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原文
bioRxiv 预印本· Thomas, N., Sun, N.-Y., Cherian, M. ·· 1 天前评分46

雌二醇调控ER+乳腺癌细胞对拓扑异构酶II靶向药物的细胞毒性反应

Estradiol Modulates Cytotoxic Responses to Topoisomerase II Targeting Agents in Estrogen Receptor Positive Breast Cancer Cells

导读

雌二醇(E2)在T47D和MCF-7 ER+乳腺癌细胞中以浓度依赖方式诱导细胞死亡,并增强阿霉素(TOP2毒剂)的细胞毒性。催化型TOP2抑制剂T638单独使用时降低细胞活力,但将E2的细胞毒效应削弱约7.6倍。上述相反效应提示E2通过TOP2介导的DNA双链断裂发挥杀伤作用。

深度解读

雌激素受体阳性(ER+)乳腺癌的治疗以内分泌为主线,而雌二醇(E2)长期以来被视为促增殖信号:全基因组表达谱显示,E2在MCF-7细胞中上调survivin、多种生长因子和细胞周期进程基因,同时下调Mad4、JunB及若干抗增殖、促凋亡基因,整体偏向促增殖的转录程序[4];在致癌层面,E2的16α-羟化代谢物16α-OHE1还可诱发类似化学致癌物的基因毒性DNA损伤与异常增生[1]。矛盾的是,撤除雌激素会经由内质网BIK途径诱导凋亡,而GRP78/BiP与BIK结合又能保护细胞免于这种雌激素剥夺性凋亡[3];经长期雌激素剥夺筛选的细胞系对17β-雌二醇的敏感性也表现各异[2]。高剂量E2能以ER依赖方式杀死ER+乳腺癌细胞虽是公认现象,其机制却一直未阐明。鉴于近期证据提示E2驱动的ERα依赖转录需借助TOP2介导的DNA双链断裂,本研究追问两点:E2的细胞毒是否依赖TOP2切割?E2信号是否改变ER+细胞对TOP2药物的敏感性?

作者在T47D和MCF-7两株ER+细胞中,以E2、TOP2毒剂多柔比星和催化性抑制剂T638(阻断TOP2介导的DNA切割)单独及联合处理72小时,由剂量-反应曲线计算IC50。结果显示:E2增强了两株细胞中多柔比星的效力;E2单药呈浓度依赖性细胞毒;T638单独使用可降低存活,却使E2的杀伤效应减弱约7.6倍。

这一相反方向的调制构成了关键推论:E2使细胞对TOP2毒剂增敏,而阻断TOP2切割则削弱E2的细胞毒,两种效应共同指向E2经由TOP2依赖性DNA断裂发挥作用,为高剂量E2的“促死亡悖论”提供了可药靶的解释,也提示激素状态可能影响蒽环类药物疗效。该框架与ER信号参与DNA损伤应答调控的既有线索相呼应——胡椒碱即被证实通过ER-α调控关键NHEJ修复蛋白DNA-PK使乳腺癌细胞对放疗增敏[5];2021年一项同行评审研究亦显示雌二醇增加TOP2β介导DNA断裂的风险,且此类断裂主要经由转录依赖过程发生[6]。

不过,本研究仅基于两株细胞的体外72小时活力测定,结论属于药理学上的一致性而非因果的直接证明;生理与药理浓度E2的区别、对TOP2α与β同工酶的区分,以及联合策略在体内和临床的可行性,仍有待后续工作回答。

来源:bioRxiv 预印本

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