维生素C如何抑制三阴性乳腺癌细胞转移?
三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)是一种侵袭性癌症,它的发病率占所有乳腺癌类型的10.0%-20.8%,其癌细胞转移至内脏和骨髓中的几率较高,这也是导致患者死亡率较高的主要原因。目前对三阴性乳腺癌的治疗手段多采用化疗等方法,但预后效果较差。
经过近期大量动物实验研究发现,使用维生素C(VC)能够有效地抑制TNBC细胞的转移,然而对于VC如何抑制其癌细胞转移的机理还有待验证。
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VC是如何阻止癌细胞转移的呢?
VC是通过降低低氧诱导因子1α(HIF-1α)水平来阻止癌细胞转移的——这是目前针对这一机理较为流行的推测。HIF-1α是调控癌细胞转移的一种重要蛋白,而VC通过辅助HIF脯氨酰羟化酶来降解HIF-1α,因此服用或者注射VC能够有效地控制TNBC细胞的转移。
为了验证这一猜想,来自美国迈阿密大学米勒医学院的Liping Gan教授及其团队做了大量的细胞实验以及分子生物信息学分析,并将结果发表在了Nutrients期刊上。数据结果显示VC并非是通过调节HIF-1α水平来抑制TNBC癌细胞的转移,其发挥作用的真正途径是调节Hippo信号通路中SYNPO2基因和转录因子YAP1的表达。这一结果一经发表,就引起了广泛的关注。
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如何验证VC阻止癌细胞转移呢?
Liping Gan教授等将乳腺癌细胞株MDA-MB-231和BT-549分别用不同浓度的VC(分别为0,50,100 um)预处理三天,之后移植到入侵室中培养两天,结果从成像和细胞数量上来看经VC处理的癌细胞株的入侵能力明显降低(如图1所示[1]),并且对MDA-MB-231来说100 um VC的作用效果显著高于50 um。
图1. 维生素C(VC)阻断三叉阴性乳腺癌细胞入侵和迁移。(A,B)分别以成像和细胞数量显示VC能抑制MDA-MB-231和BT-549的入侵;(C,D)分别以成像和细胞数量显示VC能减缓MDA-MB-231和BT-549的入侵。
之后,Liping Gan等发现虽然经过VC处理后MDA-MB-231细胞的HIF-1α的转录水平显著提高了大约1.5倍,但HIF-1α蛋白含量并没有显著的变化(p > 0.05)如图2所示 [1]。这一结果表明经VC处理后,HIF-1α蛋白的含量并未受到显著影响,也就意味着HIF-1α并不是参与调解TNBC转移的关键因子。
图2.VC处理后HIF-1α蛋白含量没有发生显著变化。(A)荧光定量逆转录聚合酶链反应显示VC处理后HIF-1α RNA的数量显著增加;(B,C,D)免疫印迹,蛋白半定量,萤光免疫检验法显示VC处理后HIF-1α蛋白含量没有显著变化。
既然HIF-1α并不是参与TNBC细胞迁移的主要因子,就肯定存在其他的基因参与这一调控过程。我们已知的SYNPO2是具有调节细胞转移功能的基因,为了进一步验证这一想法,Liping Gan等测量了VC处理后MDA-MB-231细胞中SYNPO2的水平。结果显示经VC处理后SYNPO2表达量显著上调,并且SYNPO2蛋白含量也显著提高,如图3所示[3]。因此这一结果表明VC通过上调SYNPO2基因的表达来抑制TNBC细胞的迁移。
图3. VC上调SYNPO2基因的表达。(A)VC处理后MDA-MB-231细胞中SYNPO2 RNA含量显著升高;(B,C)萤光免疫检验法和蛋白半定量结果显示VC处理后MDA-MB-231细胞中SYNPO2蛋白含量显著升高。
在这里要解释的是,SYNPO2是通过抑制转录调节器YAP1的活性来实现抑制细胞迁移的,而YAP1是Hippo信号通路中一个关键的调节器,它用于调节细胞的黏附和转移。Liping Gan等人为了验证这一理论,观察并测量了VC处理组的YAP1表达量和YAP1蛋白含量,结果显示在MDA-MB-231细胞中两者都显著降低,如图4所示 [1]。
图4. VC处理下调YAP1基因的表达。(A)荧光定量逆转录聚合酶链反应显示VC处理后YAP1的表达量显著降低;(B,C,D)免疫印迹,蛋白半定量,萤光免疫检验法显示VC处理后YAP1蛋白含量显著降低。
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总结
总而言之,VC并非通过降低HIF-1的水平来抑制三阴性乳腺癌细胞转移,反倒更像是通过调节Hippo信号通路中YAP1和SYNPO2基因的表达来实现的。Liping Gan等人的实验向我们阐明了VC抑制三阴性乳腺癌细胞转移的可靠途径,并且为预防和治疗TNBC提供了重要的理论依据。
在此小编温馨提示大家,人体并不能直接合成VC,所以大家要多多从食物中补充哦。
原文出自Nutrients期刊文章
Gan, L.; Camarena, V.; Mustafi, S.; Wang, G. Vitamin C Inhibits Triple-Negative Breast Cancer Metastasis by Affecting the Expression of YAP1 and Synaptopodin 2. Nutrients 2019, 11, 2997.
Nutrients (ISSN 2072-6643, IF 4.171)是一个国际型开放获取期刊。期刊主题涵盖人类营养问题的各个方面。Nutrients采取单盲同行评审,一审周期约为16.7天,文章从接收到发表仅需3.8天。
[1]Rankin, E.B.; Giaccia, A.J. Hypoxic control of metastasis. Science 2016, 352, 175–180.
*文中部分图片来源于网络
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