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研究背景和目的: 三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)是乳腺癌分子亚型中的一个特殊分型,具有发病年龄轻、恶性程度高、进展快、侵袭性强、易转移及预后差等特点。目前TNBC缺乏内分泌治疗及靶向治疗的相关靶点,在临床实践中,除手术切除外,主要以蒽环类为基础的化疗以及联合放射治疗为主。放射治疗是乳腺癌综合治疗主要手段之一,能够提高局部控制率,减少因局部未控而导致的远处转移,但由于TNBC存在固有的和(或)获得性的放疗阻抗,从而导致放射治疗失败。我们课题组以及其他学者研究发现,趋化因子受体4(CXCR4)在TNBC中表达率明显高于non-TNBC患者,且CXCR4高表达者局部复发率和死亡率均高于低表达者。同时,还有研究表明,联合应用CXCR4抑制剂AMD3100可提高脑恶性胶质瘤、前列腺癌等的放疗敏感性。但是,CXCR4抑制剂AMD3100是否影响TNBC的放疗敏感性,目前尚未查阅到相关报道。本研究的目的旨在研究应用CXCR4抑制剂AMD3100对TNBC放疗疗效的影响,并探讨其相关机制。 材料和方法: 1.选用高表达CXCR4的TNBC细胞株MDA-MB-231作为研究对象。 2.体外研究部分:使用CXCR4抑制剂AMD3100对TNBC放疗的影响,采用不同浓度的CXCR4抑制剂AMD3100处理TNBC细胞,研究TNBC细胞CXCR4受体抑制后,细胞对放疗敏感性的变化,分别检测半数抑制浓度(IC50)、克隆形成率、凋亡率和细胞周期的变化情况。采用Western blotting技术检测使用CXCR4抑制剂AMD3100后,放疗对TNBC细胞凋亡相关蛋白的变化。 3.体内实验部分:使用TNBC细胞株MDA-MB-231构建裸鼠皮下移植瘤模型,探讨CXCR4抑制剂AMD3100联合放疗对移植瘤生长的影响。免疫组织化学技术检测细胞增殖和凋亡相关蛋白的变化。采用TUNEL染色检测细胞的凋亡指数(AI)。 结果: 1. CXCR4抑制剂AMD3100增强TNBC细胞对放疗的敏感性。应用CXCR4抑制剂 AMD3100,放射治疗处理 MDA-MB-231细胞,72h后 IC50明显降低(0Gy854.47±15.03μg/ml vs.2Gy92.28±4.07μg/ml vs.4Gy1.18±0.15μg/ml p<0.01)。同时抑制CXCR4联合放疗后,细胞克隆形成率明显下降,(p<0.05)。对照组:AMD3100组:放疗组:AMD3100组联合放疗组的克隆形成率分别为:54.33±2.08%vs.42.61±3.05%vs.19.66±2.51%vs.10.66±1.15%。 2. CXCR4抑制剂AMD3100增强放疗诱导的细胞凋亡以及G2/M期细胞阻滞。CXCR4抑制剂 AMD3100、放疗、CXCR4抑制剂 AMD3100联合放疗处理组MDA-MB-231细胞 G2/M期的比例较对照组分别增加47.89%、79.08%及137.25%( p<0.01),并且凋亡率增高,分别为4.33±0.66%、15.0±0.99%、26.86±1.35% vs.1.45±0.08%(p<0.01)。 3. CXCR4抑制剂AMD3100联合放疗调节凋亡相关蛋白的表达促进TNBC细胞的凋亡。Western blotting和免疫组化结果均显示,CXCR4抑制剂AMD3100联合放疗后,TNBC细胞野生型p53、Bax和caspase-3表达上调,而CXCR4、Bcl-2表达水平下降。 4.动物体内实验证明,CXCR4抑制剂AMD3100可以使肿瘤生长缓慢、体积变小,增强放疗的抗癌作用,促进肿瘤细胞的凋亡。AMD3100组、放疗组、AMD3100联合放疗组的肿瘤体积较对照组分别缩小了52.30%、79.64%、87.28%(p<0.01)。对照组、AMD3100组、放疗组及AMD3100联合放疗组的凋亡率分别为:1.833±0.76%、7.83±2.56%、11.84±2.02%、21.34±4.16%(p<0.01)。 结论: CXCR4抑制剂AMD3100在体内、体外都能增强TNBC对放疗的敏感性,抑制肿瘤细胞增殖,导致细胞周期 G2/M期阻滞,使肿瘤细胞凋亡增加。其机制主要涉及野生型p53、Bax,活化caspase-3的表达增加,而Bcl-2表达下降,Bcl-2/Bax比率降低。