Project title
93學年度國家科學及技術委員會補助研究計畫
Acronym
專題研究計畫
Internal ID
NSC93-2320-B040-061
Principal Investigator
Status
research project
Start Date
August 1, 2004
End Date
July 31, 2005
Organizations
Partner Organizations
Project Web Site
Options
人類乳癌中Cytosolic Carbonic Anhydrases差異性表現與癌瘤細胞生長關係之研究
Description
乳癌是女性最常見的惡性腫瘤，幾乎占所有惡性腫瘤的1/3。而乳癌的形成和女
性荷爾蒙有密切的關係，尤其當乳癌細胞有荷爾蒙的接受體時，在女性荷爾蒙的刺
激下，會加速成長。另外亦有學者指出，乳癌之形成與某些特殊基因之突變，如P53,
BRCA1/, FHIT, ARHI 基因，有極強之關聯性。但在乳癌的惡化過程中，有那些因素
參與在其中?至今原因仍是未明。
碳酸酐酵素 (carbonic anhydrase, CAs, E.C. 4.2.1.1) 是一種 zinc
metalloenzyme, 於 1935 年首先由 Roughton 在紅血球中發現. 其正常生理角色為參
與呼吸 (respiration), 代謝中組織與肺臟之間 (metabolizing tissues) CO2/HCO3-運送,
維持組織與肺臟之 pH 值衡定 (pH homeostasis), 許多組織器官電解質的分泌
(electrolyte secretion), 及多種生合成反應例如 lipogenesis, gluconeogenesis,
ureagenesis 等, 目前在哺乳類組織中有 14 種異構型 (isoforms) 已被發現及確認,
CAI, CAII, CAIII 及 CAVII 屬 cytosolic, CAIV 屬 membrane-bound, CAV只存在粒
線體, CAVI 存在於唾液中屬分泌型, CA-RPVIII, CA-RP X 及 CARP XI 為
acatalytic enzymes, CAIX (又稱 MN protein), CAXII, CAXIV 屬 membrane-bound 而
且表現量與癌症密切相關。
碳酸酐酵素(CAs)活性與carcinogenesis 之間關係究竟如何? 目前研究尚未釐清,
但多數研究者推測 tumor-associated 的CA isozymes 可能具有促使cancers 周圍
microeviroment 酸化能力, 進而導致癌瘤細胞生長加速甚至轉移(metastasis). 目前以
immunohistochemistry 研究 CAII 顯示在malignant brain tumor, gastric 及
pancreatic carcinoma 是顯著升高; 以 western blot 及immunohistochemistry 分析CAI
及CAII 顯示在 colon cancer, NSCLC 及HCCs 則是顯著降低而且與 tumors
progression 的程度呈反相關性, 至於在 breast cancer 直至目前則尚未有CAI, CAII
及 CAII 相關文獻提出。
本實驗室初步以 Western blot 及酵素活性分析人類乳癌檢體 tumor tissue 與
adjacent normal tissue 中 CAI, CAII 及 CAII, 發現 CAI 及 CAIII 在 tumor tissues
中都顯著降低, 而 CAII 則是顯著升高, 而且每一檢體組均呈一致性; 經臨床切片染
色 (immunohistochemitry) 及病理醫師判讀認為與 tumor progression 的程度呈密切
反相關性.
另外, 直至目前使用 inhibitors 或 activators 改變細胞之 CAs 活性, 並進一步
觀察 CAs 活性改變與細胞生長之關係, 則尚未有文獻提出; 另外, 使用重組DNA
技術 overexpression, siRNA 技術或knock down 技術改變 CAs 基因表現並進一步
觀察 CAs 活性改變與細胞生長之關係, 也尚未有文獻提出. 但是最近已有許多文獻
指出使用多種 CAs inhibitors 以抑制 MMPs 或 CAs 活性並進而達到抑制癌瘤細
胞 (antitumor)的作用。
因此本計畫擬於第一年進行
[1]首先對人類乳癌組織中 cytosolic CAs 蛋白表現(尤其是 CAI, CAII, CAIII) 在
tumor tissue 與 adjacent normal tissue 中表現如何? 能進一步分析及確認;
[2]以 immunohistochemitry 分析人類乳癌組織之 tumors progression 的程度與 CAI,
CAII, CAIII 蛋白表現相關性;
[3]以RT-PCR或Northern blot 分析人類乳癌組織之 tumors progression 的程度與CAI,
CAII, CAIII 之mRNA 表現相關程度。
[4]以gelatin-zymography, casein-zymography 及相關技術分析人類乳癌組織之ECM分
解酵素和ECM 分解酵素抑制劑之變化情形
擬於第二年進行
[1]以CAs inhibitors 或 activators 處理不同惡化程度的乳癌細胞株,如MCF-7,
MDAMB-231 以改變細胞株中 CAs 活性, 並進一步觀察細胞生長, 吸附, 位移/
侵入 (migration /invasion) 之變化情形
[2]以CAs inhibitors 或 activators 處理 breast cancer 細胞株, 以改變細胞株中 CAs
活性, 並進一步觀察細胞分泌ECM 分解酵素, 如MMP-2, -9, u-PA, t-PA 和ECM
分解酵素抑制劑, 如TIMP-1, -2, PAI-1, PAI-2 之變化情形
[3]從事CAs inhibitors 或 activators 改變細胞分泌ECM分解酵素和ECM分解酵素抑
制劑的機制分析, 如影響signal pathways 那些位點
[4]構築表現載體(overexpression vectors)以liposome 或siRNAs 系統以adenovirus 系
統transfection 至多種癌瘤細胞中以改變細胞株中 CAs 活性, 並進一步觀察癌瘤
細胞生長, 吸附, 位移/侵入 (migration /invasion) 之變化情形。
性荷爾蒙有密切的關係，尤其當乳癌細胞有荷爾蒙的接受體時，在女性荷爾蒙的刺
激下，會加速成長。另外亦有學者指出，乳癌之形成與某些特殊基因之突變，如P53,
BRCA1/, FHIT, ARHI 基因，有極強之關聯性。但在乳癌的惡化過程中，有那些因素
參與在其中?至今原因仍是未明。
碳酸酐酵素 (carbonic anhydrase, CAs, E.C. 4.2.1.1) 是一種 zinc
metalloenzyme, 於 1935 年首先由 Roughton 在紅血球中發現. 其正常生理角色為參
與呼吸 (respiration), 代謝中組織與肺臟之間 (metabolizing tissues) CO2/HCO3-運送,
維持組織與肺臟之 pH 值衡定 (pH homeostasis), 許多組織器官電解質的分泌
(electrolyte secretion), 及多種生合成反應例如 lipogenesis, gluconeogenesis,
ureagenesis 等, 目前在哺乳類組織中有 14 種異構型 (isoforms) 已被發現及確認,
CAI, CAII, CAIII 及 CAVII 屬 cytosolic, CAIV 屬 membrane-bound, CAV只存在粒
線體, CAVI 存在於唾液中屬分泌型, CA-RPVIII, CA-RP X 及 CARP XI 為
acatalytic enzymes, CAIX (又稱 MN protein), CAXII, CAXIV 屬 membrane-bound 而
且表現量與癌症密切相關。
碳酸酐酵素(CAs)活性與carcinogenesis 之間關係究竟如何? 目前研究尚未釐清,
但多數研究者推測 tumor-associated 的CA isozymes 可能具有促使cancers 周圍
microeviroment 酸化能力, 進而導致癌瘤細胞生長加速甚至轉移(metastasis). 目前以
immunohistochemistry 研究 CAII 顯示在malignant brain tumor, gastric 及
pancreatic carcinoma 是顯著升高; 以 western blot 及immunohistochemistry 分析CAI
及CAII 顯示在 colon cancer, NSCLC 及HCCs 則是顯著降低而且與 tumors
progression 的程度呈反相關性, 至於在 breast cancer 直至目前則尚未有CAI, CAII
及 CAII 相關文獻提出。
本實驗室初步以 Western blot 及酵素活性分析人類乳癌檢體 tumor tissue 與
adjacent normal tissue 中 CAI, CAII 及 CAII, 發現 CAI 及 CAIII 在 tumor tissues
中都顯著降低, 而 CAII 則是顯著升高, 而且每一檢體組均呈一致性; 經臨床切片染
色 (immunohistochemitry) 及病理醫師判讀認為與 tumor progression 的程度呈密切
反相關性.
另外, 直至目前使用 inhibitors 或 activators 改變細胞之 CAs 活性, 並進一步
觀察 CAs 活性改變與細胞生長之關係, 則尚未有文獻提出; 另外, 使用重組DNA
技術 overexpression, siRNA 技術或knock down 技術改變 CAs 基因表現並進一步
觀察 CAs 活性改變與細胞生長之關係, 也尚未有文獻提出. 但是最近已有許多文獻
指出使用多種 CAs inhibitors 以抑制 MMPs 或 CAs 活性並進而達到抑制癌瘤細
胞 (antitumor)的作用。
因此本計畫擬於第一年進行
[1]首先對人類乳癌組織中 cytosolic CAs 蛋白表現(尤其是 CAI, CAII, CAIII) 在
tumor tissue 與 adjacent normal tissue 中表現如何? 能進一步分析及確認;
[2]以 immunohistochemitry 分析人類乳癌組織之 tumors progression 的程度與 CAI,
CAII, CAIII 蛋白表現相關性;
[3]以RT-PCR或Northern blot 分析人類乳癌組織之 tumors progression 的程度與CAI,
CAII, CAIII 之mRNA 表現相關程度。
[4]以gelatin-zymography, casein-zymography 及相關技術分析人類乳癌組織之ECM分
解酵素和ECM 分解酵素抑制劑之變化情形
擬於第二年進行
[1]以CAs inhibitors 或 activators 處理不同惡化程度的乳癌細胞株,如MCF-7,
MDAMB-231 以改變細胞株中 CAs 活性, 並進一步觀察細胞生長, 吸附, 位移/
侵入 (migration /invasion) 之變化情形
[2]以CAs inhibitors 或 activators 處理 breast cancer 細胞株, 以改變細胞株中 CAs
活性, 並進一步觀察細胞分泌ECM 分解酵素, 如MMP-2, -9, u-PA, t-PA 和ECM
分解酵素抑制劑, 如TIMP-1, -2, PAI-1, PAI-2 之變化情形
[3]從事CAs inhibitors 或 activators 改變細胞分泌ECM分解酵素和ECM分解酵素抑
制劑的機制分析, 如影響signal pathways 那些位點
[4]構築表現載體(overexpression vectors)以liposome 或siRNAs 系統以adenovirus 系
統transfection 至多種癌瘤細胞中以改變細胞株中 CAs 活性, 並進一步觀察癌瘤
細胞生長, 吸附, 位移/侵入 (migration /invasion) 之變化情形。