从ErbB2阳性乳腺癌细胞代谢变化角度初探拉帕替尼诱导细胞耐受的分子机制

【摘要】目的研究酪氨酸激酶受体ErbB2/ErbB1的小分子抑制剂lapatinib(GW2974)对ErbB2/ErbB1阳性乳腺癌细胞代谢的影响,探讨lapatinib对代谢的调控机制。为揭示lapatinib对ErbB2/ErbB1阳性乳腺癌细胞凋亡诱导与细胞耐受机制提供一定的研究依据,并为寻找新的联合给药靶点与方案克服其耐药现状提供积极线索。方法实验选择乳腺癌细胞株BT474(ErbB2+)、SKBR3(ErbB2+)与MDA-MB-231(ErbB1+),设置Lapatinib浓度梯度与时间梯度组。利用Real-timePCR检测mRNA表达；WesternBlot方式检测代谢调控信号通路蛋白表达；利用质谱与双向电泳技术检测耐药株与母本蛋白水平代谢变化并利用qPCR在mRNA水平验证。结果lapatinib给药后,BT474细胞药物靶点ErbB2与AMP激酶(AMPK)低浓度表达降低高浓度表达增加,下游促增殖信号Ras/MAPK与促生长信号PI3K/AKT被显著抑制。使得葡萄糖摄取主要通过葡萄糖转运体1(GLUT1)增强,低浓度酵解途径2,6-二磷酸果糖激酶(PFK2)表达被抑制,高浓度糖酵解途径增强,但丙酮酸主要进入线粒体有氧氧化；磷酸化P53被明显抑制,导致磷酸戊糖途径被抑制；脂肪酸合成与氧化供能被抑制,导致能量补充不足,线粒体负荷增大。另外,NF-κB途径被抑制,细胞内细胞质过氧化物还原酶(PRDX1、PRDX2、PRDX6)、线粒体还原酶(Mn-SOD、PRDX3)与内质网还原酶(PRDX4)表达均被抑制,过氧化物酶体还原酶(CAT、PRDX5)表达增强。线粒体应激保护(GRP75、VDAC1)反应慢、幅度小且不可持续,最终导致细胞因代谢紊乱线粒体产生大量ROS无法被清除,最后引起内质网应激持续大幅增强,最终诱发内质网凋亡。SKBR3细胞在GW2974给药后,药物靶点轻度增强,并且AMP激酶(AMPK)明显增强,下游促增殖信号P-ERK轻度抑制与促生长信号P-AKT轻度增强,致细胞葡萄糖转运(GLUT1)、酵解途径与磷酸戊糖代谢途径显著增强；磷酸化P53轻度增强致使磷酸戊糖代谢途径增加,并且脂肪酸合成氧化供能增加,细胞线粒体负荷也大大增加。NF-κB信号通路激活,增加细胞质、内质网、过氧化物酶体与线粒体中的还原酶表达,能够抵抗一定的ROS损伤。但是,细胞线粒体应激保护反应慢幅度小,无法应对JNK诱导的线粒体凋亡。MDA-MB-231细胞中,药物靶点ErbB1给药后表达轻度减少,AMP激酶(AMPK)轻度增加,下游促增殖信号P-ERK显著抑制,而促生长信号P-AKT显著增加。致使细胞葡萄糖摄取(GLUT4)大大增加,酵解途径PFK2与PKM2显著增强,且生成乳酸大幅增加。P-P53增加致使磷酸戊糖代谢途径增强,脂肪酸代谢也增加,细胞线粒体负荷也大大增加。NF-κB信号通路激活,增加细胞内细胞质、内质网、过氧化物酶体与线粒体的还原酶表达,能够抵抗一定的ROS损伤。但是其应激保护反应不可持续,无法拮抗JNK诱导的细胞线粒体途径凋亡。耐药株rBT474给药后相比BT474的代谢改变,主要是葡萄糖摄取大大增加(通过转运体GLUT4),酵解途径代谢能力增强,磷酸戊糖代谢途径大大增加,脂肪酸合成与氧化代谢均增加。并且细胞内还原酶Mn-SOD、CAT和PRDX家族均不同程度的增强。线粒体与内质网应激保护反应大大增加,从而耐受更高的氧化应激状态,维持细胞生存。结论由P-AKT、P-P53和AMPK三者调控细胞葡萄糖摄取,Ras/MAPK与PI3K/AKT调控糖酵解代谢,P53调控磷酸戊糖途径代谢,乳酸脱氢酶(LDHA)调控无氧酵解途径代谢,脂肪酸合成与氧化的变化,提高细胞物质能量代谢的效率与线粒体有氧氧化的负荷程度。NF-κB激活信号对细胞还原酶的增强与线粒体内质网应激保护反应,共同抵抗线粒体产生的过量ROS所激活的JNK凋亡信号,最终根据胞内ROS的积存水平决定细胞的命运。其中,BT474代谢调控能力低,ROS大量产生,细胞直接通过内质网凋亡途径凋亡；SKBR3与MDA-MB-231细胞代谢调控能力一定程度增强,产生过量的ROS主要通过JNK信号激活线粒体途径凋亡。耐药株的代谢效率提高,并且还原能力增强,使得ROS积存减少,促进存活。
【作者】李志寒；
【导师】毛宇彬；
【作者基本信息】厦门大学，药理学，2014，硕士
【关键词】乳腺癌；拉帕替尼；代谢；氧化应激；药物抗性；

【参考文献】
[1]王萍.城镇房屋建筑物使用安全性能评价及管理体系研究[D].浙江大学,2014.
[2]任超.和谐社会视阈下中国城市社区治理研究[D].重庆大学,行政管理,2014,硕士.
[3]白雪.论人道主义干涉的国际法问题[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[4]蔡连重,周英顺,刘恩清.3Cr-1Mo-(1/4)V钢焊接工艺试验研究[J].一重技术.1998(03)
[5]郑美娜.TCCD对脑动脉弹性早期评估价值的探讨[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[6]张济军.中国写意雕塑之当代性研究[D].郑州大学,雕塑艺术研究,2013,硕士.
[7]郑玠民.关于企业伦理与企业利益关系的思考[D].山西财经大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[8]樊茹琴.综合交通客运枢纽信息化初探[J].铁道通信信号.2007(05)
[9]张洪庆.支持动态页面的快速URL提取方法研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[10]柴志峰.养老地产经营模式分析[D].上海交通大学,高级工商管理（EMBA）,2013,硕士.
[11]林自强.中美南海北部湾盆地太阳物探协议区技术交流会在湛江召开[J].石油地球物理勘探,1989,01:115.
[12]李杰.乌鲁木齐市高校开设台球选项课的可行性研究[D].新疆师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[13]张晓艳,李浩鹏,崔晓莉.TiO_2/石墨烯复合材料的合成及光催化分解水产氢活性[J].无机化学学报,2009,11:1903-1907.
[14]乌日娜.珠宝首饰设计师的商业价值实现研究[D].中国地质大学（北京）,设计艺术学,2013,硕士.
[15]史原杰.基于分簇结构的WSN密钥管理方法研究[D].广东工业大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[16]靳金.冷战后澳大利亚联邦工党政府多元文化政策评析[D].新疆大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2013,硕士.
[17]李天夫.基层工商部门市场监管依法行政中的问题及对策[D].沈阳师范大学,公共管理,2014,硕士.
[18]文菁.地球科学相关论文摘要[J].测绘信息与工程,2004,04:46-47.
[19]杨琴.网络新闻编辑角色探讨[D].四川大学,2002.
[20]孙建.中空磁性介孔纳米催化剂的制备及其在有机化学反应中的应用[D].兰州大学,化学工艺,2013,硕士.
[21]黄玲.基于EVA的我国商业银行绩效评价研究[D].吉林财经大学,会计学,2014,硕士.
[22]王悦婷.论合同债权让与的限制[D].大连海事大学,法律,2013,硕士.
[23]邵琴琴.商业银行授信风险识别中非财务因素管控研究[D].吉林大学,工商管理,2013,硕士.
[24]张萍.颈型颈椎病痛点分布及应用的研究[D].广州中医药大学,针灸推拿学,2013,硕士.
[25]陈星.公民社会公德建设研究[D].上海外国语大学,思想政治教育,2013,硕士.
[26]米芹,王正武,赵波,陈昌云.功能化多壁碳纳米管修饰玻碳电极测定沙丁胺醇[J].食品科学,2009,20:343-346.
[27]傅凯.地震作用下预应力锚索桩板墙土压力研究[D].西南交通大学,岩土工程,2014,硕士.
[28]张婷婷.XX航空公司顾客忠诚度现状与提高策略研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[29]徐岩峰.玻璃衬底多晶硅薄膜太阳能电池及其背反射器的研究[D].河北师范大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[30]张必周.不同啤酒酵母对燕麦啤酒发酵过程及品质的影响[D].内蒙古农业大学,轻工技术与工程,2013,硕士.
[31]刘远明.水闸可视化设计系统研究及应用[D].河海大学,水工结构工程,2004,硕士.
[32]王成文.基于语义的关系型虚拟社区会员管理系统模型研究[D].江苏科技大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[33]王立平.政府市长公开电话工作流分析与设计[D].东北师范大学,软件工程,2012,硕士.
[34]赵楠.沈阳蓬瀛宫道教仪式音乐研究[D].沈阳师范大学,音乐学,2014,硕士.
[35]李亮,郑乐藩,张智奇.CTCS-2级列控系统几个问题的探讨[J].铁道通信信号.2008(05)
[36]池博源,应之丁,陈树君,蒋晓青,刘恺洛.铝板电磁焊接过程中洛伦兹力的三维仿真研究[J].热加工工艺,2015,03:232-235+239.
[37]皮敏.庭审阶段犯罪事实认定程序问题研究[D].湖南师范大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[38]李伟民.2014中国遂昌汤显祖文化节暨汤显祖与莎士比亚文化国际学术研讨会[J].外国文学动态,2014,03:26.
[39]刘琳.中学生传统欺凌、网络欺凌及其与自尊的关系[D].沈阳师范大学,应用心理学,2014,硕士.
[40]钱斌.小吨位静载试验的反力装置及测读方法研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[41]汪景坤.MCM2、Connexin-32、Cap43在结直肠腺瘤中的表达[D].河北医科大学,内科学,2013,硕士.
[42]齐伟,涂鹏程,刘鹏,田龙龙,吴王锁.辐照多孔石墨烯磁性材料的合成及其对Eu(Ⅲ)吸附的研究[A].中国核学会核化学与放射化学分会.第十三届全国核化学与放射化学学术研讨会论文摘要集[C].中国核学会核化学与放射化学分会:,2014:1.
[43]姜艳娇.大庆长恒南部浅层稠油储层测井评价方法研究[D].东北石油大学,地球探测与信息技术,2013,硕士.
[44]史小燕.基于dsPIC和MCGS的COD在线监测仪的设计与实现[D].南京农业大学,农业电气化与自动化,2011,硕士.
[45]丁桂焱.我国研究型大学高层次人才引进机制研究[D].哈尔滨工业大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[46]陈阿丽,梁同利,汪越胜.12重固/固型准周期声子晶体的带隙和局部化特性研究[J].人工晶体学报,2014,05:1186-1192.
[47]刘娟.涉“羊”文化词语研究[D].湖北师范学院,汉语言文字学,2013,硕士.
[48]苏睿.人胚肺细胞和鸡胚增殖H9N2亚型禽流感病毒糖链谱的比较研究[D].西北大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[49]何龙华.天津市社会保障支出对经济增长影响的实证研究[D].天津商业大学,产业经济学,2013,硕士.
[50]梅冬梅.具体情绪到元情绪的ERP研究[D].信阳师范学院,发展与教育心理学,2014,硕士.