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背景和目的：乳腺癌最是常见的女性恶性肿瘤，骨为乳腺癌最常见的转移部位。晚期乳腺癌患者中70%以上有骨转移，而且可伴有严重的骨痛、病理性骨折、神经受压综合征、残疾和甚至可能出现致命的并发症，例如高钙血症。乳腺癌一旦转移扩散到骨、肺、肝等，患者的生存率就会显着下降。既往的文献中提到乳腺癌患者出现骨转移的存活率差异性很大，主要与乳腺癌的骨转移患者是仅仅有骨转移还是联合了其余脏器的转移相关。一确诊骨转移，那么这些患者的五年存活率仅有约30%。PI3K/AKT/mTOR通路在人肿瘤（包括乳腺癌）中是促进肿瘤生长的启动因素。PI3K激活AKT，其可促进蛋白质翻译、细胞增殖和抑制细胞凋亡；AKT可激活细胞生长和存活的重要效应因子mTOR。所以PI3K/AKT/mTOR通路通过控制细胞生长、增殖、凋亡和转移在肿瘤形成和进展中起关键作用。在乳腺癌中，PI3K/AKT/mTOR途径的过度活化已经被证实，特别是侵袭型，并且可能与乳腺癌的发生和发展相关。Voxtalisib已被证实可以抑制雌激素受体阳性和HER2阴性转移性乳腺癌、三阴性乳腺癌（TNBC）细胞增殖。Voxtalisib被发现通过抑制癌细胞中的肿瘤血管生成和诱导细胞凋亡而在人异种移植物中发挥抗肿瘤活性。Voxtalisib在人类肿瘤的I/II期显示通过抑制PI3K/mTOR途径以抗肿瘤作用，已被证明可以减少肿瘤生长并使癌细胞对其他疗法敏感。最近在实验室和临床试验中进行的研究表明，PI3K和mTOR的药理学抑制剂可抑制乳腺癌细胞并增强化疗诱导的细胞凋亡。通过上述论述，Voxtalisib是抑制乳腺癌的有效药物。然而，Voxtalisib在调节乳腺癌诱导的骨溶解中的作用尚未被研究。因此，我们研究了Voxtalisib对乳腺癌细胞、破骨细胞和小鼠异种移植肿瘤模型的影响，以评估其对破骨细胞生成和乳腺癌诱导的骨溶解的作用。希望能给治疗乳腺癌骨溶解带来新的药物和与其相关的理论依据。
方法：我们用MTT实验评估Voxtalisib是否对MDA-MB-231、BMMs是否有细胞毒性作用及计算半抑制浓度（IC50）；为了了解Voxtalisib是否影响破骨细胞分化及骨吸收，进行TRAP染色和骨吸收实验。我们使用Transwell实验和细胞划痕实验进行评估MDA-MB-231细胞的侵袭性和迁移性来说明Voxtalisib影响MDA-MB-231细胞的转移作用。为了分析Voxtalisib是否可通过诱导MDA-MB-231细胞的凋亡来抑制其增殖，用Annexin-V染色法的凋亡实验来探究凋亡细胞数量的占比。为了进一步分析Voxtalisib如何诱导MDA-MB-231细胞的凋亡，通过qPCR来相对定量测量MDA-MB-231细胞及用Voxtalisib处理后的MDA-MB-231细胞中抗凋亡基因和促凋亡基因的表达变化情况。接下来，体内实验方面，我们采用了小鼠肿瘤异种移植模型；首先是动物准备；将40只体重近似，周龄均选取5周的雄性SPF小鼠，分成4组；分别是7只Sham组；11只Vehicle组；11只低剂量Voxtalisib组和11只高剂量Voxtalisib组。通过用27号针头在膝关节屈曲位的情况下经过胫骨平台注射50μLMDA-MB-231细胞悬浮液（1×107个细胞/mL）至小鼠的右侧胫骨近端的骨髓腔来完成小鼠模型的建立。Sham组和Vehicle组第1天注射等同于实验组剂量的PBS，低剂量组和高剂量组则注射相应浓度的Voxtalisib。4组小鼠每隔一天均注射药物或PBS，持续4周后，将小鼠处死并将右胫骨解剖分离并固定以备使用。从开始至处死每隔一周测量肿瘤的体积，并用0.2618乘于L乘于W乘于（L和W之和）来计算肿瘤的体积。经处理后的右胫骨用Micro-CT扫描后通过计算骨体积分数；骨组织复杂交错指数；骨小梁的厚度、骨小梁的数量和骨小梁的分离度来分析骨破坏的程度。用TRAP染色来探究Voxtalisib在体内对乳腺癌骨转移小鼠模型的破骨细胞的作用。统计学方法：结果的数值选取三次及三次以上的实验数据的平均数值±标准差；选择用卡方检验分析各组的基因表达情况；通使用t-检验方法显示两组间的差异；分析软件选用SPSSV.13.0，当p值小于0.05，认为是有显著性差异的。
结果：Voxtalisib对MDA-MB-231细胞增殖有抑制作用。Voxtalisib对MDA-MB-231细胞的侵袭性和迁移性有抑制作用；并且其可诱导MDA-MB-231的细胞凋亡和促凋亡基因下调和抗凋亡基因的上调。Voxtalisib抑制RANKL诱导的BMMs分化形成破骨细胞，可抑制BMMs形成破骨细胞的过程中的特异性基因的表达，并且发现在BMMs分化为破骨细胞的整体时间的早期抑制作用更明显；而且可以抑制破骨细胞的骨吸收作用。Voxtalisib是通过抑制PI3K/AKT/mTOR，抑制了RANKL诱导的破骨细胞分化、破骨细胞的骨吸收作用和破骨细胞的特异性基因表达。在动物体内实验中，我们发现Voxtalisib可延缓乳腺癌骨转移模型小鼠的乳腺癌的发展，而且减少破骨细胞的形成以及相应的减少了相关的骨质破坏。
结论:通过本研究，我们发现Voxtalisib可以抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路达到抑制破骨细胞形成和破骨细胞的骨吸收作用，从而抑制了乳腺癌骨转移诱导的骨溶解。故而Voxtalisib可能可以成为治疗乳腺癌骨转移诱导的骨溶解的靶向药物。
方法：我们用MTT实验评估Voxtalisib是否对MDA-MB-231、BMMs是否有细胞毒性作用及计算半抑制浓度（IC50）；为了了解Voxtalisib是否影响破骨细胞分化及骨吸收，进行TRAP染色和骨吸收实验。我们使用Transwell实验和细胞划痕实验进行评估MDA-MB-231细胞的侵袭性和迁移性来说明Voxtalisib影响MDA-MB-231细胞的转移作用。为了分析Voxtalisib是否可通过诱导MDA-MB-231细胞的凋亡来抑制其增殖，用Annexin-V染色法的凋亡实验来探究凋亡细胞数量的占比。为了进一步分析Voxtalisib如何诱导MDA-MB-231细胞的凋亡，通过qPCR来相对定量测量MDA-MB-231细胞及用Voxtalisib处理后的MDA-MB-231细胞中抗凋亡基因和促凋亡基因的表达变化情况。接下来，体内实验方面，我们采用了小鼠肿瘤异种移植模型；首先是动物准备；将40只体重近似，周龄均选取5周的雄性SPF小鼠，分成4组；分别是7只Sham组；11只Vehicle组；11只低剂量Voxtalisib组和11只高剂量Voxtalisib组。通过用27号针头在膝关节屈曲位的情况下经过胫骨平台注射50μLMDA-MB-231细胞悬浮液（1×107个细胞/mL）至小鼠的右侧胫骨近端的骨髓腔来完成小鼠模型的建立。Sham组和Vehicle组第1天注射等同于实验组剂量的PBS，低剂量组和高剂量组则注射相应浓度的Voxtalisib。4组小鼠每隔一天均注射药物或PBS，持续4周后，将小鼠处死并将右胫骨解剖分离并固定以备使用。从开始至处死每隔一周测量肿瘤的体积，并用0.2618乘于L乘于W乘于（L和W之和）来计算肿瘤的体积。经处理后的右胫骨用Micro-CT扫描后通过计算骨体积分数；骨组织复杂交错指数；骨小梁的厚度、骨小梁的数量和骨小梁的分离度来分析骨破坏的程度。用TRAP染色来探究Voxtalisib在体内对乳腺癌骨转移小鼠模型的破骨细胞的作用。统计学方法：结果的数值选取三次及三次以上的实验数据的平均数值±标准差；选择用卡方检验分析各组的基因表达情况；通使用t-检验方法显示两组间的差异；分析软件选用SPSSV.13.0，当p值小于0.05，认为是有显著性差异的。
结果：Voxtalisib对MDA-MB-231细胞增殖有抑制作用。Voxtalisib对MDA-MB-231细胞的侵袭性和迁移性有抑制作用；并且其可诱导MDA-MB-231的细胞凋亡和促凋亡基因下调和抗凋亡基因的上调。Voxtalisib抑制RANKL诱导的BMMs分化形成破骨细胞，可抑制BMMs形成破骨细胞的过程中的特异性基因的表达，并且发现在BMMs分化为破骨细胞的整体时间的早期抑制作用更明显；而且可以抑制破骨细胞的骨吸收作用。Voxtalisib是通过抑制PI3K/AKT/mTOR，抑制了RANKL诱导的破骨细胞分化、破骨细胞的骨吸收作用和破骨细胞的特异性基因表达。在动物体内实验中，我们发现Voxtalisib可延缓乳腺癌骨转移模型小鼠的乳腺癌的发展，而且减少破骨细胞的形成以及相应的减少了相关的骨质破坏。
结论:通过本研究，我们发现Voxtalisib可以抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路达到抑制破骨细胞形成和破骨细胞的骨吸收作用，从而抑制了乳腺癌骨转移诱导的骨溶解。故而Voxtalisib可能可以成为治疗乳腺癌骨转移诱导的骨溶解的靶向药物。