西黄丸基于Wnt信号通路抑制BMSCs与肿瘤细胞融合产生肿瘤干细胞进而干预乳腺癌转移的实验研究

Cancer stem cells are the root of tumor relapse and metastasis and can be generated by the fusion of bone marrow mesenchymal stem cells(BMSCs) with tumor cells, in which BMSCs endows tumor cells with the characteristic of stem cells and gives rise to EMT through which tumor cells become invasive and metastatic, and Wnt/β-catenin signaling pathway plays a key role in that. Likewise, from the perspective of Chinese medicine, the fundamental cause of tumor relapse and metastasis is the generation of Du & Yu （that is CSCs as referred before） on the basis of Xu（that is immunity imbalance ）. Therefore, the way to prevent relapse and metastasis is to inhibit CSCs’ generation and thus regulate metastasis acquisition from the source. Former experimental studies show that Xihuang pill decoction can inhibit relapse and metastasis by inhibiting CSCs’ behavior.To go a step further, we are going to conduct experiments on 4T1 cell lines and BMSCs focusing on Wnt/β-catenin signaling pathway, in which Fuzheng Jiedu Huoxue decoction is the drug intervention. We will observe the fusion condition of 4T1 cell lines with BMSCs under drug invention in vitro and in vivo, and analyze whether the decoction influences stem cell feature and metastasis-related EMT phenotype of the selected descendent tumor stem cells after fusion, so as to lay theoretic basis for Chinese medicine’s anti-relapse and anti-metastasis functions on breast cancer from the source

肿瘤干细胞（CSCs）是肿瘤复发转移的根源，其可来源于骨髓间充质干细胞（BMSCs）与肿瘤细胞融合,此过程中BMSCs可赋予肿瘤细胞“干性”特征，同时使其发生上皮间充质转化（EMT）而具有侵袭转移表型，Wnt/β-catenin是这一过程的核心通路。同样，中医学认为，在“虚”（即机体免疫失衡）的基础上产生的 “毒瘀”（即CSCs）是肿瘤复发转移根本原因。因此，抑制CSCs生成、调控其获取转移表型的过程是从根源上解决复发转移的方法。前期实验提示西黄丸可通过抑制CSCs行为而抑制复发转移。进一步我们将以其为干预药物，以Wnt信号通路为切入点，以乳腺癌4T1细胞系和BMSCs为研究对象，从体内和体外观察药物对其融合影响，分选融合后初代肿瘤干细胞，观察该药是否可通过Wnt/β-catenin信号通路起到影响其“干性”及转移相关EMT表型的作用，为中医药从根源上防治肿瘤复发转移提供理论基础。

乳腺癌是目前世界女性发病率最高的恶性肿瘤，治疗后发生复发转移是患者死亡的首要原因，肿瘤干细胞决定了肿瘤的复发和转移，其可以通过上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）获取强侵袭和迁移的能力，研究发现肿瘤细胞可与其间质中“常客”骨髓间充质干细胞发生细胞融合，在这一过程中骨髓间充质干细胞赋予肿瘤细胞“干性”的同时给予其可编码间质表型基因，即发生EMT转化，从而获取了高侵袭和迁移特性，最终发生复发转移。本项目的研究内容主要集中在观察西黄丸对肿瘤细胞和骨髓间充质干细胞通过细胞融合产生肿瘤干细胞，以及其“干性”维持和发生EMT的干预作用，最终揭示其预防肿瘤发生复发转移的作用机制。通过差速贴壁的方法我们成功的获取了小鼠骨髓间充质干细胞，并且从细胞形态，表面标记物和多能分化对细胞进行了鉴别。在将其和肿瘤细胞进行体外培养的过程中，发现二者并非发生自然融合。在采用PEG化学融合和电融合后，两者之间仅少量细胞发生融合，并不满足下一阶段实验的要求，因此提示在体外共培养的体系中，两者融合产生具有干性的肿瘤干细胞并不是主要体外的生物学现象。通过体外的共培养体系我们发现BMSCs可以促进肿瘤细胞的增殖，同时发现其中肿瘤干细胞数量和干性得到了增强，说明旁分泌是这一现象的主要原因，同时Wnt信号通路和EMT蛋白也发生了上调。在体外通过无血清成球培养纯化4T1肿瘤干细胞，并且将其与BMSCs共同接种于体内，发现体内BMSCs可以显著的促进4T1肿瘤干细胞的体内增殖特性，检测相关蛋白和基因也发现了体外相同现象，而西黄丸可以通过阻断Wnt型号通路抑制体内共接种的BMSCs促进4T1细胞的增殖。.以上数据在一定程度上揭示了BMSCs促进肿瘤干细胞数量以及恶性行为，从而促进肿瘤复发和转移的生物学现象，然而并不是通过细胞融合的现象，具体是通过何种旁分泌途径起到了促进该生物学行为的机制仍旧需要被研究，同时西黄丸如何对以上现象起到抑制作用的机理也需要下一阶段的近一步研究，才能更好的揭示中药抗肿瘤的复杂机制。