木犀草素通过PTEN/PI3K/Akt信号通路调控人乳腺癌细胞MDA-MB-231的生物学活性

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目的:
  检测木犀草素对人乳腺癌细胞MDA-MB-231增殖、凋亡、自噬、迁移和侵袭活性的影响,同时检测木犀草素对人乳腺癌细胞MDA-MB-231内原癌基因(C-myc)、生存蛋白(Survivin)、波形蛋白(Vimentin)mRNA表达的影响,及对半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、Bax、钙粘附蛋白-E(E-cadherin)、染色体10上缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN)、磷酸化苏氨酸蛋白激酶(p-Akt)、轻链Ⅰ蛋白3-Ⅱ型(LC3-Ⅱ)等因子蛋白表达的影响,从而探讨木犀草素对人乳腺癌细胞MDA-MB-231生物学活动影响的潜在作用机制。
  方法:
  将乳腺癌细胞MDA-MB-231与不同浓度的木犀草素共培养,设置不同的浓度组,分别为0μmol/L(对照组)、10μmol/L(低剂量组)、20μmol/L(中剂量组)和40μmol/L(高剂量组),24h、48h和72h后,MTT法检测木犀草素对细胞增殖活性的影响;共培养48h后,流式细胞仪检测不同浓度木犀草素组乳腺癌细胞MDA-MB-231凋亡率,细胞划痕实验检测不同浓度木犀草素组乳腺癌细胞MDA-MB-231迁移活性,Transwell小室实验检测不同浓度木犀草素组乳腺癌细胞MDA-MB-231侵袭活性,RT-PCR检测不同浓度木犀草素组乳腺癌细胞MDA-MB-231c-myc、Survivin和VimentinmRNA表达,WesternBlot检测不同浓度木犀草素组乳腺癌细胞MDA-MB-231caspase-3、Bcl-2、Bax、E-cadherin、PTEN、p-Akt、LC3-Ⅱ蛋白表达。
  结果:
  1.不同浓度木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养24h、48h和72h后,各组间细胞的增殖率随着药物浓度的增加而降低,各浓度组差异有统计学意义(F(24h)=9.034,P=0.011;F(48h)=4.082,P=0.005;F(72 h)=6.661,P=0.000),提示木犀草素能抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231的增殖活性,且随着药物浓度的增加,抑制作用也随之增加。
  2.不同浓度木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养48h后,对照组、低剂量组、中剂量组、高剂量组细胞凋亡率分别为(9.21±0.94)%、(15.62±1.05)%、(28.54±2.35)%和(37.97±2.54)%,总体比较差异有统计学意义(F=10.942,P=0.000)。以上实验结果提示木犀草素能促进乳腺癌细胞MDA-MB-231的凋亡,这种促进作用随着药物浓度的增加而增加。
  3.不同浓度的木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养48h后,在相同面积内,对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组穿过小室基底膜的细胞数量分别为(214.31±10.45)个、(176.88±9.61)个、(115.05±10.34)个、(53.27±8.34)个,总体比较差异有统计学意义(F=11.646,P=0.000),以上实验结果提示木犀草素能抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231的侵袭,这种抑制作用随着药物浓度的增加而增加。
  4.不同浓度的木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养48h后,对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞迁移率分别为(84.31±6.14)%、(68.33±5.21)%、(45.95±4.65)%和(11.00±3.22)%,总体比较差异有统计学意义(F=15.349,P=0.000)。以上实验结果提示木犀草素能抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231的迁移,这种抑制作用随着药物浓度的增加而增加。
  5.不同浓度的木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养48h后,对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞中自噬泡所占百分比分别为(10.25±2.03)%、(44.12±3.11)%、(72.18±4.00)%和(94.69±4.35)%,总体比较差异有统计学意义(F=9.541,P=0.000)。以上实验结果证实,木犀草素能刺激乳腺癌细胞MDA-MB-231的自噬,这种刺激作用随着药物浓度的增加而增加。
  6.不同浓度的木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养48h后,对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞caspase-3蛋白相对表达量分别为(0.54±0.09)、(0.92±0.08)、(1.14±0.15)和(1.28±0.12),组间整体差异有统计学意义(F=9.641,P<0.001);对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞Bax蛋白相对表达量分别为(0.26±0.03)、(0.49±0.09)、(0.89±0.11)和(1.15±0.15),组间整体差异有统计学意义(F=11.005,P<0.001);对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞Bcl-2蛋白相对表达量分别为(1.19±0.12)、(0.92±0.09)、(0.61±0.08)和(0.31±0.05),组间整体差异有统计学意义(F=6.972,P<0.001)。以上实验结果提示,木犀草素能呈剂量依赖性地刺激乳腺癌细胞MDA-MB-231中caspase-3、Bax表达,从而抑制Bcl-2的表达。
  7.不同浓度的木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养48h后,对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞c-mycmRNA相对表达量分别为(1.03±0.11)、(0.92±0.08)、(0.68±0.06)和(0.31±0.05),组间整体差异有统计学意义(F=5.047,P<0.001);对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞survivinmRNA相对表达量分别为(0.98±0.08)、(0.88±0.03)、(0.67±0.09)和(0.43±0.04),组间整体差异有统计学意义(F=7.315,P<0.001)。以上实验结果提示,木犀草素可以呈剂量依赖性的抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231c-myc、survivinmRNA的表达。
  8.不同浓度的木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养48h后,对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞vimentinmRNA相对表达量分别为(0.96±0.09)、(0.87±0.07)、(0.61±0.05)和(0.33±0.03),组间整体差异有统计学意义(F=3.842,P<0.001);对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞E-cadherin蛋白相对表达量分别为(0.21±0.03)、(0.39±0.05)、(0.79±0.05)和(1.25±0.13),组间整体差异有统计学意义(F=9.645,P<0.001);以上实验结果提示,木犀草素能刺激乳腺癌细胞MDA-MB-231上皮细胞标志物E-cadherin表达,而抑制间质细胞标志物vimentin的表达。
  9.不同浓度的木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养48h后,对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞LC3-Ⅱ蛋白相对表达量分别为(0.30±0.05)、(0.46±0.09)、(0.84±0.05)和(1.31±0.09),组间整体差异有统计学意义(F=10.347,P<0.001)。以上实验结果说明木犀草素能刺激乳腺癌细胞MDA-MB-231自噬相关蛋白LC3-Ⅱ的表达。
  10.不同浓度的木犀草素与乳腺癌细胞MDA-MB-231共培养48h后,对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞p-Akt蛋白相对表达量分别为(1.05±0.15)、(0.91±0.11)、(0.49±0.09)和(0.26±0.03),组间整体差异有统计学意义(F=11.005,P<0.001);对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞p-mTOR蛋白相对表达量分别为(1.19±0.12)、(0.92±0.09)、(0.61±0.08)和(0.31±0.05),组间整体差异有统计学意义(F=6.972,P<0.001);对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组细胞PTEN蛋白相对表达量分别为(0.15±0.02)、(0.43±0.05)、(0.79±0.08)和(0.98±0.11),组间整体差异有统计学意义(F=8.662,P<0.001)。以上结果提示,木犀草素能呈剂量依赖性地抑制PTEN/PI3K/Akt信号通路活性。
  结论:
  木犀草素能显著抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231的增殖、迁移和侵袭,并诱导其凋亡和自噬。该作用可能是通过抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231内PTEN/PI3K/Akt信号通路活性,调节该通路相关的因子表达而引起的。
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