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乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,全球每年约有100万人被诊断为乳腺癌,而高脂高胆固醇饮食引起的肥胖和高胆固醇血症,让乳腺癌患者面临的风险更高,这种风险部分来自肥胖引起机体循环中小分子物质生成进而促进了肿瘤恶化。目前有研究表明,胆固醇初级代谢产物,27-羟基胆固醇(27HC),主要来自于外周循环,27HC的血清循环含量与胆固醇、高胆固醇血症呈正相关,是一种内源性选择性雌激素受体调节剂(SERM),可发挥雌激素效应促进雌激素受体(ER)阳性乳腺癌生长。在小鼠乳腺癌模型中,27HC还可以与肝X受体(LXR)相互作用,进一步促进乳腺癌的转移。此外,乳腺癌的生长和转移离不开新生血管的形成,但目前,27HC与肿瘤血管生成的相关分子机制还未见详细报道。因此深入研究27HC促进乳腺癌发生发展的作用机制,阻断其引起的健康危害,对肥胖及患高胆固醇血症的乳腺癌人群具有重要意义。目的:本研究采用两株ER阳性(MCF7和T47D)、一株ER阴性(MDA-MB-231)乳腺癌细胞株为体外模型,研究27HC能否促进乳腺癌血管生成并探讨其分子机制方法:采用CCK-8试剂盒,检测27HC对MCF7和T47D细胞活力的影响;27HC 处理 MCF7,T47D 和 MDA-MB-231 细胞,采用 ELISA,检测 VEGF 的分泌水平;收集27HC处理后的乳腺癌细胞培养上清,采用tube formation实验,人脐静脉内皮细胞(HUVECs)与收集的培养上清共培养,并检测其体外形成小管的能力;采用STAT3-siRNA转染实验,敲低STAT3的表达;分别采用荧光显微镜、酶标仪和流式细胞术,检测27HC对乳腺癌细胞内活性氧自由基(ROS)水平的影响;采用qRT-PCR,检测相关mRNA的表达变化;采用Western blot实验;检测相关蛋白分子的表达变化。结果:通过CCK-8实验检测27HC对MCF7和T47D细胞活力的影响,我们发现5μM及以下的剂量对细胞活力没有影响;0、2、5μM27HC处理乳腺癌MCF7和T47D细胞48h后,收集细胞培养上清,ELISA检测细胞上清,其VEGF的分泌升高;tube formation实验结果显示27HC处理组的细胞培养上清,与HUVECs共培养后,HUVECs体外管腔形成的能力也增强。细胞培养基中加入VEGF中和抗体与27HC联合处理后,培养基上清再与HUVECs共培养,HUVECs体外血管形成的能力被削弱。27HC和雌二醇(E2)处理乳腺癌MCF7和T47D细胞,两者都可以与雌激素受体相结合并激活靶基因PS2,两者也可以上调VEGF mRNA的表达,但27HC的雌激素效应弱于E2,其对VEGF的促进作用却比E2强;此外,用雌激素受体抑制剂ICI联合27HC、ICI联合E2处理MCF7和T47D细胞,ICI联合E2处理组VEGF mRNA的表达增加被完全抑制,而ICI联合27HC处理组VEGF mRNA的表达增加仅部分被抑制。同时,在ER阴性MDA-MB-231细胞,27HC处理也促进了 VEGF的mRNA表达及蛋白分泌。27HC处理MCF7,T47D和MDA-MB-231细胞后,激活了 p-STAT3、HIF-1α的表达。在三株乳腺癌细胞中用si-RNA敲除STAT3后,加入27HC处理,发现VEGF mRNA的表达及蛋白分泌均降低,tube formation实验结果发现敲除STAT3后,27HC处理组细胞培养上清与HUVECs共培养,HUVECs体外小管形成能力也降低。27HC处理MCF7和T47D细胞可以上调细胞内ROS水平,加入抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)清除ROS后,与27HC单独处理组相比,抑制了 p-STAT3的表达,以及VEGF的mRNA表达和蛋白分泌。tube formation实验结果发现27HC联合NAC处理组分泌的细胞培养上清处理HUVECs,与27HC单独处理组相比,HUVECs体外小管形成能力也被抑制。结论:27HC可以通过两种途径促进乳腺癌血管生成,一方面27HC作为一个选择性雌激素受体激动剂,在ERα阳性的乳腺癌细胞中可以通过经典的ERα/VEGF信号通路促进VEGF的mRNA表达及蛋白分泌,进而促进乳腺癌血管形成的能力。在ERα阳性和阴性的乳腺癌细胞中,27HC可以通过促进乳腺癌细胞内ROS水平,激活STAT3转录调控VEGF,促进VEGF的mRNA表达及蛋白分泌,进而促进乳腺癌的血管生成。