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乳腺癌是全球女性发病率最高的恶性肿瘤。由于乳腺癌细胞异常的增殖能力,远处脏器的转移能力,以及对现有治疗药物的抵抗能力,使其成为严重危害女性健康的“头号杀手”。尽管乳腺癌的早期诊断、治疗手段和预后检测水平不断提高,但是乳腺癌患者的死亡率仍旧得不到有效的控制。抗血管生成治疗作为一种肿瘤生物治疗手段越来越受到重视,它不仅可以切断肿瘤原发灶的营养供给,而且可以通过抑制新生血管的生成而控制肿瘤的远处转移。但是,目前有关肿瘤新生血管的研究相对较少,其分子机制还不完全清楚,寻找到血管生成通路上游的开关分子意义重大。RhoA作为小G蛋白家族中的一员,参与了肿瘤的转移、侵袭、增殖、凋亡和周期调控等多个环节,并且扮演着众多信号通路分子开关的角色。然而,有关RhoA在肿瘤新生血管中的作用机制尚无明确的定论。缺氧作为一种应激因素,贯穿于肿瘤发生发展的全过程。缺氧不仅可以影响肿瘤相关因子的转录表达,而且为新生血管的发生提供了“温床”。那么,RhoA是否在缺氧诱导的肿瘤新生血管中发挥作用呢?我们能否从RhoA入手去调控血管生成的信号通路呢?带着这样的疑问,我们进行了RhoA在缺氧诱导的乳腺癌新生血管形成中的功能及其机制的研究。研究方法和结果:1、RhoA在乳腺癌细胞系中的表达分析及对肿瘤细胞恶性生物学行为的影响:(1)通过RT-PCR和western blot分别检测六株乳腺癌细胞系和一株正常乳腺上皮细胞系中RhoA的表达情况;(2)转染针对人RhoA的小干扰RNA,western blot和RT-PCR验证其干涉效率;(3)通过MTT实验、单层细胞划痕实验、细胞周期和凋亡检测实验观察siRhoA对MCF-7细胞增殖、迁移、细胞周期和凋亡的影响;(4)通过裸鼠移植瘤内注射siRhoA实验和免疫组化分析,观察siRhoA对移植瘤生长和VEGF表达的影响。结果:RhoA在乳腺癌细胞系中差异性表达,这种表达的差异性与细胞的侵袭转移能力有关;siRhoA能够有效地逆转肿瘤细胞的恶性生物学行为,并且体外瘤内注射同样能够发挥抑瘤和抑制血管的作用。2、RhoA在缺氧诱导的乳腺癌新生血管形成中的生物功能分析:(1)ELISA检测缺氧条件下,MCF-7细胞中RhoA对VEGF分泌水平的影响;(2)建立MCF-7/HUVEC共培养模型,观察在缺氧刺激下,MCF-7细胞中RhoA活性的变化对HUVEC增殖、迁移、管腔和F-actin形成的影响。结果:缺氧条件下,活性RhoA可以促进MCF-7细胞VEGF的分泌,沉默RhoA可以抑制VEGF的分泌;在共培养模型中,当MCF-7细胞中RhoA活化时,可以促进HUVEC增殖、迁移、管腔和F-actin的形成,而MCF-7细胞中RhoA沉默时,则HUVEC的上述生物学行为受到抑制。3、RhoA在缺氧诱导的乳腺癌新生血管形成中的分子机制研究:(1)western blot检测缺氧对RhoA、p53、HIF-1α和VEGF蛋白水平的影响及RhoA对这三个分子的调控作用;(2)共聚焦显微镜观察缺氧情况下RhoA对p53核转位的影响;(3)western blot和免疫共沉淀检测RhoA调控p53的信号通路。结果:缺氧可以抑制p53的表达,促进RhoA、HIF-1α和VEGF的表达;RhoA激活后能够抑制p53的表达,促进HIF-1α和VEGF的表达,而RhoA沉默后能够上调p53的表达,下调HIF-1α和VEGF的表达;缺氧条件下,RhoA的活化可以促进p53的入核,而沉默RhoA则p53的入核作用明显减弱;Akt/MDM2和泛素-蛋白酶体通路可能参与了RhoA对缺氧诱导肿瘤血管生成的分子机制中。结论:(1)RhoA在乳腺癌细胞系中差异性表达,这可能与细胞的转移侵袭能力有关;(2)siRhoA可以逆转肿瘤细胞的恶性生物学行为,移植瘤内注射可以抑制肿瘤的生长和VEGF的表达;(3)在缺氧刺激下,RhoA可能通过调控VEGF的表达水平,间接地影响HUVEC细胞的增殖、迁移、管腔和F-actin形成能力,从而参与肿瘤新生血管的形成过程中;(4)缺氧条件下,RhoA通过对血管抑制因子p53的调节来影响血管生成因子HIF-1α和VEGF的表达,参与肿瘤血管的生成。这一作用机制可能是通过Akt/MDM2和泛素-蛋白酶体通路实现的。