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目的:研究洛伐他汀(Lovastatin,LV)通过诱导核仁应激抑制三阴性乳腺癌干细胞(Triple-negative breast cancer stem cells,TNBC CSCs)的作用的分子机制。方法:1、LV对三阴性乳腺癌干细胞翻译后修饰的影响:用LV处理乳腺癌干细胞(Breast cancer stem cells,BCSCs)后,应用蛋白质组学及翻译后修饰组学技术,比较分析了TNBC CSCs和非TNBC CSCs总蛋白的常见赖氨酸烷基化(包括乙酰化(Acetylation,Kac)、丙二酰化(Malonylation,Kmal)、琥珀酰化(Succinylation,Ksucc)和巴豆酰化(Crotonylation,Kcr)等),应用TMT(Tandem mass tag)标记LC-MS/MS方法对翻译后修饰变化位点进行分析。2、LV对三阴性乳腺癌干细胞内核仁形态和体积的影响:用LV处理BCSCs后,透射电子显微镜(Transmission electron microscopy,TEM)及核仁组织者区-硝酸银染色(Argyrophilic nucleolar organizer region,AgNOR)观察BCSCs内核仁形态和体积的变化。3、LV对三阴性乳腺癌干细胞的核仁应激相关分子的影响:用LV处理BCSCs后,免疫荧光-激光共聚焦显微镜观察BCSCs内核仁应激相关蛋白(NOLC1、p53和RPL3)的水平及亚细胞定位;western blot检测细胞浆及细胞核中NOLC1的蛋白水平;qRT-PCR检测核仁应激相关基因rRNA(45S、28S和5.8S)和mRNA(PUMA和p21)的水平。4、LV对三阴性乳腺癌干细胞内蛋白翻译活性的影响:使用不同浓度LV处理BCSCs,western blot检测蛋白翻译相关蛋白(mTOR和S6K)水平。5、探索他汀类药物的潜在作用靶点:通过搜索网站DrugCentual(http://drugcentral.org/)查找不同他汀的作用靶点,应用网站Bioinformatics(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/)做文氏图,SwissDock(http://swissdock.vital-it.ch/)做LV与作用靶点的分子对接。结果:1、LV通过核仁组成和核糖体生物发生相关蛋白的赖氨酸巴豆酰化修饰调节三阴性乳腺癌干细胞:比较分析MDA-MB-231(TNBC)和MDA-MB-453(非TNBC)CSCs总蛋白的常见赖氨酸烷基化,我们发现,LV明显地诱导TNBC CSCs的琥珀酰化和巴豆酰化的改变。LV处理MDA-MB-231 CSCs可增加其23个蛋白中36个位点赖氨酸巴豆酰化,降低其5个蛋白中14个位点赖氨酸巴豆酰化;LV处理MDA-MB-453 CSCs可增加其7个蛋白中9个位点巴豆酰化,降低其2个蛋白中4个位点巴豆酰化。KEGG分析发现,在MDA-MB-231CSCs中发生巴豆酰化的蛋白质主要为与核仁功能相关的蛋白;亚细胞定位分析发现巴豆酰化变化蛋白主要分布在细胞核和细胞浆;进一步的蛋白-蛋白相互作用分析(STRING)发现这些差异修饰蛋白主要参与核糖体生物发生(RPL3、RPL7A、RPL19、RPL24、RPL26和RPS10)和核仁组成(NOLC1和SNRPA)。这些结果提示LV可能诱导三阴性乳腺癌干细胞内核仁应激的发生。2、LV对三阴性乳腺癌干细胞内核仁形态和体积的影响:观察LV对核仁的影响,发现LV能够明显导致MDA-MB-231 CSCs内核仁形态改变和体积增加;LV可增加MDA-MB-231 CSCs中核仁组织者区(NOR)的染色强度,提示LV诱导三阴性乳腺癌干细胞核仁异常以及核仁RNA Pol I转录活性的改变。3、LV对三阴性乳腺癌干细胞的核仁应激相关分子的影响:在三阴性乳腺癌干细胞MDA-MB-231 CSCs中,LV可上调核仁应激相关基因45S、28S和5.8S的rRNA水平;LV能够明显增加核仁应激相关蛋白NOLC1、p53和RPL3的蛋白水平,并促进p53在细胞核内聚集及RPL3在核仁内聚集;LV能够增加细胞核中NOLC1的蛋白水平;且LV能够增加p53下游转录靶点PUMA和p21的mRNA水平。4、LV抑制三阴性乳腺癌干细胞的蛋白翻译活性:在MDA-MB-231CSCs中,LV能够明显下调蛋白翻译相关信号通路mTORSer2448/mTOR和S6KThr389/S6K的磷酸化水平。5、探索他汀类药物的潜在作用靶点:通过网站查找不同他汀的作用靶点,亲脂他汀及亲水他汀的共同作用靶点为3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase(HMGCR),而亲脂他汀的特有作用靶点为Nuclear receptor subfamily 1 group I member 2or 3(NR1I2/NR1I3)。通过将LV与NR1I2的活性部位进行分子对接,发现LV与NR1I2结合的活性区域中的5个关键氨基酸残基都有相互作用。结论:1.LV诱导三阴性乳腺癌干细胞内核仁应激发生。2.LV诱导三阴性乳腺癌干细胞核仁应激的机制包括:1)核仁形态改变及核仁体积增加;2)抑制前体r RNA即45S及其剪切体5.8S、28S合成;3)诱导p53的聚集及增加其转录活性;4)增加核仁应激相关蛋白NOLC1、RPL3在细胞核/核仁中聚集;5)下调蛋白翻译通路相关蛋白m TORSer2448/m TOR和S6KThr389/S6K的磷酸化水平。