基于蛋白质组学分析色胺酮抑制小鼠乳腺癌的作用机制

曾庆芳; 罗才荣; 张晓燕; 梁妍; 沈祥春; 陶玲; 周威

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20201161

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基于蛋白质组学分析色胺酮抑制小鼠乳腺癌的作用机制

药物代谢 | 更新时间：2020-12-10

- 基于蛋白质组学分析色胺酮抑制小鼠乳腺癌的作用机制
- Investigation of Mechanism of Tryptanthrin Inhibiting Breast Cancer in Mice Based on Proteomics
- 中国实验方剂学杂志 2020年26卷第21期页码：173-180
- 作者机构：
  
  贵州医科大学药学院，天然药物资源优效利用重点实验室，贵阳 550025
- 作者简介：
  
  曾庆芳，在读硕士，从事抗肿瘤药理与药物研究，E-mail：614179539@qq.com
  * 陶玲，教授，从事药物新剂型与新技术研究，E-mail：649511230@qq.com； *
  周威，教授，博士，从事抗肿瘤药物研究与开发，E-mail：drwzhou@126.com
- 基金信息：
  
  贵州医科大学本科教学内容和课程体系改革项目(JG201960);贵州省大学生创新创业计划项目(201510660024;S202010660006)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20201161
  中图分类号： R22;Q51;R28;Q2;R96
- 收稿日期：2020-01-07，
  
  网络出版日期：2020-03-26，
  
  纸质出版日期：2020-11-05
- 稿件说明：
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曾庆芳,罗才荣,张晓燕等.基于蛋白质组学分析色胺酮抑制小鼠乳腺癌的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2020,26(21):173-180.

ZENG Qing-fang,LUO Cai-rong,ZHANG Xiao-yan,et al.Investigation of Mechanism of Tryptanthrin Inhibiting Breast Cancer in Mice Based on Proteomics[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2020,26(21):173-180.
曾庆芳,罗才荣,张晓燕等.基于蛋白质组学分析色胺酮抑制小鼠乳腺癌的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2020,26(21):173-180. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20201161.

ZENG Qing-fang,LUO Cai-rong,ZHANG Xiao-yan,et al.Investigation of Mechanism of Tryptanthrin Inhibiting Breast Cancer in Mice Based on Proteomics[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2020,26(21):173-180. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20201161.

摘要

目的

采用非标记定量（Label-free）蛋白质组学技术研究色胺酮抗小鼠体内乳腺癌的作用机制。

方法

采用超高效液相色谱-质谱联用技术检测色胺酮抗小鼠乳腺癌的表达蛋白，选择Ionoptics nano UPLC C

色谱柱（0.075 mm×250 mm，1.6 μm），流动相0.1%甲酸水溶液-0.1%甲酸乙腈溶液梯度洗脱，正离子模式，扫描范围

100~1 700，使用MaxQuant 1.6.5.0进行数据库检索。采用Label-free高分辨质谱的蛋白质组学技术筛选4T1乳腺癌小鼠模型组与色胺酮（100 mg·kg

-1

）口服给药组之间的差异表达蛋白，进行色胺酮抗乳腺癌的蛋白质组学研究。

结果

共鉴定出3 997个蛋白质，其中有2 911个蛋白可定量。模型组与色胺酮组共750个差异表达蛋白，其中286个蛋白上调，464个蛋白下调。基因本体分析表明，这些差异表达蛋白主要参与增殖、细胞迁移、凋亡、免疫、血管生成和炎症调节等生物学过程。京都基因与基因组百科全书通路分析进一步表明，这些蛋白主要集中于T细胞受体，B细胞受体，Toll样受体，核转录因子-

B（NF-

B），Ras蛋白，白细胞介素-17，肿瘤坏死因子，磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K-Akt）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等信号通路。

结论

与色胺酮抗4T1乳腺癌作用密切相关的差异表达蛋白包括上调蛋白白细胞分化抗原14（CD14），前列腺素G/H合酶2（PTGS2），泛素蛋白连接酶E3和下调蛋白CD44，70 kDa热休克蛋白1A（HSPA1A），巨噬细胞移动抑制因子（MIF），NF-

B，核糖体蛋白S6激酶

-4（RPS6KA4）和高迁移率族蛋白B1（HMGB1），提示色胺酮主要通过调节肿瘤炎症微环境来达到抑制小鼠乳腺癌的作用。

Abstract

Objective

A systematical study on the anti-breast cancer mechanism of tryptanthrin in breast cancer-bearing mice was done by Label-free proteomics.

Method

UPLC-MS was used to detect the expressed-proteins of tryptanthrin inhibiting breast cancer in mice， chromatographic separation was achieved on the Ionoptics nano UPLC C

column （0.075 mm×250 mm， 1.6 μm）， and gradient elution was performed with 0.1% formic acid aqueous solution-0.1% formic acid acetonitrile solution as mobile phase. Data acquisition was carried out in electrospray ionization （ESI） under the positive ion mode， the scanning range was

100-1 700， MaxQuant 1.6.5.0 was used for database retrieval. Label-free proteomics with high resolution mass spectrometry was used to screen differentially expressed proteins between the model group of 4T1 breast cancer mice and oral administration group of tryptanthrin （100 mg·kg

-1

）. The proteomics of tryptanthrin against breast cancer was carried out.

Result

A total of 3 997 proteins were identified in this proteomics research， and 2 911 proteins were quantifiable. A total of 750 differentially expressed proteins were identified between the model group and the tryptanthrin group， 286 proteins were up-regulated and 464 proteins were down-regulated. Gene ontology analysis showed that these differentially expressed proteins were mainly involved in biological processes of proliferation， cell migration， apoptosis， immunity， angiogenesis， inflammatory regulation， etc. Kyoto encyclopedia of genes and genomes pathway analysis further indicated that these proteins were mainly concentrated in T cell receptors， B cell receptors， Toll-like receptors， nuclear transcription factor-

B （NF-

B）， Ras proteins， interleukin-17， tumor necrosis factor， phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B （PI3K-Akt）， mitogen-activated protein kinase （MAPK） and other signaling pathways.

Conclusion

The differentially expressed proteins closely related to anti-breast cancer effect of tryptanthrin on 4T1 breast cancer mice are effectively screened out， including up-regulating proteins of leukocyte differentiation antigen 14 （CD14）， prostaglandin G/H synthase 2 （PTGS2）， E3 ubiquitin-protein ligase and down-regulating proteins of CD44， heat shock 70 kDa protein 1A （HSPA1A）， macrophage migration inhibitory factor （MIF）， NF-

B， ribosomal protein S6 kinase alpha-4 （RPS6KA4） and high mobility group protein B1 （HMGB1）. These findings suggest that tryptanthrin can inhibit breast cancer in mice mainly through regulating tumor inflammatory microenvironment.

关键词

Keywords

references

CADET M J . Comparing the various breast cancer screening guidelines ［J］. J Nurse Pract ， 2019 ， 15 （ 8 ）： 574 - 578 .

CARDOSO F ， FALLOWFIELD L ， COSTA A ， et al . Locally recurrent or metastatic breast cancer：ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis，treatment and follow-up ［J］. Ann Oncol ， 2011 ， 22 （ Suppl 6 ）： v15 - v19 .

周威，曾庆芳， LAI D ，等 . 色胺酮通过丝裂原活化蛋白激酶信号通路对人乳腺癌MCF-7细胞增殖的影响［J］. 中国药学杂志， 2019 ， 54 （ 9 ）： 693 - 698 .

MIAH S ， BANKS C A ， ADAMS M K ， et al . Advancement of mass spectrometry-based proteomics technologies to explore triple negative breast cancer ［J］. Mol Biosyst ， 2016 ， 13 （ 1 ）： 42 - 55 .

MARDAMSHINA M ， GEIGER T . Next-generation proteomics and its application to clinical breast cancer research ［J］. Am J Pathol ， 2017 ， 187 （ 10 ）： 2175 - 2184 .

LIU W H ， YUAN J B ， CHANG J X . Label-free quantitative proteomics for investigation of signaling pathways of GATA6 regulating trastuzumab resistance in gastric cancer cells ［J］. Chin J Anal Chem ， 2020 ， 48 （ 2 ）： 187 - 196 .

杨晓伟，张银环，段飞鹏，等 . 基于Lable-free蛋白质组学技术研究大黄素致大鼠肝损伤作用机制［J］. 世界中医药， 2019 ， 14 （ 2 ）： 320 - 325 .

WANG Z H ， KIM U ， JIAO Y T ， et al . Quantitative proteomics combined with affinity MS revealed the molecular mechanism of ginsenoside antitumor effects ［J］. J Proteome Res ， 2019 ， 18 （ 5 ）： 2100 - 2108 .

LAGOUTTE R ， SERBA C ， ABEGG D ， et al . Divergent synthesis and identification of the cellular targets of deoxyelephantopins ［J］. Nat Commun ， 2016 ， 7 ： 12470 .

MARKOSYAN N ， LI J Y ， SUN Y H ， et al . Tumor cell-intrinsic EPHA2 suppresses antitumor immunity by regulating PTGS2 （COX-2）［J］. J Clin Invest ， 2019 ， 130 （ 9 ）： 3594 - 3609 .

谢少利，刘家有，王碧娟，等 . 泛素蛋白连接酶E3A在乳腺癌细胞中作用的蛋白质组学与生物信息学分析［J］. 中国普通外科志， 2019 ， 28 （ 5 ）： 590 - 596 .

王倩，劳淑贞，朴金松，等 . 乳腺良恶性肿瘤组织中CD44的表达及其与淋巴管生成的关系［J］. 现代检验医学杂志， 2018 ， 33 （ 4 ）： 16 - 19 .

OUHTIT A ， RIZEQ B ， SALEH H A ， et al . Novel CD44-downstream signaling pathways mediating breast tumor invasion ［J］. Int J Biol Sci ， 2018 ， 14 （ 13 ）： 1782 - 1790 .

STRATI A ， NIKOLAOU M ， GEORGOULIAS V ， et al . Prognostic significance of TWIST 1， CD 24， CD 44，and ALDH 1 transcript quantification in EpCAM-Positive circulating tumor cells from early stage breast cancer patients ［J］. Cells ， 2019 ， 8 （ 7 ）： 652 .

KURAMITSU Y ， TOMINAGA W ， BARON B ， et al . 106p Proteomic analysis showed heat shock 70 kDa protein and 78 kDa glucose-regulated protein were upregulated in human malignant pleural mesothelioma cells ［J］. Lung Cancer ， 2013 ， 80 （ 1 ）： S46 - S48 .

RICHARD V ， KINDT N ， SAUSSEZ S . Macrophage migration inhibitory factor involvement in breast cancer （Review）［J］. Int J Oncol ， 2015 ， 47 （ 5 ）： 1627 - 1633 .

NICOLINI A ， FERRARI P ， DIODATI L ， et al . Alterations of signaling pathways related to the immune system in breast cancer：new perspectives in patient management ［J］. Int J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 9 ）： 2733 .

PARK Y H . The nuclear factor-kappa B pathway and response to treatment in breast cancer ［J］. Pharmacogenomics ， 2017 ， 18 （ 18 ）： 1697 - 1709 .

包立豪，房林 . NF- κ B信号通路在乳腺癌发生及发展中作用的研究进展［J］. 同济大学学报：医学版， 2017 ， 38 （ 3 ）： 128 - 132 .

WIGGIN G R ， SOLOAGA A ， FOSTER J M ， et al . MSK1 and MSK2 are required for the mitogen-and stress-induced phosphorylation of CREB and ATF1 in fibroblasts ［J］. Mol Cell Biol ， 2002 ， 22 （ 8 ）： 2871 - 2881 .

WU Y L ， LI H M ， WANG H ， et al . MSK2 promotes proliferation and tumor formation in squamous cervical cancer via PAX8/RB-E2F1/cyclin A2 axis ［J］. J Cell Biochem ， 2019 ， 120 （ 7 ）： 11432 - 11440 .

MITOLA S ， BELLERI M ， URBINATI C ， et al . Cutting edge：extracellular high mobility group box-1 protein is a proangiogenic cytokine ［J］. J Immunol ， 2006 ， 176 （ 1 ）： 12 - 15 .

CHANG H N ， HUANG S T ， YEH Y C ， et al . Indigo naturalis and its component tryptanthrin exert anti-angiogenic effect by arresting cell cycle and inhibiting Akt and FAK signaling in human vascular endothelial cells ［J］. J Ethnopharmacol ， 2015 ， 174 ： 474 - 481 .

LEE S J ， KIM D C ， BAEK H Y ， et al . Anti-neuroinflammatory effects of tryptanthrin from Polygonum tinctorium Lour. in lipopolysaccharide-stimulated BV2 microglial cells ［J］. Arch Pharm Res ， 2018 ， 41 （ 4 ）： 419 - 430 .

WANG L C ， WEI W H ， ZHANG X W ， et al . An integrated proteomics and bioinformatics approach reveals the anti-inflammatory mechanism of carnosic acid ［J］. Front Pharmacol ， 2018 ， 9 ： 370 .

ZHANG X Y ， XIA J ， ZHANG W J ， et al . Study on pharmacokinetics and tissue distribution of single dose oral tryptanthrin in Kunming mice by validated reversed-phase high-performance liquid chromatography with ultraviolet detection ［J］. Integr Med Res ， 2017 ， 6 （ 3 ）： 269 - 279 .

ZHAO J ， HE D H ， SU Y L ， et al . Lysophosphatidic acid receptor 1 modulates lipopolysaccharide-induced inﬂammation in alveolar epithelial cells and murine lungs ［J］. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol ， 2011 ， 301 （ 4 ）： L547 - L556 .

王书奎，王自正，夏伟，等 . 乳腺癌100例患者肿瘤组织CD14 ＋和CD8 ＋ /CD28 ＋细胞的检测［J］. 南京医科大学学报， 2002 ， 22 （ 5 ）： 442 - 443 .

AL-OTHMAN N ， ALHENDI A ， IHBAISHA M ， et al . Role of CD44 in breast cancer ［J］. Breast Dis ， 2020 ， 39 （ 1 ）： 1 - 13 .

ROTHAMMER A ， SAGE E K ， WERNER C ， et al . Increased heat shock protein 70 （Hsp70） serum levels and low NK cell counts after radiotherapy-potential markers for predicting breast cancer recurrence？［J］. Radiat Oncol ， 2019 ， 14 （ 1 ）： 78 .

AVALOS-NAVARRO G ， MUÑOZ-VALLE J F ， DANERI-NAVARRO A ， et al . Circulating soluble levels of MIF in women with breast cancer in the molecular subtypes：relationship with Th17 cytokine profile ［J］. Clin Exp Med ， 2019 ， 19 （ 3 ）： 385 - 391 .

南卓，国麟麒，焦成斌 . HMGB1在乳腺癌中的表达水平及临床意义［J］. 世界最新医学信息文摘， 2019 ， 19 （ 44 ）： 177 - 180 .

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