ω-3多不饱和脂肪酸对两种抗癌药物在乳腺癌细胞中抗肿瘤效果的增强作用及其机制研究

ω-3多不饱和脂肪酸对两种抗癌药物在乳腺癌细胞中抗肿瘤效
果的增强作用及其机制研究
全反式维甲酸(ATRA)和mTOR受体抑制剂雷帕霉素(Rp)在内的靶向生物制剂能显著抑制肿瘤生长、诱导细胞凋亡,发挥较好的抗肿瘤效果,从而延长了肿瘤患者的生存期。

但是,随着ATRA及Rp应用的日益广泛,其引起的包括脂质代谢紊乱及药物抵抗等副作用大大限制了此类药物的应用。

膳食补充这一能起到肿瘤预防和辅助治疗的方式在近几十年取得了很大的
进展,研究发现多种膳食补充剂对肿瘤治疗有明显的增强作用。

流行病学和临床研究报道显示,ω-3多不饱和脂肪酸具有突出的抗肿瘤作用,并且对心血管疾病、高血脂等都具有积极的防治作用。

ω-3多不饱和脂肪酸能抑制乳腺癌细胞增殖,诱导细胞凋亡从而降低乳腺
癌发生的风险,但有关ω-3多不饱和脂肪酸改善抗肿瘤药物引起的血脂紊乱及
药物抵抗方面的研究尚未报道。

因此,为减少全反式维甲酸和雷帕霉素引起的血脂紊乱作用及药物抵抗、增强肿瘤治疗效果,本论文探究能否通过ω-3多不饱和脂肪酸辅助全反式维甲酸及雷帕霉素共同治疗乳腺癌,从而达到更佳的治疗效果。

通过三种不同亚型的乳腺癌细胞模型(ER阳性细胞MCF-7、HER2阳性细胞SKBR-3、三阴性细胞MDA-MB-231)、裸鼠移植瘤体内模型以及自发性乳腺癌MMTV-PyVT转基因模型观察ω-3多不饱和脂肪酸辅助全反式维甲酸及雷帕霉素
的抗肿瘤效果及机制。

主要结果如下:在ω-3多不饱和脂肪酸辅助维甲酸治疗乳腺癌的实验中发现ω-3多不饱和脂肪酸或ATRA单独处理对细胞生长的抑制作用较弱,而ω-3多不饱和脂肪酸和ATRA联合处理能显著降低活细胞数目,发挥联合抗肿瘤效果,且ω-3多不饱和脂肪酸添加后可显著改善三阴性乳腺癌对ATRA的
通过进一步实验发现联合作用的抗肿瘤效果与自噬的激活存在紧密联系,且联合作用激活的自噬过程依赖MAPK-P38的磷酸化,而不依赖mTOR和BECLIN1这两条经典自噬信号转导途径。

P38磷酸化水平的增加主要是通过ATRA受体RAR α和ω-3多不饱和脂肪酸受体GPR40在脂筏中的相互作用从而激活下游src激酶。

体内移植瘤模型中同样观察到ω-3多不饱和脂肪酸和ATRA联合处理组小鼠肿瘤体积显著下降,肿瘤组织重量远低于单独处理组及对照组,通过免疫组化方法,发现EPA联合ATRA组的Ki67染色阳性细胞数明显少于对照组、EPA单独组和ATRA单独组(阳性为深棕色)。

此外,在移植瘤小鼠模型中又进一步验证了联合作用对自噬功能及信号转导的影响,结果显示,与体外结果一致,联合处理的小鼠瘤内P38磷酸化水平显著升高,自噬小体数量明显高于对照组及单独处理组。

通过生化分析仪检测了移植瘤小鼠血清中甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白以及高密度脂蛋白含量变化,结果显示,EPA添加后,可显著降低维甲酸引起的血脂升高,从而达到纠正脂质代谢紊乱的副作用,这可能也是联合作用发挥协同抗肿瘤的机制之一。

在ω-3多不饱和脂肪酸辅助雷帕霉素治疗乳腺癌的实验中,发现ω-3多不饱和脂肪酸和Rp联合处理能显著抑制三种乳腺癌细胞增殖,诱导细胞周期停滞、细胞凋亡,发挥联合抗肿瘤效果。

通过进一步实验又发现联合抗肿瘤效果与活性氧簇(ROS)的产生有直接的联系。

ROS是诱导细胞死亡的重要因素,ROS的产生主要由于ω-3多不饱和脂肪酸和Rp联合处理导致肿瘤细胞代谢途径的改变而引起,糖酵解和谷氨酰胺代谢途径的抑制使细胞转向脂肪酸氧化途径包括β氧化和氧化磷酸化,继而引起ROS的
此外,通过移植瘤小鼠模型和自发性乳腺癌MMTV-PyVT转基因模型进一步验证了ω-3多不饱和脂肪酸和Rp联合抗肿瘤效果及机制,结果显示,与体外结果一致,ω-3多不饱和脂肪酸和Rp联合处理组小鼠肿瘤体积显著下降,肿瘤组织重量远低于单独处理组及对照组,联合处理的小鼠瘤内代谢途径也发生明显的转变。

生化分析仪检测了两种模型小鼠血清中甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白以及高密度脂蛋白含量变化,结果显示,EPA添加后,可显著降低Rp引起的血脂升高,改善了脂质代谢的紊乱。

这些结果阐明了膳食补充ω-3多不饱和脂肪酸可显著改善维甲酸抵抗、增加雷帕霉素敏感性,并且纠正维甲酸和雷帕霉素引起的脂质代谢紊乱从而增加此类药物的抗肿瘤效果。

这些结果在一定程度上可以为功能食品辅助药物治疗乳腺癌提供实验依据和理论参考。