三氧化二砷通过IKKβ/FoxO3a信号通路抑制肿瘤血管生成的抗乳腺癌作用及机制研究

At present, the underlying mechanism of tumor angiogenesis inhibited by As2O3 remains unclear. Researches have indicated that the nuclear transcription factor FoxO3a as a new anti-oncogene can regulate tumor angiogenesis and perform a primary role in the inhibition of breast cancer development. The activity of FoxO3a in breast cancer can be negatively regulated by IKKβ, but whether or not IKKβ/FoxO3a contributes to the angiogenesis within breast cancer has not been reported yet. As2O3 can block the activity of IKKβ according to our previous studies. The results demonstrate that through inhibiting IKKβ, As2O3 may enhance the activity of FoxO3a and prevent the angiogenesis within breast cancer, to block breast cancer growth. Based on the above findings, this present study will investigate at whole animal, cellular and molecular levels with the IKKβ/FoxO3a signaling pathway at a starting point and adopt techniques including Lentiviral-mediated RNA interference and conditional gene knockout mouse models. This study is intended to confirm IKKβ/FOxO3a involvement in the regulation of tumor angiogenesis and explain the IKKβ/FoxO3a based molecular mechanism of As2O3 to inhibit tumor angiogensis. It will further provide scientific supporting for the role of IKKβ/FoxO3a as a new biological marker and pharmaceutical target in the anti-breast cancer field and theoretical and experimental evidence for the use of As2O3 in clinical anti-breast cancer treatment.

As2O3抑制肿瘤血管生成，但调控机制尚不明了。研究表明，核转录因子FoxO3a作为一种新的抑癌分子，调控肿瘤血管生成，在抑制乳腺癌发生发展中起到重要作用；而IKKβ可负性调节乳腺癌中FoxO3a活性。但IKKβ/FoxO3a是否参与乳腺癌血管生成的研究未见报道。本课题组前期研究发现As2O3可抑制IKKβ活性，提示As2O3可能通过抑制IKKβ使FoxO3a活性增加，阻断乳腺癌肿瘤血管生成，继而抑制乳腺癌生长。据此，本项目从整体动物、细胞和分子水平，以IKKβ/FoxO3a信号通路为切入点，运用慢病毒干扰、条件性基因剔除小鼠等技术，证实IKKβ/FoxO3a参与调控肿瘤血管生成，阐明As2O3基于IKKβ/FoxO3a的抑制肿瘤血管生成的分子机制，为IKKβ/FoxO3a作为抗乳腺癌领域的新的生物学标志和药物作用靶点提供科学依据，为As2O3在乳腺癌领域的临床应用提供理论依据和实验支持。

乳腺癌是威胁女性健康的常见肿瘤，其发病率与死亡率均常年处于高位。乳腺癌的发生发展是一个复杂的过程，而肿瘤新生血管的生成是其中一个重要因素。三氧化二砷是一个传统中药，目前已用于部分肿瘤的治疗。研究表明三氧化二砷可以抑制肿瘤血管生成，但是具体机制目前尚不明确。本项目使用三氧化二砷处理人脐静脉血管内皮细胞HUVECs，之后通过CCK-8实验检测细胞增殖，Annexin-V实验检测细胞凋亡，划痕实验检测细胞迁移，小管形成实验检测细胞血管生成能力，并进一步通过western blot、免疫荧光实验检测了IKK-β /FoxO3a等蛋白的表达与定位，最后通过构建血管内皮细胞中FoxO3a缺失小鼠模型在体内研究三氧化二砷通过FoxO3a抑制肿瘤血管生成的作用。我们的研究结果证实三氧化二砷可以通过抑制HUVECs增殖，促进其凋亡从而抑制其形成血管。进一步的研究表明三氧化二砷通过抑制IKK-β的表达降低FoxO3a的磷酸化水平，从而上调FoxO3a蛋白表达可能是其潜在的机制。小鼠体内的实验结果也证实三氧化二砷可以通过抑制肿瘤血管生成抑制肿瘤生长，而敲除FoxO3a则会减弱这种抑制效果，提示FoxO3a是三氧化二砷发挥抑癌功能的重要的效应分子。本项目为三氧化二砷的抗乳腺癌临床应用提供了理论依据和实验基础，为将IKK-β/FoxO3a作为抗乳腺癌领域新的生物学标志和药物作用靶点提供了科学依据。