI3K抑制剂LY294002和MEK抑制剂PD09805，组成型AKT、组成型mTOR表达无明显变化，而pAKT、pERK、pmTOR及FASN的表达均被抑制。对三种乳腺癌细胞给rapamycin处理后，组成型ERK、组成型AKT表达无明显变化；而pERK、pAKT表达均不同程度上调。mTOR通路下游主要成员p70s6k及4EBP1表达不受影响，pp70s6k及4EBP1的表达均被抑制。说明乳腺癌细胞中上游致癌信号通过PI3K/AKT和MAPK/ERK通路活化mTOR通路，通过mTOR通路激发下游效应分子FASN的过表达和活化，进而导致肿瘤侵袭转移等一系列恶性事件。而这种作用在ER+/HER2+乳腺癌中更为明显。MTT结果显示，Rapamycin联合cerulenin可明显抑制肿瘤细胞克隆形成，其细胞毒作用明显高于单药Rapamycin和cerulenin，其中在ER+/HER2+乳腺癌中更为明显。在MCF-7/HER2 乳腺癌细胞中，低剂量rapamycin联合低剂量就能产生强大的细胞毒作用，降低FASN抑制剂的用量可以避免体重减轻等毒副反应。克隆形成实验同样验证了这个结果。Annexin-V实验提示联合治疗可诱导MCF-7/HER2细胞凋亡，早期凋亡率明显高于单药Rapamycin和cerulenin处理组。Transwell研究结果显示联合治疗还可协同抑制MCF-7/HER2乳腺癌细胞侵袭转移能力。裸鼠体内实验证实，联合治疗可协同抑制荷瘤（MCF-7/HER2）小鼠瘤体体积，发挥协同抗瘤作用。mTOR抑制剂联合FASN抑制剂可协同对ER+/HER2+亚型乳腺癌具有较好的临床治疗价值。