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世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）发布了2020年全球最新癌症负担数据。数据显示，乳腺癌新发病例高达226万，超过肺癌的220万，乳腺癌取代肺癌，成为全球第一大癌，同时女性乳腺癌死亡率高达15.5%，也是女性癌症患者死亡率最高的恶性肿瘤。三阴乳腺癌（TNBC）是乳腺癌中的一个特殊类型，占比约为12.7%。TNBC组织病理学分级多为III级以上，恶性程度高，较其他乳腺癌亚型更具侵袭性。同时TNBC包含一系列异质性的分子结构，其治疗进展一直落后于其他分子亚型的肿瘤。所以积极寻找TNBC新的作用靶点以及新的化疗药物仍然是我们需要积极努力的目标。
Loonamycin（LGY）是南京大学戈惠民团队从诺卡氏菌中分离得到的一个具有自主知识产权的蝴蝶霉素类似物，前期研究结果表明LGY具有抑制多种肿瘤细胞株增殖的生物学活性。
本研究拟通过检测LGY对两株TNBC细胞MDA-MB-231和MDA-MB-468的增殖、周期和凋亡的影响，采用转录组测序、Western Blot、流式细胞术等实验分析LGY作用的分子机制，希望能进一步揭示LGY抑制TNBC细胞株增殖的分子机制，为LGY的临床应用奠定基础。
首先，在细胞学层次上，为了研究LGY对TNBC细胞株增殖的影响，本部分选取两株TNBC细胞株MDA-MB-231和MDA-MB-468为研究对象，采用了Cell Counting Kit-8（CCK-8）、流式细胞术、DNA松弛等实验进行研究。CCK-8细胞增殖实验结果表明：LGY能够抑制TNBC细胞株MDA-MB-231和MDA-MB-468增殖，且抑制作用具有时间和剂量依赖性。流式细胞术检测细胞凋亡和细胞周期的实验结果表明：LGY对两株TNBC的细胞凋亡无显著作用；LGY作用于MDA-MB-231细胞时可引起细胞周期S期阻滞；作用于MDA-MB-468细胞时可引起细胞周期G2期阻滞。DNA松弛实验显示，LGY对拓扑异构酶I有明显的抑制作用且具有浓度依赖性。
在细胞实验证明LGY能够影响TNBC细胞株生命过程的基础上，为了进一步研究LGY抑制TNBC细胞株增殖的分子机制，对用药细胞株与对照组进行了转录组测序，共获得符合筛选条件的基因1764个。与对照组（Ctrl）相比，LGY处理组中，上调基因737个，下调基因1027个，并进行了综合的生物信息学分析。GO分析提示，在表达值下调的基因中突触后膜定位有明显定位。多与神经突触信号转导、肌动蛋白结合及离子门控通道等条目有关。在表达值上调的基因中，多定位在细胞外固定相关条目，多与信号受体活性调节、内皮细胞增殖调控、细胞运动等条目有关。KEGG分析发现下调基因主要集中于神经相关功能通路及RAP1信号通路。上调的基因主要位于细胞因子-受体互作过程。GSEA富集分析提示LGY处理组TNFα介导的NF-κB信号通路及p53信号通路存在上调，可能主要受到PSMB5和SETD7的调控。分子对接结果显示，LGY能以类似蝴蝶霉素的形式与DNA拓扑异构酶结合，此外还能与PSMB5和SETD7发生作用。后续RT-PCR实验结果证实了差异基因的变化，Western Blot结果与预测结果基本一致。
通过本课题研究，我们得到了以下结论：（1）LGY通过阻滞细胞周期抑制TNBC细胞增殖；（2）LGY可以通过与DNA-拓扑异构酶I相互作用而引起细胞周期阻滞，发挥细胞毒作用；（3）生物信息学预测LGY也可能通过结合基因表达调节蛋白PSMB5和SETD7，进而影响GNG7、GNG11、CXCL8、ADCY2等基因的表达，最终上调TNFα介导的NF-κB通路和p53通路，导致TNBC细胞系细胞周期阻滞，发挥细胞毒作用。
Loonamycin（LGY）是南京大学戈惠民团队从诺卡氏菌中分离得到的一个具有自主知识产权的蝴蝶霉素类似物，前期研究结果表明LGY具有抑制多种肿瘤细胞株增殖的生物学活性。
本研究拟通过检测LGY对两株TNBC细胞MDA-MB-231和MDA-MB-468的增殖、周期和凋亡的影响，采用转录组测序、Western Blot、流式细胞术等实验分析LGY作用的分子机制，希望能进一步揭示LGY抑制TNBC细胞株增殖的分子机制，为LGY的临床应用奠定基础。
首先，在细胞学层次上，为了研究LGY对TNBC细胞株增殖的影响，本部分选取两株TNBC细胞株MDA-MB-231和MDA-MB-468为研究对象，采用了Cell Counting Kit-8（CCK-8）、流式细胞术、DNA松弛等实验进行研究。CCK-8细胞增殖实验结果表明：LGY能够抑制TNBC细胞株MDA-MB-231和MDA-MB-468增殖，且抑制作用具有时间和剂量依赖性。流式细胞术检测细胞凋亡和细胞周期的实验结果表明：LGY对两株TNBC的细胞凋亡无显著作用；LGY作用于MDA-MB-231细胞时可引起细胞周期S期阻滞；作用于MDA-MB-468细胞时可引起细胞周期G2期阻滞。DNA松弛实验显示，LGY对拓扑异构酶I有明显的抑制作用且具有浓度依赖性。
在细胞实验证明LGY能够影响TNBC细胞株生命过程的基础上，为了进一步研究LGY抑制TNBC细胞株增殖的分子机制，对用药细胞株与对照组进行了转录组测序，共获得符合筛选条件的基因1764个。与对照组（Ctrl）相比，LGY处理组中，上调基因737个，下调基因1027个，并进行了综合的生物信息学分析。GO分析提示，在表达值下调的基因中突触后膜定位有明显定位。多与神经突触信号转导、肌动蛋白结合及离子门控通道等条目有关。在表达值上调的基因中，多定位在细胞外固定相关条目，多与信号受体活性调节、内皮细胞增殖调控、细胞运动等条目有关。KEGG分析发现下调基因主要集中于神经相关功能通路及RAP1信号通路。上调的基因主要位于细胞因子-受体互作过程。GSEA富集分析提示LGY处理组TNFα介导的NF-κB信号通路及p53信号通路存在上调，可能主要受到PSMB5和SETD7的调控。分子对接结果显示，LGY能以类似蝴蝶霉素的形式与DNA拓扑异构酶结合，此外还能与PSMB5和SETD7发生作用。后续RT-PCR实验结果证实了差异基因的变化，Western Blot结果与预测结果基本一致。
通过本课题研究，我们得到了以下结论：（1）LGY通过阻滞细胞周期抑制TNBC细胞增殖；（2）LGY可以通过与DNA-拓扑异构酶I相互作用而引起细胞周期阻滞，发挥细胞毒作用；（3）生物信息学预测LGY也可能通过结合基因表达调节蛋白PSMB5和SETD7，进而影响GNG7、GNG11、CXCL8、ADCY2等基因的表达，最终上调TNFα介导的NF-κB通路和p53通路，导致TNBC细胞系细胞周期阻滞，发挥细胞毒作用。