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目的: 1、研究诱导内质网(endoplasmic reticulum, ER)应激对乳腺癌MDA-MB-231肝素酶(Heparanase,HPSE)表达和细胞凋亡的影响。 2、探讨硫酸乙酰肝素(heparan sulfate,HS)对处于 ER应激乳腺癌 MDA-MB-231细胞葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein, GRP78)、HPSE表达及凋亡的影响。 3、研究SiRNA敲减GRP78对HS治疗乳腺癌细胞凋亡敏感性的影响。 方法: 1、提取MCF-7细胞汇合期培养液中的HS链;以浓度300、600、900、1200μg/mL的HS处理乳腺癌MDA-MB-231细胞24、36、72h后采用MTT比色法,检测增殖抑制率。 2、以乳腺癌细胞MDA-MB-231为研究对象,用不同处理因素(无血清、低糖、低氧、化疗药物)不同时间(0、3、6、12、24 h)处理细胞,Western blotting检测GRP78和HPSE的表达;同上处理,溴化丙啶(propidium iodide, PI)染色流式细胞仪(FCM)检测细胞凋亡率。 3、分别用HS、衣霉素(Tunicamycin, TM)和HS+TM不同时间(0、6、12、24、36和48h)处理细胞,Western blotting检测GRP78和HPSE的表达;同上处理细胞,通过流式细胞仪检测细胞凋亡率。 4、分别用HS、TM和HS+TM处理细胞48h,用RT-PCR法检测GRP78mRNA和HPSEmRNA的表达。 5、SiRNA转染敲减GRP78的表达,检测HS诱导凋亡率的改变。 结果: 一、HS对乳腺癌MDA-MA-231细胞的增殖抑制作用。 MTT法显示结果为不同浓度的HS均能抑制乳腺癌细胞的增殖,与对照组比较有显著差异(P﹤0.05),且随着HS浓度的增加抑制率随之增大,随着作用时间的延长抑制率也随之增加;大剂量组HS1200μg/ml时对细胞的抑制作用最强,作用72h后,最大抑制率为65.59%。 二、诱导ER应激对乳腺癌MDA-MB-231细胞HPSE表达和细胞凋亡的影响 1、无血清、低糖、低氧、顺铂均可诱导乳腺癌MDA-MB-231细胞内质网应激上调GRP78和HPSE的表达(P<0.01);同时PI染色流式细胞仪检测细胞凋亡率,显示四种处理因素诱导细胞凋亡均不敏感。 2、给予经典的ER stress诱导剂TM同样可以上调GRP78和HPSE蛋白表达及mRNA表达,与对照组相比有显著差异(P<0.01)。PI染色后流式细胞仪进行分析, MDA-MB-231细胞凋亡率在48h时达最高为22.62%,与对照组0h相比,36h、48h差异具有显著性(P<0.01)。 三、HS对乳腺癌MDA-MB-231细胞GRP78、HPSE表达及凋亡的影响 1、HS可以下调GRP78和HPSE蛋白表达,尤其在36和48h时下调的最为显著(P<0.01)。PI染色后流式细胞仪进行分析, MDA-MB-231细胞凋亡率在48h时达最高约30%,与对照组0h相比,36h、48h差异具有显著性(P<0.01)。 2、HS可降低TM诱导的GRP78和HPSE蛋白表达及mRNA表达,不同作用时间组GRP78和HPSE表达与对照组比较无显著差异(P<0.01)。 3、HS增加TM诱导细胞凋亡率,与对照组比较,有显著差异(P<0.01)。 4、HS能将GRP78 SiRNA转染细胞的凋亡率提升到70%以上,与对照组比较,有显著差异(P<0.01)。 结论: 1、HS对乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖具有抑制作用,且这一作用呈现出浓度和时间依赖性。 2、当肿瘤细胞发生内质网应激时,HPSE的表达像GRP78一样发生上调。HPSE表达的上调提示HPSE可能参与了内质网应激时肿瘤细胞适应性保护机制的构建,它可能构成肿瘤细胞对凋亡的耐受的原因之一。 3、HS对应激状态下肿瘤细胞GRP78和HPSE表达上调的强大抑制作用提示HS的抗肿瘤作用机制除抑制肿瘤细胞的增殖之外,还可能有它干扰或破坏肿瘤细胞在内质应激状态下适应性保护机制构建的成分参与。 4、HS大幅度提升GRP78敲减细胞的凋亡率,增敏该细胞对TM诱导凋亡的敏感性。再次证明HS的促细胞凋亡作用可能来自于其对肿瘤细胞在ER应激中适应性保护机制建设能力的干扰或破坏。