摘要
研究目的 本实验通过构建间充质干细胞(MSC)与乳腺癌细胞的共培养体系,模拟癌细胞与间质细胞的肿瘤微环境,探究三黄煎剂是否能够通过减少肿瘤微环境中的趋化因子CXCL8,抑制共培养体系中乳腺癌细胞的转移。 研究方法 1.用TNF-α刺激间充质干细胞,Elisa检测TNF-α影响间充质干细胞分泌炎性趋化因子CXCL8、CCL2的情况。 2.构建间充质干细胞与MDA-MB-231、MCF-7细胞的共培养体系,划痕实验、Transwell侵袭实验检测间充质干细胞对乳腺癌细胞迁移、侵袭的影响;WesternBlotting实验检测间充质干细胞对乳腺癌细胞上皮间质转化(EMT)相关蛋白的表达影响。 3.siCXCL8转染TNF-α刺激后的间充质干细胞,通过qPCR和Elisa实验检测转染效率。 4.MTT实验筛选三黄煎剂干预TNF-α刺激的间充质干细胞的最佳浓度和时间,并用Elisa实验检测三黄煎剂干预间充质干细胞后,其CXCL8的表达水平。 5.划痕实验、Transwell侵袭实验检测三黄煎剂对共培养体系中MDA-MB-231、MCF-7细胞迁移、侵袭的影响;WesternBlotting实验检测三黄煎剂对共培养体系中乳腺癌细胞EMT相关蛋白的表达影响。 6.运用网络药理学探索三黄煎剂与乳腺癌之间的交集靶点,构建蛋白互作(PPI)网络,并对交集靶点进行GO富集分析与KEGG通路分析。 研究结果 1.10ng/mLTNF-α刺激MSC6小时后,CXCL8的表达量显著升高,是control组的10倍以上。MSC本身分泌的CCL2小于CXCL8,虽然在TNF-α刺激后较之前有所升高,但其增加量远不及CXCL8。 2.划痕实验、Transwell侵袭实验证明MDA-MB-231、MCF-7细胞与MSC共培养后,其迁移和侵袭能力显著强于单独培养时。当MSC经过TNF-α刺激后,能诱导MCF、MDA-MB-231产生更强的迁移和侵袭效应。 3.WesternBlotting实验证明MSC能下调MDA-MB-231细胞中E-cadherin蛋白表达,上调MMP9、MMP2、Vimentin蛋白表达。类似的,与MSC共培养后,MCF-7细胞的E-cadherin蛋白表达下降,MMP9、Vimentin蛋白表达上升,MMP2虽然比单独培养组表达略高,但无统计学意义。经过TNF-α刺激后的MSC分别与MDA-MB-231、MCF-7共培养,两种乳腺癌细胞都展现了更强的上皮间质转化能力,转移能力进一步增强。 4.通过siRNA法转染TNF-α刺激后的MSC,qPCR实验证明MSC中CXCL8mRNA表达显著降低,转染效率达到85.2%;Elisa实验证明MSC分泌的CXCL8量减少,转染效果较好。 5.不同浓度的三黄煎剂(1、2、4、8、12、16、20mg/mL)分别处理MSC24小时、48小时、72小时,MTT实验筛选干预的最佳浓度和时间。研究发现在各个时间点,MSC的生存率随着三黄煎剂浓度的升高而下降,具有明显的浓度依赖性。三黄煎剂对于MSC作用24小时、48小时、72小时的IC50值依次为11.84mg/mL、8.22mg/mL、5.03mg/mL。 6.Elisa法检测11.84mg/mL三黄煎剂干预MSC24小时、8.22mg/mL三黄煎剂干预48小时、5.03mg/mL三黄煎剂干预72小时后各组的CXCL8表达量,发现不同浓度的三黄煎剂均能降低MSC来源的CXCL8。CXCL8在经过8.22mg/mL三黄煎剂处理48小时后,明显低于11.84mg/mL三黄煎剂处理24小时后的表达量,5.03mg/mL三黄煎剂干预72小时后,CXCL8的表达量略低于48小时,但与48小时相比,没有统计学意义。因此,后续实验选用8.22mg/mL三黄煎剂干预MSC48小时。 7.划痕实验和Transwell实验检测不同处理组的MDA-MB-231细胞迁移、侵袭情况。当CXCL8被敲减后,MDA-MB-231和MCF-7细胞的迁移率和侵袭率比co-MSC-TNF-α组显著降低,也比单纯培养的control组的转移能力弱。三黄煎剂干预后,进一步降低了乳腺癌细胞的迁移率,展现了比siCXCL8更强劲的抑制迁移、侵袭作用。另外,研究还发现,虽然乳腺癌细胞与TNF-α-MSC共培养后,其迁移能力比单纯培养组更强,但是经过siCXCL8或者三黄煎剂干预后,此时的乳腺癌细胞迁移能力比单独培养时更弱。 8.WesternBlotting实验证明CXCL8敲减后,共培养体系中的MDA-MB-231、MCF-7细胞中MMP9和Vimentin表达比co-MSC-TNF-α组显著下降。三黄煎剂干预后,进一步下调乳腺癌细胞中MMP9和Vimentin的表达,并且siCXCL8或者三黄煎剂干预后,MMP9和Vimentin的表达还显著低于单独培养时的乳腺癌细胞。siCXCL8和三黄煎剂能上调E-cadherin的表达,且三黄煎剂对于E-cadherin的上调效应强于siCXCL8。实验还发现,siCXCL8上调共培养体系中乳腺癌的E-cadherin表达与单独培养组的没有明显差异(P>0.05),而三黄煎剂组的E-cadherin则明显高于单独培养组。 9.网络药理学验证三黄煎剂可以多靶点、多通路抑制乳腺癌进展,其中包括CXCL8这一靶点。 研究结论 肿瘤微环境中的间充质干细胞能促进乳腺癌的迁移侵袭和EMT进程,并且趋化因子CXCL8发挥促进作用,三黄煎剂的干预能够减少旁分泌的趋化因子CXCL8,抑制共培养体系中乳腺癌细胞的迁移侵袭和EMT进程。