癌症是世界性的疾病,目前已经成为导致中国居民因疾病死亡的首要原因,也是我国所面临的主要的公共健康问题。药物治疗是癌症治疗的一种重要手段,相比于寻找全新的治疗药物,对癌症的发病机理的研究及新的药物靶点的探索,可能是更为有效的途径。研究表明,甲基转移酶SET8除了对组蛋白H4具有单甲基化作用之外,在基因表达调控、细胞周期进程、肿瘤的发生及转移等生命过程中也发挥着重要作用。因此,本课题围绕SET8在乳腺癌细胞中的作用及分子机理展开研究,并发现了一种天然的化合物——姜黄素,它对SET8具有调控作用。本研究使用细胞生物学和分子生物学的方法,阐述姜黄素对乳腺癌发生发展的抑制作用与SET8信号通路之间的关系。【研究方法】1.用MTT法和细胞克隆形成实验检测细胞在姜黄素处理后细胞的增殖情况;2.采用流式细胞分析仪检测姜黄素处理后,乳腺癌细胞的凋亡情况和周期变化;3.分别用划痕愈合实验和Transwell实验方法检测姜黄素处理后,乳腺癌细胞的迁移能力和侵袭能力的改变;4.用RT-PCR和q-RCR检测姜黄素处理后,乳腺癌细胞内信号通路分子mRNA水平的表达量变化情况;5.蛋白免疫印迹法检测姜黄素处理后,乳腺癌细胞SET8及相关蛋白表达量变化情况;6.通过转染SET8表达质粒或小干扰RNA(siRNA)的方法,调控乳腺癌细胞内SET8的表达量,进而研究其在姜黄素抑制乳腺癌细胞发生发展过程中的分子机制。【研究结果】1.姜黄素对乳腺癌细胞的存活和增殖有明显的抑制作用,并且该抑制作用呈药物浓度依赖性;且两种细胞株MDA-MB-231和MCF-7对药物的敏感性都较好;2.姜黄素能显著诱导乳腺癌细胞的凋亡;3.姜黄素能有效阻断乳腺癌细胞的周期进程,并且把细胞周期阻滞在G2/M期;4.姜黄素对细胞的迁移和侵袭能力都具有显著的抑制作用;5.姜黄素在mRNA水平和蛋白水平对SET8的表达进行调控,能显著下调SET8的转录和翻译,并调控SET8的下游信号分子——磷酸化p53(P-p53)和p21;6.在乳腺癌细胞中过表达SET8,对细胞增殖、凋亡、周期、迁移和侵袭能力都有显著影响,并与姜黄素对乳腺癌细胞的作用相拮抗;7.用小干扰RNA(siRNA)沉默SET8的表达后,乳腺癌细胞的功能表现与用姜黄素处理后的功能表现类似,表明SET8的沉默与姜黄素处理具有协同作用。【结论】根据乳腺癌细胞株MDA-MB-231和MCF-7在姜黄素处理后的功能研究中,我们发现:首先,姜黄素能显著抑制乳腺癌细胞的增殖,同时阻碍乳腺癌细胞的生长和存活;其次,姜黄素能显著诱导乳腺癌细胞凋亡,激活p53信号通路;再次,姜黄素能阻断乳腺癌细胞周期进程,使细胞分裂受到抑制;最后,姜黄素对乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力具有明显的抑制作用,严重限制了乳腺癌的转移和扩散。综上所述,姜黄素对乳腺癌发生发展的抑制作用表现在多个方面,并且都随着药物浓度的升高,细胞受影响的效果越明显。在作用机制的研究中,我们发现SET8表达量升高与姜黄素对乳腺癌的作用具有拮抗的作用,揭示了姜黄素是通过对SET8信号通路的调控,进而抑制乳腺癌发生发展。