三维培养模型研究雄激素受体通路在三阴性乳腺癌增殖和转移中的分子机制

Androgen receptor (AR) positively expresses in more than 50% cases of triple negative breast cancer (TNBC), and positive immunostaining is correlated with higher Ki67 index, lymph-vascular invasion and poorer prognostic. Therefore, AR pathway is proposed as hotspot of therapeutic targets for TNBC. The activation of AR pathway depends on the binding with androgens. However, the concentration of androgens in plasma of AR+TNBC patients as well as the expression status of androgen synthetic enzymes within AR+TNBC tissue are almost unknown. It is also uncertain that which genes are androgen responsive genes involved in cell proliferation and metastasis. Hence, this study will 1) investigate the expression pattern of androgens synthetic enzymes in AR+TNBC tissue as well as the concentration of androgens in plasma; 2) by three-dimensional cell culture model, the cell proliferation and metastasis of AR+TNBC cell lines under different activation and expression status of AR will be compared; 3) the downstream androgen responsive genes will also be discovered by Nano-String Digital Expression assay and be validated by CHIP-IP. Thus, the biological function and therapeutic value of androgen receptor pathway in TNBC is carefully studied from pre-receptor, receptor and post-receptor levels.

雄激素受体在三阴性乳腺癌中的阳性表达率达50%以上，且受体阳性肿瘤具有更高的增殖指数、淋巴结和血管的浸润以及更差的预后。因此，雄激素受体成为当前三阴性乳腺癌靶向治疗的研究热点。雄激素受体主要依赖配体雄激素的结合而活化。但是受体阳性患者血液中雄激素的浓度以及肿瘤组织中雄激素合成酶的表达特征尚无研究报道；此外，参与肿瘤细胞增殖和转移的基因中有哪些是雄激素反应性基因仍不明确。因此，本研究将1）检测受体阳性患者肿瘤组织中雄激素合成酶的表达以及血液中雄激素的水平，结合Oncomine肿瘤基因组数据库进行验证；2）借助三维培养模型，通过调节雄激素受体的表达及活化状态，研究雄激素受体通路对三阴性乳腺癌细胞增殖和转移的作用；3）使用Nano-string基因表达谱分析结合CHIP-IP，发现并验证有功能及治疗意义的雄激素反应性基因。从受体前、受体、受体后水平阐明雄激素信号通路在三阴性乳腺癌中的生物功能。

三阴性乳腺癌(Triple Negative Breast Cancer,TNBC)是一类组织异质性强、临床预后差、且缺乏有效内分泌治疗及靶向治疗策略的乳腺癌亚型。因此，针对治疗靶点的研究，是目前的热点和难点问题。由于雄激素受体(Androgen receptor,AR)在TNBC中有较高的阳性表达率，因此研究者建议对AR阳性TNBC进行抗AR内分泌治疗。尽管已有部分临床试验正在进行，但是针对AR在TNBC中的细胞及分子机制仍有很多问题尚不明确。因此，本研究采用生物信息学挖掘、细胞学实验以及临床样本分析的综合方法，对AR在TNBC中的分子机制进行以下三个层次的阐释：.1) 受体前水平: 结合TCGA数据库及免疫组化分析, 阐释了AR+TNBC肿瘤组织中雄激素合成酶的定性、定量、定位特点。结果显示：在AR+TNBC中，雄激素可以通过经典及补充合成途径生成。其中经典合成代谢酶(AKR1C3,SRD5A1)及补充合成代谢酶(HSD17B6)呈高水平表达。高表达跟组织分化及增值(Ki67)成高度相关。提示，上述激素合成酶高表达有可能维持AR+TNBC 瘤内高水平雄激素，进而促进AR阳性肿瘤细胞增殖及分化。.2) 受体水平：结合TCGA数据库及免疫组化分析，证实了AR在TNBC中的表达异质性。结果显示：TNBC组织中，AR的免疫组化阳性率依照cutoff值不同(CAP标准>1%为阳性；CLIA标准>10%为阳性)，在10%~50%之间。AR强表达(IHC>10%, mRNA>10FC)的TNBC组织ki67指数相对较低。但AR弱表达(1%<IHC<10%, mRNA<10FC)的TNBC组织Ki67指数相对较高。提示，AR+TNBC依据AR表达程度的强弱，存在细胞增殖的表型差异。.3) 受体后水平：本研究通过GEO数据分析及细胞学实验，阐释了AR在促进TNBC细胞增殖中的不同功能。结果显示：TNBC细胞系中AR的表达强度亦存在差异，且DHT介导AR活化后，不同细胞表现出差异的细胞增殖表型及转录组特点。提示，AR在不同类型的TNBC中，依据AR的表达特点，存在不同的生物学功能。.依据上述实验结果，提示雄激素受体不能作为TNBC的独立预测标志物，必须结合TNBC的组织特点及其他分子标志物，做出更精准的判断。