氧化壓力誘導生長抑制蛋白OSGIN1在二十二碳六烯酸調控人類乳癌細胞凋亡、自噬作用中扮演之角色

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Title:	氧化壓力誘導生長抑制蛋白OSGIN1在二十二碳六烯酸調控人類乳癌細胞凋亡、自噬作用中扮演之角色 The Role of Oxidative Stress- Induced Growth Inhibitor 1 (OSGIN1) in the Regulation of Apoptosis and Autophagy by Docosahexaenoic Acid in Human Breast Cancer Cells
Authors:	蔡佳翰 Chia-Han Tsai
Contributors:	健康管理學院:營養學系;李健群(Chien-Chun Li)
Keywords:	氧化壓力誘導生長抑制蛋白;二十二碳六烯酸;細胞凋亡;自噬作用;順鉑 OSGIN1;DHA;apoptosis;autophagy;cisplatin
Date:	2021-07-01
Issue Date:	2022-08-01T09:10:30Z (UTC)
Abstract:	乳癌是全球女性最常見的癌症，在台灣女性中，所有癌症罹患率排第3位。依照不同基因圖譜表現，分類為luminal A、luminal B、HER2+/ER-、basal-like和normal-like等不同亞型。表現不同類型的受體乳腺癌在預後和治療反應方面存在明顯差異。氧化壓力誘導生長抑制蛋白(Oxidative stress induced growth inhibitor 1, OSGIN1)，是著名的抑癌蛋白，被認為是治療癌症的目標之一。相較於非腫瘤組織的OSGIN1高表現，人類乳腺癌、腎癌和肝細胞惡性腫瘤組織的OSGIN1表現量低。已知誘導OSGIN1表現可促進癌細胞凋亡與抑制癌細胞增生，然而缺乏OSGIN1蛋白將加速腫瘤生長。乳癌的發生與進展與基因、飲食和日常生活方式息息相關。高熱量、高糖、高飽和脂肪飲食，和低-3脂肪酸、抗氧化維生素與膳食纖維攝取與乳癌發生呈現正相關。OSGIN1已被證實可誘發細胞凋亡及自噬作用，OSGIN1是否在-3和-6多元不飽和脂肪酸可以被誘發，及誘發後影響癌細胞凋亡和自噬作用中扮演之角色，仍不清楚。因此，本實驗利用MCF-7與Hs578T人類乳癌細胞比較-3和-6多元不飽和脂肪酸對OSGIN1表現之影響可能作用機制，再進一步釐清OSGIN1在DHA調控乳癌細胞凋亡中及自噬作用中的角色，最後，測試OSGIN1大量表現是否可增強化療藥物-順鉑(Cisplatin)的功效，以改善乳癌預後。本研究發現，在眾多多元不飽和脂肪酸中，僅有二十二碳六烯酸(DHA)可顯著誘發OSGIN1蛋白質表現，這暗示著OSGIN1可能參與DHA抗乳癌效應。DHA可誘發活性氧生成及Nrf2核內累積。Nrf2 knockdown減弱DHA誘導的OSGIN1表達。預處理N-acetyl-L-cysteine降低DHA 誘導的Akt磷酸化、Nrf2核內累積和OSGIN1的表達。DHA可增加Bax/Bcl-2比率、粒線體OSGIN1和p53累積及細胞色素c的釋放，而 OSGIN1 knockdown後則減弱這些效應。結果說明DHA可能透過ROS介導的PI3K/Akt/Nrf2訊號誘發OSGIN1表現，進而促進乳腺癌細胞凋亡。目前已知 DHA 可調節癌細胞中的自噬作用。我們將進一步探討OSGIN1是否參與了乳腺癌細胞中DHA對自噬作用的調節與其可能機制。結果發現，DHA上調 OSGIN1、LC3-II 和 SQSTM1/p62的蛋白質表達，而mTOR與p-mTORS2448的表達下降。在GFP/RFP-LC3螢光染色中我們看到，DHA處理下，自噬作用的信號表現與DHA劑量呈依賴性增加。接著用OSGIN1過表達來模擬DHA處理，也證明LC3-II和GFP/RFP-LC3信號以及p-AMPKαT172和p-RaptorS792的表達顯著增加，而mTOR、p-mTORS2448和p-ULK1S757 表達降低。此外，OSGIN1過表達造成OSGIN1在線粒體積累與粒線體ROS增加，隨後增加了p-AMPKαT172和p-RaptorS792的表達。用粒線體 ROS的抑制劑Mito-TEMPO預處理後，這些結果被逆轉。總之，這些結果表明 DHA 可以通過激活p-AMPKαT172/p-Raptor S792和失活p-mTORS2448/p-ULK1Ser757信號通路，短暫提高線粒體中ROS產生並促進自噬小體的形成，這些影響透過OSGIN1蛋白調控在MCF-7 細胞中。最後，我們進一步結果發現，高表達OSGIN1在乳腺癌細胞中，會通過提高細胞內ROS產生和膜電位的破壞，以及誘導裂解caspase 3/7和PARP，來增強順鉑的細胞毒性，進而增加MCF-7和Hs578T細胞凋亡。總結，DHA部分通過 PI3K/Akt/Nrf2信號路徑活化上調OSGIN1表達，進而誘導的乳腺癌細胞凋亡和不完全自噬，以及OSGIN1的誘導可能增強乳腺癌細胞的化學敏感性。
URI:	https://etds.csmu.edu.tw/ETDS/Home/Detail/U0003-0709202120584400 https://dx.doi.org/10.6834/csmu202100248 https://hdl.handle.net/11296/z8d4wj https://ir.csmu.edu.tw:8080/handle/310902500/23060
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