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编号:10227269
乳腺肌上皮细胞抑制乳腺癌细胞体外浸润能力的研究
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1999年第3期
     作者:邵志敏 沈镇宙

    单位:200032 上海医科大学附属肿瘤医院外科 分子生物学实验室

    关键词:

    中华医学杂志990324 【摘要】 目的 研究乳腺肌上皮细胞对乳腺癌细胞浸润能力的影响。方法 通过免疫组织化学、Western blot、Northern blot、Matrigel细胞浸润能力实验,检测了乳腺癌细胞和乳腺肌上皮细胞中Maspin的含量,并分析肌上皮细胞抑制乳腺癌细胞浸润的作用机制。结果 组织学检查发现在正常乳腺导管和乳腺原位癌的周围都有一层完整的乳腺肌上皮细胞,而在乳腺的浸润性乳腺癌中,这层肌上皮细胞就发现有缺损和断裂。在Matrigel肿瘤细胞浸润实验中,肌上皮细胞及其CM能明显降低雌激素受体阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231的浸润能力。肌上皮细胞含有高含量的抗癌蛋白Maspin,并能大量分泌出细胞外。而这种蛋白在乳腺癌细胞中没有表达。结论 乳腺肌上皮细胞具有抗肿瘤细胞浸润的能力,提示乳腺肌上皮细胞在体内乳腺癌的生长及发展中,可能具有重要的抗癌作用。
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    Human breast myoepithelial cell blocks estrogen receptor-negative breast carcinoma cell invasion SHAO Zhiming,SHEN Zhenzhou. Department of Surgery, Molecular Biology Lab, Cancer Hospital/Cancer Institute, Shanghai Medical University, Shanghai 200032

    【Abstract】 Objective To investigate the effect of mammary myoepithelial cell on breast cancer cell infiltration. Methods By immunohistochemistry, Western Blot, Northern Blot and Matrigel invasion experiments, we detected the maspin in breast cancer cell and myoepithelial cell, and studied the machanism of breast cancer cell invasion inhibition by myoepithelial cell. Results Histologically, ducts and ductal carcinoma in situ (DCIS) were surrounded by an intact circumferential layer of myoepithelial cells. In invasive carcinoma, the myoepithelial cell layer appeared disrupted. In matrigel invasion experiments, myoepithel cell and its condition medium could block the ER-negative breast carcinoma cell line MDA-MB-231 cell invasion. The proteinase inhibitor most dramatically up-regulated in myoepithelial cells was the tumor suppressor maspin which was only highly expressed in myoepithelial cells, not in breast cancer cells. Conclusion Mammary myoepithelial cells could inhibit tumor celll invasion, suggesting that myoepithelial cell might have antitumor effect in the regulation of breast cancer development and progression in vivo.
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    【Key words】 Breast tumor Tumor cell, cultured Myoepithelial cell Invasiveness, neoplasm

    (Natl Med J China, 1999, 79:214-216)

    在乳腺癌中,局部的间质细胞、纤维细胞对乳腺癌的作用已有一定的了解[1],但乳腺肌上皮细胞对乳腺癌的影响不清楚,我们通过对乳腺癌组织结构的观察以及体外实验,观察乳腺肌上皮细胞对乳腺癌细胞浸润能力的影响,现将结果报道如下。

    材料和方法

    一、材料

    1.化学试剂:Phorbol12-myristate13-acetate(PMA)、放线菌酮(CHX)购于美国Sigma化学制品公司,最低必需培养基(MEM)KSF细胞培养液和小牛血清购于美国的GIBCO公司,[α-32P]dCTP(111×104Bq/mol)购于美国Amersham公司。Matrigel购于美国Callaborative Biomedical Products公司。
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    2.细胞株:雌激素受体阴性乳腺癌细胞株MDA-MB-231、MDA-MB-468均由美国马里兰大学癌症中心的Dr.Fontana赠送,细胞生长在MEM加上10%的小牛血清。人类肌上皮细胞HMS-1由UCLA的Dr.Barsky赠送,生长在KSF细胞培养液中。

    二、方法

    1.体外Matrigel细胞浸润能力实验:体外Matrigel细胞浸润能力实验按文献[2]方法进行。

    2.HMS-1细胞条件性培养液(CM)采用不含有小牛血清的基础培养液培养HMS-1细胞24小时后收集而成,然后经浓缩器浓缩至100倍。

    3.RNA分离和Northern blot方法:Maspin cDNA由美国的Dr.Barsky所赠送,cDNA特异性片段由EcoR1消化后,采用走胶分离法,探针的制作采用Fienbery的方法[3]。RNA的分离采用Chromczynski的方法[4],20 μg的RNA样本在1%含0.66 mol/L甲醛的琼脂胶分离,然后转移至硝酸纤维膜上,经负压、80 ℃高温烘烤2小时,纤维膜进行杂交,在特异性杂交前,纤维膜至少在42 ℃进行6小时的非特异性杂交,然后与含有同位素特异性标记探针的特异性杂交液杂交24小时,经2×SSPE+0.2%SDS清洗后,放射自显影曝光显色。
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    4.WesternBlot法是采用标准的ECL方法进行[4]。Maspin单克隆抗体购自美国的PharMingen公司,稀释比例为1∶200。

    5.免疫组织化学法根据我们以往常规使用的ABC方法进行[5]

    6.将已浓缩100倍的肌上皮细胞HMS-1的CM和不同浓度(1∶100,1∶200,1∶2000)的Maspin单克隆抗体相作用,然后和Immunobeads(购于美国Bio-Rad公司)在37 ℃孵育4小时,高速离心和沉淀,取出上清液,过滤后保存以备用或进行Western Blot。

    结 果

    一、乳腺肌上皮细胞在乳腺正常导管和乳腺原位癌中的分布

    组织学检查发现在正常乳腺导管和乳腺原位癌的周围都有一层完整的乳腺肌上皮细胞,而在乳腺的浸润性癌中,这层肌上皮细胞就发现有缺损和断裂。在免疫组织化学检测中,发现这层肌上皮细胞有高剂量的Maspin蛋白(图1),而该蛋白在乳腺癌细胞中没有表达。
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    图1 免疫组织化学显示(A)在正常乳腺导管组织中肌上皮细胞Maspin染色、(B)乳腺导管内癌(DCIS)中肌上皮细胞Maspin染色 ×250.

    二、肌上皮细胞抑制乳腺癌细胞体外浸润能力

    在Matrigel肿瘤细胞浸润实验中,肌上皮细胞能明显降低ER阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231的浸润能力,其细胞浸润能力仅为对照组的30%。如肌上皮细胞经PMA处理,可明显增加这种抑制细胞浸润能力。同时我们检测肌上皮细胞的CM对MDA-MB-231细胞浸润能力的影响,发现这种CM也能明显抑制上述细胞的浸润能力;经PMA作用的肌上皮细胞CM,其抑制细胞浸润能力要较对照组要强40%。

    三、肌上皮细胞分泌大量的Maspin蛋白,PMA能增加这种蛋白的分泌,Maspin蛋白是一种新近发现的抗癌蛋白[6],我们发现,HMS-1细胞能分泌含量很高的Maspin蛋白,而上皮类的肿瘤细胞均无或仅含有微量的该类蛋白(图2)。但将PMA作用肌上皮细胞后发现,PMA没有引起Maspin mRNA的增加(图3)。放线菌酮抑制实验提示PMA主要是增加了Maspin蛋白从细胞内到细胞外的释放,而不是增加Maspin蛋白的合成(图4)。
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    图2 Western Blot显示Maspin蛋白在肌上皮细胞HMS-1和上皮类肿瘤细胞的表达

    图3 A:PMA对肌上皮细胞HMS-1分泌Maspin蛋白的影响.B:PMA对肌上皮细胞HMS-1 Maspin mRNA表达的影响

    图4 放线菌酮(CHX)对PMA影响HMS-1细胞分泌Maspin蛋白的影响

    四、将去除Maspin蛋白后(图5)的HMS-1CM进行乳腺癌细胞体外浸润能力实验,发现去除Maspin蛋白后的HMS-1CM不再具有抑制乳腺癌细胞体外浸润的能力,从而证明Maspin蛋白在肌上皮细胞抑制乳腺癌细胞体外浸润能力起重要作用。
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    1.1:100 Maspin单抗稀释;2.1∶200 Maspin单抗稀释;

    3.1∶2 000 Maspin单抗稀释;4.无Maspin单抗的阴性对照;

    5.无Maspin单抗,6.1∶2 000 Maspin单抗稀释;7.1∶200

    Maspin单抗稀释;8.为1∶100 Maspin单抗稀释

    图5 Westerb Blot检测Maspin单克隆抗体不同稀释度对HMS-1 CM免疫沉淀的影响

    讨 论

    宿主环境的变化对肿瘤细胞有非常重要的影响,其中局部正常组织对肿瘤细胞具有重要的作用[2]。在乳腺癌中,乳腺肌上皮细胞对乳腺癌的影响并不清楚,也没有得到充分的重视,本研究结果证明,乳腺肌上皮细胞具有抗肿瘤细胞浸润的能力,提示乳腺肌上皮细胞在体内乳腺癌的生长及发展中,可能具有重要的抗癌作用。
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    乳腺肌上皮细胞在体内乳腺癌的生长发展中,具有重要的抗癌作用,研究发现在正常乳腺导管和乳腺原位癌的周围都有一层完整的乳腺肌上皮细胞,肌上皮细胞含有高含量的抗癌蛋白Maspin,并能大量分泌出细胞外。而这种蛋白在乳腺癌细胞中都没有表达。

    Maspin是一新近发现的抗肿瘤蛋白[6],Maspin的表达和肿瘤的恶性程度成负相关,在良性或正常组织中表达,而在恶性组织中不表达[7]。在对其功能的研究中,发现Maspin蛋白的增高能明显抑制肿瘤细胞的生长、浸润和转移。最近Maspin已被发现能抑制肿瘤细胞的细胞移动能力[8]

    在研究乳腺肌上皮细胞抑制乳腺癌细胞浸润能力的机制时,我们发现肌上皮细胞不仅能分泌多种蛋白酶抑制剂,其中最明显的特征是含有大量Maspin蛋白,并能将其大量分泌至细胞外,通过细胞与细胞的作用影响肿瘤细胞的生物学特性。在本研究中,我们发现在乳腺肌上皮细胞抑制乳腺癌细胞浸润能力中,Maspin起着非常重要的作用,这主要表现在PMA能明显增加乳腺肌上皮细胞抑制乳腺癌细胞的浸润能力,而这种增强作用主要伴随PMA能刺激Maspin蛋白分泌至细胞外而增加,PMA的作用主要作用在蛋白水平,而不是在RNA转录水平。放线菌酮抑制实验提示,PMA的作用主要是增加了Maspin蛋白从细胞内到细胞外的释放,而不是增加Maspin蛋白的合成。进一步的免疫沉淀法证实如将肌上皮细胞HMS-1CM中的Maspin蛋白去除,这类HMS-1CM不再具有抑制乳腺癌细胞体外浸润能力,这更直接证明了Maspin蛋白在肌上皮细胞抑制乳腺癌细胞体外浸润能力中起重要作用。
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    参考文献

    1 Cornil I,Theodorescu D, Man S, et al. Fibroblast cell interactions with human melanoma cells affect tumor growth as a function of tumor progression. Proc Natl Acad Sci USA, 1991, 88:6028-6032.

    2 Albini A, Iwamoto K, Kleinman HK, et al. A rapid in vitro assay for quantating the invasive potential of tumor cells. Cancer Res,1987, 47:3239-3245.

    3 Feinberg AP, Vogelstein B. A technique for radiolabeling DNA restriction endonuclease fragments to high specific activity. Anal. Biochem. 1983, 132:6-13.
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    4 Li XS, Rishi AK, Shao ZM, et al. Posttranscriptional regulation of p21WAF1/CIP1 expression in human breast carcinoma cells. Cancer Res. 1996, 56:5055-5062.

    5 Jiang M, Shao ZM, Yu LM, et al. p21/WAF1/CIP1 and MDM2 gene expression in human breast carcinoma patients as related to prognosis. Int J Cancer. 1997, 74:529-534.

    6 Zou Z, Anisowicz A, Hendrix MJ, et al. Maspin, a serpin with tumor suppressing activity in human mammary epithelial cells. Science,1994, 265:526-529.
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    7 Sheng S, Pemberton PA, Sager R. Production purification and characterization of recombinant maspin protein. J Biol Chem. 1994, 269:30988-30993.

    8 Sheng S, Carey J, Seftor EA, et al. Maspin acts at the cell membrane to inhibit invasion and motility of mammary and prostatic cancer cells. Proc Natl Acad Sci USA, 1996, 93:11669-11674.

    (收稿:1998-03-14 修回:1998-12-18), http://www.100md.com