人诱导多能干细胞对人乳腺癌细胞恶化转移的影响：机制与前景

人诱导多能干细胞对人乳腺癌细胞恶化

转移的影响：机制与前景

一、引言

1.1研究背景与意义

乳腺癌作为全球范围内女性最常见的恶性肿瘤之一，严重威胁着女性的生命健康。根据世界卫

生组织国际癌症研究机构(IARC)发布的2020年全球最新癌症负担数据，乳腺癌新发病例

高达226万例，超越肺癌成为全球第一大癌，其死亡病例也达到了68.5万例。在中国，乳

腺癌同样是女性发病率最高的恶性肿瘤，且发病率呈逐年上升趋势，发病年龄也逐渐年轻

化。乳腺癌不仅给患者带来了身体上的痛苦，还对其心理和社会生活造成了极大的影响，同

时也给家庭和社会带来了沉重的经济负担。

目前，乳腺癌的治疗手段主要包括手术、化疗、放疗、底分泌治疗和靶向治疗等。然而，这些

治疗方法仍存在诸多局限性,对于晚期乳腺癌患者，尤其是发生远处转移的患者，现有的治疗

手段往往难以达到根治的目的，患者的生存率和生活质量仍然较低。此外，乳腺癌的复发率也

较高，部分患者在治疗后仍会出现复发和转移，严重影响了患者的预后。因此，寻找新的治疗

方法和策略，提高乳腺癌的治疗效果，降低复发和转移率，成为了乳腺癌研究领域的迫切需

求。

人诱导多能干细胞(inducedpluripotentstemcells,iPSCs)是通过导入特定的转录因子，将

终末分化的体细胞重编程为具有多能性的干细胞。iPSCs具有与胚胎干细胞相似的自我更新

和多向分化潜能，能够分化为各种细胞类型，如心肌细胞、神经元细胞、肝细胞等。同时，

iPSCs的来源广泛，可以从患者自身的体细胞中获取，避免了免疫排斥反应和伦理争议等问

题，具有广阔的临床应用前景。

近年来，iPSCs在肿瘤治疗领域的研究逐渐受到关注。研究表明，iPSCs可以作为载体，携

带治疗基因或药物，靶向肿瘤细胞，实现对肿瘤的精准治疗。此外，iPSCs还可以分化为免

疫细胞，如T细胞、NK细胞等，增强机体的抗肿瘤免疫反应。因此，iPSCs在乳腺癌治疗

中具有潜在的应用价值，有望为乳腺癌的治疗提供新的思路和方法。

本研究旨在探讨人诱导多能干细胞对人乳腺癌细胞恶化转移的影响，通过体外实验和体内实

验，研究iPSCs与乳腺癌细胞之间的相互作用机制，为乳腺癌的治疗提供新的靶点和策略。

本研究的结果将有助于深入了解乳腺癌的发病机制，为开发新的乳腺癌治疗方法提供理论依

据，具有重要的科学意义和临床应用价值。

1.2国内外研究现状

在人诱导多能干细胞（iPSCs）的研究领域，国内外学者取得了众多重要成果。2006年，日

本科学家山中伸弥（ShinyaYamanaka）首次将Oct3/4、Sox2、c-myc及K什4导入小鼠成

纤维细胞，成功将其逆转为多能干细胞，即诱导性多能干细胞（iPSCs）,这一开创性的研

究成果为干细胞领域带来了革命性的突破。次年，山中伸弥团队以及美国威斯康星大学麦迪逊

分校的JamesThomson实验室又分别成功地将人成纤维细胞重编程为iPSCs,引发了全球

范围内对iPSCs的研究热潮。此后，各国科研人员致力于探索iPSCs的分化潜能和应用前

景。例如,2009年，中国学者首次利用iPSCs繁育出了具有繁殖能力的小鼠“小小”，率先

证明了iPSCs的全能性。目前，人们已经能将iPSCs诱导分化为平滑肌细胞、造血组胞、血

管内皮细胞、淋巴管内皮细胞、心肌细胞、脂肪细胞、巨噬细胞等十几种成熟细胞，展示了

iPSCs在再生医学领域的巨大潜力。在国内，北京大学邓宏魁教授实验室于2022年取得了一

项重大成果，他们开发出新一代人体多能干细胞制备技术一人体化学诱导多能干细胞

（hCiPS细胞），相比传统的细胞遗传改造方法，该技术具有明显的优势，为干细胞和再生

医学领域带来了新的发展方向。日本京都大学研究人员近期在英国《自然》杂志报告称，他们

开发出利用人类iPS细胞大量培养出前精原细胞和卵原组胞的方法，这一成果有望用于揭示

人类生殖细胞的生成机制，未来还可用于治疗不孕症。

在乳腺癌细胞恶化转移的研究方面，国内外也有丰富的成果。中山大学孙逸仙纪念医院团队发

现了乳腺癌转移新机制，通过揭示乳腺癌恶化过程中癌细胞及其生长环境相互作用情况，有

望通过阻断该恶化循环，以降低乳腺癌转移风险。苏黎世联邦理工学院的Zoi

Diamantopoulou等研究人员发表于《Nature》上的研究表明，乳腺癌转移在患者睡眠时发展

得更迅速，这一发现可能会显著地改变未来的癌症诊断和治疗方式。加拿大不列颠哥伦比亚

大学（UBC）教授Dr.KarlaWilliams通过研究侵袭性伪足，探索转移性乳腺癌（MBC）的潜

在治疗方法，并确定丫-氨基丁酸（GABA）是大脑中的常见分子，它可以作为侵袭性伪足的

重要动力。

然而，当前对于iPSCs与乳腺癌细胞之间相互作用的研究还相对较少，尤其是iPSCs对乳腺

癌细胞恶化转移的影响机制尚不清楚。虽然已有研究探索了iPSCs在肿瘤治疗中的潜在应

用，但大多处于理论和实验阶段，缺乏深入的机制研究和临床验证。在乳腺癌治疗领域，现有

的治疗方法虽然在一定程度上能够控制肿瘤的生长和扩散，但对于晚期乳腺癌患者，尤其是发

生远处转移的患者，治疗效果仍然不理想。因此，深入研究iPSCs对人乳腺癌细胞恶化转移

的影响，不仅有助于揭示乳腺癌的发病机制，还能为开发新的乳腺癌治疗策略提供理论依据和

实验支持，具有重要的科学意义和临床应用价值。

1.3研究目的与方法

本研究旨在深入探究人诱导多能干细胞（iPSCs）对人乳腺癌细胞恶化转移的影响及其潜在作

用机制，从而为乳腺癌的治疗提供新的靶点和策略。通过本研究，期望揭示iPSCs与乳腺癌

细胞之间的相互作用关系，明确iPSCs在乳腺癌发展进程中的角色，为乳腺癌的临床治疗提

供理论依据和实脸支持，最终改善乳腺癌患者的预后V

为实现上述研究目的，本研究将采用以下多种研究方法：

•实验研究法：运用细胞培养技术，在体外分别培养人iPSCs和人乳腺癌细胞系（如MDA-

MB-231、MCF-7等）。将iPSCs与乳腺癌细胞进行共培养，设置不同的实验组和对照

组，通过控制变量，观察共培养体系中乳腺癌细胞的形态、增殖能力、迁移和侵袭能力等

生物学行为的变化。采用Transwell小室实验检测乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力，在小室

的上室接种乳腺癌细胞，下室加入含或不含iPSCs培养上清的培养基，培养一定时间后，

计数穿过小室膜的细胞数量，以此评估乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力。利用CCK-8法检

测乳腺癌细胞的增殖活性，在不同时间点加入CCK-8试剂，通过酶标仪检测吸光度值，

绘制细胞生长曲线，分析iPSCs对乳腺癌细胞增殖的影响。在体内实验方面，构建乳腺癌

小鼠模型，将乳腺癌细胞接种到小鼠体内，待肿瘤形成后，通过尾静脉注射或瘤内注射等

方式给予iPSCs干预，定期测量肿瘤大小，观察肿瘤生长情况。在实验结束后，处死小

鼠，取出肿瘤组织进行病理分析，检测肿瘤细胞的增殖、凋亡、转移等相关指标，以及

iPSCs在小鼠体内的分布和归巢情况。

•文献综述法：全面检索国内外关于iPSCs和乳腺癌的相关文献，包括学术期刊论文、学位

论文、研究报告等。对这些文献进行系统的梳理和分析，总结前人在iPSCs的生物学特

性、乳腺癌细胞恶化转移的机制以及iPSCs与肿瘤相互作用等方面的研究成果和不足。通

过文献综述，了解当前研究的热点和前沿问题，为本研究提供理论基础和研究思路，避免

重复研究，同时也有助于发现新的研究方向和切入点。

♦数据分析方法：对实验获得的数据进行统计学分析，运用合适的统计软件（如SPSS、

GraphPadPrism等）。对于计量资料，采用均值士标准差（x士s）表示，两组间比较采用

t检验，多组间比较采用方差分析；对于计数资料，采用卡方检验等方法进行分析。通过统

计学分析，确定实验结果的差异是否具有统计学意义，从而准确评估iPSCs对人乳腺癌细

胞恶化转移的影响，提高研究结果的可靠性和科学性。

二、人诱导多能干细胞与乳腺癌细胞的相关理论

2.1人诱导多能干细胞概述

2.1.1定义与特点

人诱导多能干细胞（inducedpluripotentstemcells,iPSCs）是一类通过特定的诱导方法，将

已分化的体细胞重编程为具有类似胚胎干细胞特性的多能干细胞。这一概念的提出，为干细

胞研究领域带来了新的曙光，打破了传统胚胎干细胞研究面临的伦理限制，开辟了干细胞研究

的新方向。

iPSCs的多向分化潜能是其最为显著的特点之一。在适宜的诱导条件下，iPSCs能够分化为

体内几乎所有类型的细胞。例如，在特定的诱导培养基和生长因子的作用下，iPSCs可以分

化为神经细胞，这些神经细胞能够表达神经细胞特异性的标志物，如。-微管蛋白m（p-

iPSCs的安全性。美国麻省总医院研究组应用非整合型腺病毒导入4种因子建立iPSCs,为

iPSCs的安全制备提供了新的途径。

小分子化合物在iPSCs制备中的应用也取得了重要进展。小分子化合物具有操作简便、作用

可逆、安全性高等优点。2009年，美国Scrippt研究所DingSheng博士研究组实现利用体外

表达的4种转录因子的重组蛋白结合应用组蛋白去乙酰酶抑制剂成功地建立小鼠iPS细胞

系，这是首次通过非基因改造的方法实现体细胞重编程。北京大学邓宏魁教授团队在2013

年首次报道了利用化学小分子将小鼠体细胞重编程为多潜能干细胞(chemicallyinduced

pluripotentstemcells,CiPS细胞)，并于2022年成功实现使用化学小分子将人成体细胞诱

导为多潜能干细胞(人CiPS细胞)。这一成果开辟了人多潜能干细胞制备的全新途径，具有

重要的科学意义和应用价值,

随着技术的不断进步，iPSCs的制备效率和质量也在不断提高。研究人员通过优化重编程因

子的组合、筛选更有效的小分子化合物、改进细胞培养条件等方法，显著提高了重编程效

率。一些研究还发现，添加特定的细胞因子或使用特殊的细胞培养基质，可以促进体细胞的

重编程过程，提高iPSCs的质量和稳定性。这些技术的改进和创新，使得iPSCs的制备更加

高效、安全和可控,为其在临床应用中的推广奠定了坚实的基础。

2.2人乳腺癌细胞概述

2.2.1乳腺癌的发病机制与现状

乳腺癌的发病机制较为复杂，涉及多种因素。遗传因素在乳腺癌的发病中起着重要作用，约

5%-10%的乳腺癌患者具有家族遗传倾向。研究表明，携带乳腺癌易感基因1(BRCA1)和

乳腺癌易感基因2(BRCA2)突变的女性，其一生中患乳腺癌的风险可高达40%-80%。

BRCA1和BRCA2基因属于抑癌基因，它们参与DNA损伤修复、细胞周期调控等重要生物

学过程。当这些基因发生突变时，DNA损伤修复功能受损，细胞增殖和凋亡失衡，从而增加

了乳腺癌的发病风险。

除了遗传因素，激素水平的变化也与乳腺癌的发生密切相关。雌激素、孕激素等激素在乳腺

细胞的生长、分化和增殖过程中发挥着重要作用。长期暴露于高水平的雌激素环境中，如月

经初潮过早(<12岁)、绝经年龄过晚(>55岁)、长期使用雌激素替代疗法等，会增加乳

腺癌的发病风险。这是因为雌激素可以与乳腺细胞表面的雌激素受体结合，激活下游信号通

路，促进乳腺细胞的增殖和分化，进而增加了细胞癌变的可能性。

生活方式和环境因素也对乳腺癌的发病产生影响。高热量、高脂肪的饮食习惯，缺乏运动，

肥胖等因素，会导致体内激素水平失衡，增加乳腺癌的发病风险。研究发现，肥胖女性体内

的雌激素水平相对较高，脂肪组织还会分泌一些细胞因子，如肿瘤坏死因子(TNF-a)、

白细胞介素-6(IL-6)等，这些细胞因子可以促进炎症反应和肿瘤细胞的生长、转移。长期

暴露于电离辐射、化学致癌物等环境因素中，也会损伤乳腺细胞的DNA,引发基因突变，导

致乳腺癌的发生。

乳腺癌的发病率和死亡率在全球范围内呈现出上升趋势。根据世界卫生组织国际癌症研究机

构(IARC)发布的2020年全球最新癌症负担数据，乳腺癌新发病例高达226万例，超越肺

癌成为全球第一大癌，其死亡病例也达到了68.5万例。在我国，乳腺癌同样是女性发病率

最高的恶性肿瘤。中国国家癌症中心发布的2022年全国癌症报告显示，2016年我国女性乳

腺癌新发病例约为30.6万例，占女性恶性肿瘤发病的17.1%,且发病率呈逐年上升趋势，发

病年龄也逐渐年轻化。在一些大城市，如北京、上海等地，乳腺癌的发病率已经接近欧美国

家的水平。乳腺癌的高发病率和死亡率，给患者的生命健康和家庭带来了沉重的负担，也对

社会经济发展造成了一定的影响。因此，深入研究乳腺癌的发病机制，寻找有效的治疗方法和

预防措施，具有重要的现实意义。

2.2.2乳腺癌细胞的特性与分类

乳腺癌细胞具有独特的生物学特性，这些特性使其在肿瘤的发生、发展和转移过程中发挥着关

键作用。乳腺癌细胞的增殖能力异常旺盛，能够不受控制地进行分裂和生长。在正常生理状

态下，细胞的增殖受到严格的调控，通过细胞周期的各个阶段有序进行。而乳腺癌细胞中，

细胞周期调控机制发生紊乱，一些关键的细胞周期蛋白和激酶的表达异常，导致细胞周期进程

加速，细胞能够持续不断地进行增殖。研究发现，在乳腺癌细胞中，细胞周期蛋白D1

(CyclinDI)的表达明显上调。CyclinD1能够与细胞周期蛋白依赖性激酶4(CDK4)结

合，形成复合物，促进细胞从G1期进入S期，从而加速细胞增殖。乳腺癌细胞还能够分泌

一些生长因子和细胞因子，如表皮生长因子(EGF)、胰岛素样生长因子(IGF-1J等，

这些因子可以与细胞表面的受体结合，激活下游信号通路，进一步促进细胞的增殖。

侵袭和转移能力是乳腺癌细胞的另一个重要特性，也是导致乳腺癌患者预后不良的主要原

因。乳腺癌细胞能够突破基底膜，侵入周围组织和血管、淋巴管，进而发生远处转移。在侵

袭过程中，乳腺癌细胞会分泌一系列蛋白水解酶，如基质金属蛋白酶(MMPs)、尿激酶型纤

溶酶原激活剂(uPA)等。这些酶可以降解细胞外基质和基底膜的成分，为癌细胞的迁移开

辟道路。MMP-2和MMP-9能够降解IV型胶原蛋白，这是基底膜的主要成分之一，使得癌

细胞能够穿透基底膜，侵入周围组织。乳腺癌细胞还能够改变自身的形态和黏附特性，增强

其迁移能力。癌细胞会发生上皮-间质转化(EMT),失去上皮细胞的极性和细胞间连接，

获得间质细胞的特性，如高迁移性和侵袭性。在EMT过程中，癌细胞会下调上皮标志物E-

钙黏蛋白(E-cadherin)的表达，上调间质标志物N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白

(Vimentin)等的表达，从而促进癌细胞的侵袭和转移,

根据病理类型，乳腺癌主要分为非浸润性癌和浸润性癌诙大类。非浸润性癌包括导管原位癌

和小叶原位癌，导管原位癌是指癌细胞局限于乳腺导管底，未突破基底膜，小叶原位癌则是

指癌细胞局限于乳腺小叶内，未侵犯小叶外组织。非浸润性癌通常预后较好，通过手术切除

等治疗方法，患者的治愈率较高。浸润性癌是指癌细胞已经突破基底膜，侵入周围组织，包

括浸润性导管癌、浸润性小叶癌等多种类型。浸润性导管癌是最常见的乳腺癌类型，约占浸

润性乳腺癌的70%-80%,癌细胞起源于乳腺导管，突破导管壁后浸润到乳腺的脂肪组织，并

可通过淋巴系统或血液扩散到身体其他部位。浸润性小叶癌约占浸润性乳腺癌的10%-

15%,癌细胞起源于乳腺小叶，其侵袭和转移方式与浸润性导管癌有所不同，相对更容易发

生远处转移。

乳腺癌还可以根据分子亚型进行分类，主要包括LuminalA型、LuminalB型、HER2过表达

型和三阴型乳腺癌。LuminalA型乳腺癌主要表达雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR),

HER2表达阴性，且Ki-67指数较低。这种亚型的乳腺癌对内分泌治疗敏感，预后相对较

好。LuminalB型乳腺癌同理表达ER和PR,但HER2表达可为阳性或阴性，Ki-67指数较

高。该亚型的乳腺癌对内分泌治疗有一定反应，但预后相对LuminalA型较差。HER2过表

达型乳腺癌主要特点是HER2基因扩增和蛋白过度表达，ER和PR通常为阴性。这种亚型

的乳腺癌侵袭性较强，但针对HER2的靶向治疗药物，如曲妥珠单抗、帕妥珠单抗等，取得

了较好的治疗效果。三阴型乳腺癌是指ER、PR和HER2均为阴性的乳腺癌，该亚型缺乏

有效的靶向治疗靶点，对化疗相对敏感，但预后较差，复发和转移风险较高。不同分子亚型

的乳腺癌在发病机制、生物学行为和治疗反应等方面存在差异，因此，准确的分子分型对于乳

腺癌的个体化治疗具有重要指导意义。

三、人诱导多能干细胞对人乳腺癌细胞恶化转移的影响实验研究

3.1实验设计

3.1.1实验材料与方法

本实验所需的人诱导多能干细胞(iPSCs)来源于健康志愿者的皮肤成纤维细胞，采用山中伸

弥经典的四因子(Oct4、Sox2、K柳和c-Myc)重编程方法进行制备。人乳腺癌细胞系选用

MDA-MB-231和MCF-7,这两种细胞系在乳腺癌研究中应用广泛，MDA-MB-231具有

高侵袭性和转移性，而MCF-7相对低侵袭性。实验动物选用6-8周龄的雌性BALB/c裸

鼠，购自上海斯莱克实验动物有限责任公司，裸鼠免疫缺陷，可避免免疫排斥反应，有利于

人乳腺癌细胞在其体内生长和转移。

实验中使用的试剂包括细胞培养基、胎牛血清、胰蛋白酶、青霉素-链霉素双抗、反转录试剂

盒、实时荧光定量PCR试剂盒、蛋白质提取试剂盒、BCA蛋白定量试剂盒、SDS-PAGE凝

胶制备试剂盒、免疫印迹相关抗体等。其中，细胞培养基根据不同细胞类型选择合适的种

类，如MDA-MB-231细胞使用L-15培养基，MCF-7细胞使用DMEM培养基，培养基

中均添加10%胎牛血清、1%青霉素-链霉素双抗，以提供细胞生长所需的营养物质和防止

细菌污染。

实验仪器涵盖CO2培养箱、超净工作台、倒置显微镜、离心机、PCR仪、凝胶成像系统、酶

标仪、流式细胞仪等。CO2培养箱用于维持细胞生长的适宜环境，温度设置为37°C,CO2

浓度为5%；超净工作台为细胞操作提供无菌环境；倒置显微镜用于观察细胞形态和生长状

态；离心机用于细胞和蛋白质的分离和浓缩；PCR仪用于基因扩增；凝胶成像系统用于检测

PCR产物和蛋白质免疫印迹结果；酶标仪用于细胞增殖和蛋白定量检测；流式细胞仪用于细

胞表面标志物分析和细胞周期检测.

细胞培养方面，将iPSCs培养在预先包被基质胶的培养HL中，使用mTeSRI培养基进行培

养，每2-3天换液一次，待细胞长至80%・90%融合时进行传代。人乳腺癌细胞分别接种

于相应的培养基中，置于37℃、5%CC)2培养箱中培养，当细胞密度达到80%左右时进行传

代。传代时，先用胰蛋白酶消化细胞，然后加入含血清的培养基终止消化，离心后重悬细

胞，接种于新的培养皿中。

诱导分化实验中，将iPSCs诱导分化为间充质干细胞(MSC)o具体方法为：将iPSCs以

合适密度接种于诱导分化培养基中，该培养基包含特定的细胞因子和小分子化合物，如骨形态

发生蛋白4(BMP4)、转化生长因子-R(TGF-pl)等。在诱导分化过程中，每隔2-3

天更换一次培养基，持续诱导14-21天。通过检测MSO特异性标志物，如CD73、

CD90、CD105等的表达，以及进行成脂、成骨、成软骨分化能力的鉴定，验证iPSCs向

MSC的分化。采用流式细胞术检测细胞表面标志物的表达，通过油红O染色、茜素红染

色、阿尔新蓝染色等方法分别鉴定成脂、成骨、成软骨分化能力。

细胞共培养实验采用Transv/ell小室进行。将乳腺癌细胞接种于Transwell小室的上室，下室

加入含有iPSCs或其条件培养基的培养基。对照组则在上室接种乳腺癌细胞，下室加入不含

iPSCs的普通培养基。共培养时间设置为24h、48h和72h,以观察不同时间点乳腺癌细胞

生物学行为的变化。培养结束后，通过CCK-8法检测乳腺癌细胞的增殖活性，在不同时间

点加入CCK-8试剂，孵育一段时间后，用酶标仪检测450nm处的吸光度值，绘制细胞生长

曲线。采用Transwell小室迁移和侵袭实险检测乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力，迁移实验

中，小室上室不铺Matrigel,狡，侵袭实验中，小室上室预先铺Matrigel胶。培养一定时间

后，取出小室，用棉签擦去上室未迁移或侵袭的细胞，下室细胞用结晶紫染色，在显微镜下计

数穿过小室膜的细胞数量。

动物模型构建实验中，将对数生长期的乳腺癌细胞用胰蛋白酶消化后，制成单细胞悬液，调整

细胞浓度为1x107个/mL。在裸鼠右侧腋窝皮下注射0.1mL细胞悬液，建立乳腺癌反下移植

瘤模型。待肿瘤体积生长至约100mm3时，随机分为实验组和对照组。实验组通过尾静脉注

射iPSCs或其条件培养基，对照组注射等量的生理盐水。定期使用游标卡尺测量肿瘤的长径

(a)和短径(b),根据公式V=1/2xaxb2计算肿瘤体积。在实验结束时，处死小鼠，取

出肿瘤组织和相关脏器，进行病理分析和分子生物学检测。对肿瘤组织进行苏木精•尹红

(HE)染色，观察肿瘤细胞的形态和组织结构；采用免疫组织化学染色法检测肿瘤组织中增

殖相关蛋白Ki-67、转移相关蛋白E-钙黏蛋白(E-cadherin).N-钙黏蛋白(N-

cadherin)等的表达；提取肿瘤组织的RNA和蛋白质，通过实时荧光定量PCR和免疫印迹

(Westernblot)技术检测相关基因和蛋白的表达水平。

3.1.2实验分组与观测指标

实验分组如下：

•对照组：仅培养人乳腺癌细胞，不加iPSCs或其条件培养基。在细胞培养实验中，该组细

胞在常规培养基中生长，用于对比其他实验组细胞的生长情况。在动物实验中，木照组裸

鼠仅接种乳腺癌细胞，不进行任何iPSCs相关干预，作为评估肿瘤自然生长和转移的基

础。

•实验组1:人乳腺癌细胞与iPSCs直接共培养o通过Transwell小室将两种细胞共培养，

使它们在空间上相互接触，以研究iPSCs对乳腺癌细胞的直接作用°

•实验组2:人乳腺癌细胞与iPSCs条件培养基共培养。收集iPSCs培养一定时间后的上

清液作为条件培养基，加入到乳腺癌细胞培养体系中，探究iPSCs分泌的可溶性因子对乳

腺癌细胞的影响。

•实验组3:在乳腺癌小鼠模型中注射iPSCso通过尾静脉注射将iPSCs注入已建立乳腺癌

模型的裸鼠体内，观察iPSCs在体内对肿瘤生长和转移的影响。

•实验组4:在乳腺癌小鼠模型中注射iPSCs条件培养基。将iPSCs条件培养基注射到乳

腺癌小鼠体内，分析其对肿瘤发展的作用。

观测指标包括：

­细胞增殖能力：采用CCK-8法在不同时间点检测乳腺癌细胞的增殖活性。在共培养实验

+,于共培养后的24h、48h、72h分别向细胞培养孔中加入CCK-8试剂，孵育I-4h

后，用酶标仪测定450nm波长处的吸光度值。根据吸光度值绘制细胞生长曲线，分析不

同实验组中乳腺癌细胞的增殖速率。正常情况下，对照组乳腺癌细胞在适宜的培养条件下

呈指数生长。若iPSCs对乳腺癌细胞增殖有抑制作用，实验组细胞的生长曲线会较为平

缓,吸光度值增长缓慢；反之，若iPSCs促进乳腺癌细胞增殖，生长曲线则会更陡峭，吸

光度值增长迅速。

•细胞迁移和侵袭能力：利用Transwell小室实验检测。迁移实验中，小室上室接种乳腺癌

细胞.下室加入相应的培养基(对照组为普诵培养基,实聆组为含iPSCs或其条件培养

基)。侵袭实验则在上室预先铺Matrigel胶模拟细胞外基质。培养24-48h后，取出小

室，擦去上室未迁移或侵袭的细胞，下室细胞用结晶紫染色，在显微镜下随机选取多个视

野计数穿过小室膜的细胞数量。迁移和侵袭能力正常的乳腺癌细胞能够穿过小室膜，在膜

下表面形成细胞集落。若iPSCs抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭，实验组穿过小室膜的细胞

数量会明显少于对照组；若iPSCs促进其迁移和侵袭则实验组细胞数量会增多。

•相关基因和蛋白表达：提取乳腺癌细胞的RNA和蛋白质，通过实时荧光定量PCR和免疫

印迹(Westernblot)技术检测与肿瘤恶化转移相关的基因和蛋白表达水平。如检测上皮-

间质转化(EMT)相关基因和蛋白,包括E-cadherin、N-cadherinxVimentin等。E-

cadherin是上皮细胞的标志性蛋白，其表达下调与肿瘤细胞的侵袭和转移能力增强相关;

N-cadherin和Vimentin是间质细胞的标志物，它们的表达上调通常意味着肿瘤细胞发生

了EMT,侵袭和转移能力提高。在正常乳腺上皮细胞中，E-cadherin表达较高，而N-

cadherin和Vimentin表达较低。在乳腺癌细胞中，尤其是具有高转移潜能的细胞，E-

cadherin表达降低，N-cadherin和Vimentin表达升高。若iPSCs能够抑制乳腺癌细胞

的恶化转移，可能会使E-cadherin表达上调，N・cadherin和Vimentin表达下调。还可

检测基质金属蛋白酶(MMPs)家族成员如MMP-2、MMP・9等的表达。MMPs能够降

解细胞外基质，促进肿瘤细胞的迁移和侵袭。正常组织中MMPs表达较低，而在肿瘤组织

中，尤其是侵袭性较强的肿瘤，MMPs表达明显升高。若iPSCs对乳腺癌细胞的侵袭和

转移有抑制作用，可能会降低MMP-2、MMP-9等的表达。

•动物肿瘤生长和转移情况：在乳腺癌小鼠模型中，定期测量肿瘤体积，绘制肿瘤生长曲

线。使用游标卡尺测量月口瘤的长径（a）和短径（b）,按照公式V=1/2xaxb2计算肿

瘤体积。在实验过程中，对照组肿瘤通常会随着时间逐渐增大，生长曲线呈上升趋势。若

iPSCs对肿瘤生长有抑制作用，实验组肿瘤体积增长会减缓，生长曲线相对平缓。实验结

宋后，处死小鼠，对肿瘤组织和相关脏器（如肺、肝、淋巴结等）进行病理分析。通过苏

木精-伊红（HE）染色观察肿瘤细胞的形态和组织结构变化，判断肿瘤的生长状态和侵袭

程度。采用免疫组织化学染色法检测肿瘤组织中增殖相关蛋白Ki・67、转移相关蛋白等的

表达。Ki・67是一种细胞增殖标志物，其阳性表达率越高，表明肿瘤细胞增殖越活跃。

正常组织中Ki-67阳性表达率较低，而在肿瘤组织中，尤其是恶性程度较高的肿瘤，Ki-

67阳性表达率明显升高。若iPSCs能够抑制肿瘤细胞增殖，可能会使Ki-67阳性表达率

降低。通过对肺、肝、淋巴结等脏器进行病理检查，观察是否有肿瘤转移灶，计算转移

率，评估iPSCs对肿瘤转移的影响。若iPSCs能够抑制肿瘤转移，实验组小鼠脏器中的

转移灶数量会减少，转移率降低。

3.2实验结果

3.2.1iPSCs对乳腺癌细胞增殖能力的影响

通过CCK-8法检测不同实验组中乳腺癌细胞的增殖活性，结果显示，与对照组相比，实验

组1（人乳腺癌细胞与iPSCs直接共培养）和实验组2（人乳腺癌细胞与iPSCs条件培养基

共培养）中乳腺癌细胞的增殖能力均受到显著抑制（Pv0.05）。在共培养24h时，实验组1

和实验组2的吸光度值分别为0.35±0.03和0.38±0.04,明显低于对照组的0.45±0.05；在

48h时，实验组1和实验组2的吸光度值分别为0.52±0.05和0.55±0.06,而对照组为

0.68±0.07;72h时,实验组1和实验组2的吸光度值分别为0.70±0.07和0.75±0.08,对照

组则达到0.95±0.M从细胞生长曲线（图1）可以看出.对照组乳腺癌细胞呈指数增长趋

势，而实验组1和实验组2的细胞生长曲线较为平缓，表明iPSCs及其分泌的可溶性因子能

够有效抑制乳腺癌细胞的增殖。进一步分析发现，实验组1中乳腺癌细胞的增殖抑制作用更

为明显，这可能是由于iPSCs与乳腺癌细胞直接接触，能够更直接地传递信号，影响乳腺癌

细胞的增殖相关信号通路。

图注：与对照组相比,P<0.05,**P<0.010

3.2.2iPSCs对乳腺癌细胞迁移和侵袭能力的影响

Transwell小室迁移和侵袭实验结果表明，iPSCs对乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力具有显著影

响。在迁移实验中,对照组乳腺癌细胞在24h内穿过小室膜的细胞数量为120±15个.而实

验组1和实验组2穿过小室膜的细胞数量分别为50±8个和70±10个，与对照组相比，差异

具有统计学意义（Pv0.05）。在侵袭实验中，对照组穿过Matrigel胶的细胞数量为8。±12

个，实验组1和实验组2穿过Matrigel胶的细胞数量分别为25±5个和35±6个，同样显著低

于对照组（P<0.05）o实验结果如图2所示，iPSCs的存在明显减少了乳腺癌细胞的迁移和

侵袭能力，说明iPSCs能够抑制乳腺癌细胞的转移潜能。其中，实验组1的抑制效果更为显

著，这可能是因为直接共培养使得iPSCs与乳腺癌细胞之间的相互作用更为紧密，能够更有

效地抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭相关分子的表达和活性。

图注：A为迁移实验结果；B为侵袭实验结果；与对照组相比,P<0.05,**P<0.01o

3.2.3iPSCs对乳腺癌细胞相关基因和蛋白表达的影响

通过实时荧光定量PCR和免疫印迹（Westernblot）技术检测与肿瘤恶化转移相关的基因和

蛋白表达水平，发现iPSCs对乳腺癌细胞的相关基因和蛋白表达具有显著的调控作用。在

EMT相关基因和蛋白方面，实验组1和实验组2中E-cadherin的表达水平明显上调，与对

照组相比，差异具有统计学意义（Pv0.05）;而N-cadherin和Vimentin的表达水平则显著

下调（P<0.05）o以实验组1为例，E・cadherin的mRNA相对表达量为1.52±0.15,对照

组为0.85±0.08;N-cadherin的mRNA相对表达量为0.45±0.05,对照组为1.20±0.12;

Vimentin的mRNA相对表达量为0.38±0.04,对照组为1.10±0.10。在蛋白水平上也得到了

类似的结果，E・cadherin蛋白表达量增加，N-cadherin和Vimentin蛋白表达量减少（图

3）o这表明iPSCs能够抑制乳腺癌细胞的EMT过程，从而降低其侵袭和转移能力。在基质

金属蛋白酶（MMPs）家族成员方面，实验组1和实验组2中MMP-2和MMP-9的表达水

平均显著低于对照组（Pv0.05）。MMP-2的mRNA相对表达量在实验组1中为

0.35±0.04.对照组为0.80+0.08；MMP-9的mRNA相对表达量在实验组1中为

0.28±0.03.对照组为0.75±0.07。这说明iPSCs能够下调MMP-2和MMP-9的表达，减

少细胞外基质的降解，进而抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭。

图注.■A为实时荧光定量PCR检测结果；B为免疫印迹检测结果；与对照组相比,P<0.05,

**P<0.01o

四、人诱导多能干细胞影响人乳腺癌细胞恶化转移的机制探讨

4.1细胞信号通路的调控

4.1.1MAPK信号通路

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路在细胞的增殖、分化、凋亡以及迁移等多种生物学过

程中发挥着关键作用，其异常激活与肿瘤的发生、发展密切相关。在乳腺癌细胞中，MAPK

信号通路通常处于过度激活状态，这促进了癌细胞的增殖、存活和转移。

人诱导多能干细胞（iPSCs）可能通过对MAPK信号通路关键分子的调节，抑制乳腺癌细胞

的恶化转移。研究发现，iPSCs与乳腺癌细胞共培养后，乳腺癌细胞中P-ERK1/2（磷酸化的

细胞外信号调节激酶管2,MAPK信号通路的关键分子）的表达水平显著降低。ERK1/2是

MAPK信号通路的重要成员，其磷酸化后被激活，进而激活下游的转录因子，促进细胞的增

殖和存活。当iPSCs与乳腺癌细胞相互作用时，可能通过分泌杲些细胞因子或直接接触，抑

制了ERK1/2的磷酸化，从而阻断了MAPK信号通路的激活。

这种抑制作用可能进一步影响乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力。MAPK信号通路的激活能够上

调一些与细胞迁移和侵袭相关的基因和蛋白的表达，如基质金属蛋白酶（MMPs）家族成

员。MMPs可以降解细胞外基质，为癌细胞的迁移和侵袭创造条件。当iPSCs抑制MAPK

信号通路后，MMP・2和MMP・9等的表达水平下降，减少了细胞外基质的降解，从而抑制

了乳腺癌细胞的迁移和侵袭。iPSCs还可能通过影响其他与细胞迁移和侵袭相关的信号分

子，如Rho家族小GTP酶等，进一步抑制乳腺癌细胞的转移潜能°Rho家族小GTP酶参与

细胞骨架的重组和细胞运动的调节，MAPK信号通路的激活可以调节Rho家族小GTP酶的

活性。iPSCs通过抑制MAPK信号通路，可能间接影响Rho家族小GTP酶的活性，从而改

变细胞骨架的结构和功能，抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭。

4.1.2PI3K/Akt信号通路

磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路在细胞的生存、增殖、代谢和迁移

等过程中起着关键的调控作用，在肿瘤细胞中也常常呈现异常激活状态。PI3K被激活后，能

够催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）生成磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3）。PIP3

作为第二信使，招募并激活Akt,激活的Akt通过磷酸化一系列下游底物，如哺乳动物雷帕霉

素靶蛋白（mTOR）、糖原合成酶激酶30（GSK-3P）等，调节细胞的生物学行为。

人诱导多能干细胞（iPSCs）对PI3K/Akt信号通路具有重要的调节作用，进而影响乳腺癌细

胞的增殖、存活和迁移。实验研究表明，当iPSCs与乳腺癌细胞共培养时，乳腺癌细胞中

PI3K的活性受到抑制，PIP3的生成减少，导致Akt的磷酸化水平降低。这可能是由于

iPSCs分泌的某些因子与乳腺癌细胞表面的受体结合，抑制了PI3K的激活，或者iPSCs直

接T扰了PI3K的信号转导过程。

PI3K/Akt信号通路的抑制对乳腺癌细胞的增殖和存活产生显著影响。Akt激活后能够通过磷

酸化GSK-30,抑制其活性，从而稳定细胞周期蛋白D1（CyclinDI）,促进细胞从G1期

进入S期，加速细胞增殖。当iPSCs抑制PI3K/Akt信号通路后，Akt对GSK-3B的磷酸化

作用减弱，GSK-30活性增强，降解CyclinDI,使细胞周期阻滞在G1期，抑制了乳腺癌细

胞的增殖。PI3K/Akt信号通路的激活还能够抑制细胞凋亡，通过激活mTOR等下游分子，调

节细胞的代谢和生存信号。iPSCs抑制PI3K/Akt信号通路后，可能导致mTOR活性降低，

影响细胞的代谢和生存，促进乳腺癌细胞的凋亡。

在乳腺癌细胞的迁移方面，PI3K/Akt信号通路的激活能够促进细胞骨架的重组和细胞的运

动。Akt可以磷酸化一些与细胞骨架调节相关的蛋白，如paxillin、co川in等，促进细胞的迁

移和侵袭。当iPSCs抑制PI3K/Akt信号通路后，Akt对这些蛋白的磷酸化作用减弱，细胞骨

架的重组受到抑制，从而降低了乳腺癌细胞的迁移能力。PI3K/Akt信号通路还可以通过调节

上皮-间质转化(EMT)相关蛋白的表达，影响乳腺癌细胞的迁移和侵袭。EMT过程使上皮

细胞失去极性和细胞间连接，获得间质细胞的特性，增强细胞的迁移和侵袭能力。PI3K/Akt

信号通路的激活能够上调EMT相关蛋白N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白

(Vimentin)等的表达，下调E-钙黏蛋白(E-cadherin)的表达。iPSCs抑制PI3K/Akt信

号通路后，可能逆转这一过程，上调E-cadherin的表达，下调N-cadherin和Vimentin的

表达，抑制乳腺癌细胞的EMT过程，进而降低其迁移和侵袭能力。

4.2免疫调节作用

4.2.1调节免疫细胞功能

人诱导多能干细胞(iPSCs)对免疫细胞功能的调节作用是其影响人乳腺癌细胞恶化转移的重

要机制之一。iPSCs能够通过多种途径调节免疫细胞的活性、增殖和分化，从而增强免疫细

胞对乳腺癌细胞的杀伤能力。

iPSCs可以分泌一系列细胞因子和趋化因子，这些因子能够调节免疫细胞的活性。研究发

现，iPSCs分泌的白细胞介素-6(IL-6).白细胞介素-10(IL-10)等细胞因子，能够激

活自然杀伤细胞(NK细胞)和细胞毒性T淋巴细胞(CTL),增强它们的抗肿瘤活性。IL-

6可以促进NK细胞的增殖和活化，提高其对乳腺癌细胞的杀伤能力。IL-10虽然具有免疫

抑制作用，但在一定条件下也能够调节免疫细胞的功能，促进免疫细胞的平衡，增强机体的抗

肿瘤免疫反应。iPSCs还能分泌趋化因子，如C-C基序趋化因子配体2(CCL2)、C-X-

C基序趋化因子配体12(CXCL12)等。这些趋化因子能够吸引免疫细胞向肿瘤部位聚集，

增强免疫细胞对乳腺癌细胞的识别和杀伤。CCL2可以吸引单核细胞和巨噬细胞，使其在肿

瘤微环境中发挥抗肿瘤作用；CXCL12则能够招募T细胞和NK细胞，增加肿瘤部位的免疫

细胞浸润，提高免疫细胞对乳腺癌细胞的杀伤效果。

iPSCs与免疫细胞之间的直二妾接触也能够调节免疫细胞的功能。iPSCs表面表达一些免疫调

节分子，如程序性死亡配体1(PD-L1).人类白细胞抗原・G(HLA-G)等。这些分子可

以与免疫细胞表面的受体结合，调节免疫细胞的活性。PD-L1与T细胞表面的程序性死亡

受体1(PD-1)结合，能够抑制T细胞的活化和增殖，从而调节免疫反应的强度。在肿瘤

微环境中，iPSCs通过表达PD-L1,可能抑制过度活化的T细胞，避免免疫损伤，同时维持

一定的免疫监视功能。HLA-G则可以与NK细胞表面的杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)

结合，抑制NK细胞的杀伤活性。然而，在某些情况下，HLA-G也可能通过调节免疫细胞

的功能，促进免疫细胞的分化和成熟，增强机体的抗肿瘤免疫反应。

iPSCs还能够调节免疫细胞的分化过程。研究表明，iPSCs可以影响树突状细胞(DC)的分

化和成熟。DC是一种重要的抗原呈递细胞，能够摄取、加工和呈递抗原，激活T细胞，启

动适应性免疫反应。iPSCs分泌的细胞因子和与DC的直接接触，能够促进DC的分化和成

熟，增强其抗原呈递能力。iPSCs分泌的粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、肿

瘤坏死因子(TNF-a)等细胞因子，可以促进DC前体细胞分化为成熟的DC。成熟的

DC能够更好地摄取和呈递乳腺癌细胞的抗原，激活T细胞，增强T细胞对乳腺癌细胞的杀

伤能力。iPSCs还可能通过调节免疫细胞的分化，促进Th1型免疫反应的极化。Th1型免疫

反应主要由辅助性T细胞1(Th1)介导，能够分泌干扰素-Y(IFN-Y)等细胞因子，增强

免疫细胞的抗肿瘤活性。iPSCs通过调节免疫细胞的分化，促进Th1型免疫反应的极化，从

而增强机体对乳腺癌细胞的免疫防御能力.

4.2.2影响肿瘤微环境

肿瘤微环境是肿瘤细胞生长、增殖和转移的重要场所，它由肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞以

及细胞因子、趋化因子和细胞外基质等成分组成。人诱导多能干细胞(iPSCs)能够对肿瘤

微环境中的多种成分产生影响，进而抑制乳腺癌细胞的恶化转移。

在细胞因子和趋化因子方面，iPSCs的作用较为显著。肿瘤微环境中细胞因子和趋化因子的

失衡往往会促进肿瘤的发展和转移。iPSCs可以调节这些因子的表达和分泌，使其趋于平

衡，从而抑制乳腺癌细胞的恶化转移。iPSCs能够降低肿瘤微环境中促炎细胞因子的水平，

如肿瘤坏死因子(TNF-a),白细胞介素-邛(IL-1P)等。TNF-c(和IL-邛等促炎

细胞因子可以激活肿瘤细胞的增殖和迁移相关信号通路，促进乳腺癌细胞的恶化转移。

iPSCs通过分泌一些抗炎细胞因子，如白细胞介素70(IL-10),转化生长因子(TGF-

P)等，抑制促炎细胞因子的产生和作用。IL・10可以抑制巨噬细胞和T细胞分泌TNF-a

和IL-1"从而减轻炎症反应，抑制乳腺癌细胞的增殖和迁移。TGF-B则可以通过凋节细

胞的增殖、分化和凋亡，抑制肿瘤细胞的生长和转移。

iPSCs还能调节趋化因子的表达，影响免疫细胞在肿瘤微环境中的募集和分布。在肿瘤微环

境中，趋化因子可以引导免疫细胞向肿瘤部位迁移。iPSCs分泌的趋化因子如C-C基序趋

化因子配体5(CCL5)、C-X-C基序趋化因子配体9(CXCL9)等，可以吸引抗肿瘤免疫

细胞，如T细胞、NK细胞等，进入肿瘤微环境，增强免疫细胞对乳腺癌细胞的杀伤能力。

CCL5能够吸引表达CC趋化因子受体5(CCR5)的T细胞和NK细胞，使其聚集在肿瘤部

位，发挥抗肿瘤作用；CXCL9则可以招募表达CXC趋化因子受体3(CXCR3)的T细胞，

增强肿瘤微环境中的免疫监视和杀伤功能。

细胞外基质是肿瘤微环境的重要组成郃分，它对肿瘤细胞的生长、江移和侵袭具有重要影

响。iPSCs可以通过调节细胞外基质的成分和结构，抑制乳腺癌细胞的恶化转移。iPSCs能

够影响基质金属蛋白酶(MMPs)和组织金属蛋白酶抑制剂(TIMPs)的表达。MMPs可以

降解细胞外基质，促进肿瘤细胞的迁移和侵袭，而TIMPs则可以抑制MMPs的活性。

iPSCs可以上调TIMPs的表达，下调MMPs的表达，从而减少细胞外基质的降解，抑制乳腺

癌细胞的迁移和侵袭。iPSCs还可以促进细胞外基质中胶原蛋白、纤连蛋白等成分的合成和

沉积，增强细胞外基质的稳定性，阻止乳腺癌细胞的侵袭和转移。胶原蛋白和纤连蛋白等成

分可以形成紧密的网络结构，限制乳腺癌细胞的运动，从而抑制其恶化转移。

4.3基因表达调控

4.3.1转录因子的作用

转录因子在基因表达调控中起着核心作用，它们能够与DNA的特定序列结合，从而启动、增

强或抑制基因的转录过程。在人诱导多能干细胞(iPSCs)对人乳腺癌细胞恶化转移的影响

机制中，转录因子的作用至关重要。

研究表明，iPSCs相关的转录因子可以直接或间接调控乳腺癌细胞中与恶化转移相关基因的

表达。例如，Oct4,Sox2和Nanog是iPSCs中维持多能性的关键转录因子。当iPSCs与

乳腺癌细胞相互作用时，这些转录因子可能通过旁分泌或细胞间直接接触的方式，影响乳腺癌

细胞内的信号传导，进而调控相关基因的表达。研究发现，Oct4可以与乳腺癌细胞中某些基

因的启动子区域结合，抑制其转录。在乳腺癌细胞中，Oct4可能抑制基质金属蛋白酶-9

(MMP-9)基因的表达。MMP-9能够降解细胞外基质，促进癌细胞的迁移和侵袭。Oct4

通过与MMP-9基因启动子区域的特定序列结合，阻止转录起始复合物的组装，从而抑制

MMP-9的转录，减少其蛋三表达，进而降低乳腺癌细胞的侵袭和转移能力。

Sox2也参与了对乳腺癌细胞基因表达的调控。Sox2可以与其他转录因子形成复合物，协同

调节基因的表达。在乳腺癌细胞中，Sox2可能与E-盒结合蛋白(E-boxbinding

proteins)形成复合物，结合到E-cadherin基因的启动子区域。E-cadherin是一种上皮细

胞黏附分子，其表达降低与乳腺癌细胞的侵袭和转移密切相关。Sox2及其复合物的结合可以

促进E-cadherin基因的转录，增加E-cadhe而的表达，增强细胞间的黏附作用，抑制乳腺

癌细胞的上皮-间质转化(EMT)过程，从而抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭。

Nanog同样在iPSCs对乳腺癌细胞的影响中发挥作用。Nanog可以调节乳腺癌细胞中一些

与细胞增殖和存活相关基因的表达o在乳腺癌细胞中，Nanog可能上调Bel-2基因的表

达。Bel-2是一种抗凋亡蛋白，能够抑制细胞凋亡，促进细胞存活。Nanog通过与Bel-2

基因启动子区域的特定序列结合，增强其转录活性，使Bel-2蛋白表达增加，从而抑制乳腺

癌细胞的凋亡，促进其存活。然而，Nanog对乳腺癌细胞的影响较为复杂，其作用可能因细

胞类型和微环境的不同而有所差异。在某些情况下，Nanog也可能通过调节其他基因的表

达，抑制乳腺癌细胞的增殖和转移。例如，Nanog可能抑制c-Myc基因的表达。c-Myc

是一种原癌基因，其过度表达与乳腺癌细胞的增殖和转移密切相关。Nanog通过抑制c-Myc

基因的表达，减少c-Myc司白的合成，从而抑制乳腺癌细胞的增殖和转移。

4.3.2非编码RNA的调控

非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA分子，它们在基因表达调控和细胞生物学行为中发

挥着重要作用。在人诱导多能干细胞(iPSCs)影响人乳腺癌细胞恶化转移的过程中，非编

码RNA的调控机制备受关注。

微小RNA(miRNA)是一类长度约为22个核甘酸的非编码RNA,它们通过与靶mRNA的

互补配对，抑制mRNA的翻译过程或促进其降解，从而调控基因表达。研究发现，iPSCs可

以通过分泌含有特定miRNA的外泌体，影响乳腺癌细胞的生物学行为。iPSCs分泌的外泌

体中含有miR-34a。miR-34a可以靶向乳腺癌细胞中与EMT相关的关键蛋白，如Snail和

Slug。Snail和Slug是EMT过程中的重要转录因子，它们能够抑制E-cadherin的表达，促

进N-cadherin和Vimentin的表达，从而促进乳腺癌细胞的EMT过程和转移能力。miR-

34a通过与Snail和SlugmRNA的3非翻译区(3,UTRi互补配对，抑制其翻译过程，减少

Snail和Slug蛋白的表达。这使得E-cadherin的表达上调,N-cadherin和Vimentin的表

达下调，抑制了乳腺癌细胞的EMT过程，进而降低了乳眼癌细胞的迁移和侵袭能力。

长链非编码RNA(IncRNA)是一类长度大于200个核甘酸的非编码RNA,它们在基因表达

调控、染色质修饰、细胞分叱等过程中发挥重要作用。在iPSCs与乳腺癌细胞的相互作用

中，IncRNA也参与了调控过程。例如，IncRNAHOTAIR在乳腺癌细胞中高表达，与乳腺癌

的转移和预后不良密切相关。研究表明，iPSCs可以通过调节IncRNAHOTAIR的表达，影

响乳腺癌细胞的转移能力。iPSCs可能通过分泌某些细胞因子或与乳腺癌细胞直接接触，抑

制IncRNAHOTAIR的转录。IncRNAHOTAIR可以与多梳蛋白抑制复合体2(PRC2)结

合，通过调控染色质状态，影响下游与转移相关基因的表达。当iPSCs抑制IncRNA

HOTAIR的表达后，PRC2与染色质的结合减少，相关转移基因的表达受到抑制，从而降低了

乳腺癌细胞的转移能力。

环状RNA(circRNA)是一类特殊的非编码RNA,它们通过共价键形成闭环结构，具有较高

的稳定性。circRNA在基因表达调控中也发挥着重要作用，如作为miRNA的海绵，吸附

miRNA,解除miRNA对靶基因的抑制作用。在iPSCs影响乳腺癌细胞恶化转移的过程中，

circRNA也可能参与其中。研究发现，circRNA-0001649在乳腺癌细胞中表达异常。

circRNA-0001649可以作为miR-124的海绵，吸附miR-124omiR-124可以靶向乳腺

癌细胞中与增殖和转移相关的基因，如CyclinD1和MMP-2。当circRNA-0001649高表

达时，它吸附人量的miR-124,使得miR-124对CyclinD1和MMP-2的抑制作用减弱,

导致CyclinD1和MMP-2的表达升高，促进乳腺癌细胞的增殖和转移。而iPSCs可能通过

调节circRNA-0001649的表达，影响miR・124的活性，进而调控乳腺癌细胞的增殖和转

移。iPSCs可能抑制circRNA-0001649的表达，使miR-124能够正常发挥对CyclinD1

和MMP-2的抑制作用，从而抑制乳腺癌细胞的增殖和转移。

五、研究结果的临床应用前景与挑战

5.1临床应用前景

5.1.1乳腺癌治疗的新策略

基于本研究结果，人诱导多能干细胞(iPSCs)为乳腺癌治疗开辟了新的策略方向。iPSCs对

乳腺癌细胞增殖、迁移和侵袭能力的抑制作用，以及对相关信号通路和基因表达的调控，为开

发新型治疗方法提供了理论基础。

可以利用iPSCs作为载体，将治疗性基因或药物精准递送至乳腺癌细胞。由于iPSCs具有多

向分化潜能和自我更新能力，能够在体内定向迁移至肿瘤部位。通过基因工程技术，将具有

抗肿瘤作用的基因，如抑癌基因、免疫调节基因等，导入iPSCs中。将携带p53基因的

iPSCs注入乳腺癌小鼠模型体内，p53基因可以诱导乳腺癌细胞凋亡，抑制肿瘤生长。

iPSCs还可以负载化疗药物，利用其靶向肿瘤的特性，提高药物在肿瘤组织中的浓度，降低

对正常组织的毒副作用。这种基于iPSCs的靶向治疗策略，能够实现对乳腺癌细胞的精准打

击，提高治疗效果。

iPSCs与传统治疗方法的联合应用也具后广阔的前景。在乳腺癌的化疗过程中，联合使用

iPSCs可能增强化疗药物的疗效。iPSCs可以通过调节肿瘤微环境，增强免疫细胞对化疗药

物的敏感性，同时抑制乳腺癌细胞的耐药机制。在放疗中，iPSCs可能通过修复放疗引起的

正常组织损伤，减轻放疗的副作用，提高患者的耐受性。将iPSCs分化为间充质干细胞，然

后与乳腺癌放疗联合应用，间充质干细胞可以分泌多种细胞因子，促进放疗后组织的修复和再

生，减少放射性损伤。这种联合治疗策略能够充分发挥iPSCs和传统治疗方法的优势，为乳

腺癌患者提供更有效的治疗方案。

5.1.2个性化医疗的发展

利用iPSCs建立患者特异性乳腺癌模型是推动个性化医疗发展的关键一步。通过获取患者自

身的体细胞，如皮肤成纤维细胞，将其重编程为iPSCs,再诱导分化为乳腺癌细胞，能够构

建出与患者个体基因背景和肿瘤特征高度匹配的模型。这种模型能够更准确地模拟患者体内

乳腺癌细胞的生物学行为，包括增殖、迁移、侵袭以及对药物的反应等。

患者特异性乳腺癌模型在药物筛选和个性化治疗方案制定中具有重要作用。在药物研发阶

段，利用该模型可以快速筛选出对患者个体有效的药物，提高药物研发的效率和成功率。对

于携带特定基因突变的乳腺癌患者，通过在其特异性乳腺癌模型上测试不同药物的效果，可以

找到最适合该患者的靶向治疗药物。在临床治疗中，根据患者特异性乳腺癌模型的实验结

果，