乳腺癌患者单纯化疗后的肌肉萎缩和线粒体改变研究详解

摘要：

作者招募了20例早期乳腺癌患者接受单纯EC化疗或后EC化疗接受TAX化疗。随机分为两组，其中一组一周内给药蒽环类-环磷酰胺（epirubicin–Cyclophosphamide, EC）三次，第二组在第一组的基础上第二周给药紫杉烷(paclitaxel, TAX），两组受试者在给药前以及给药完成4天进行股外侧骨骼肌活检。进行线粒体呼吸能力记录、活性氧产生、免疫印迹和组织学分析。结果发现，在接受EC化疗之后肌纤维横截面积减少，线粒体复合体I（CI），复合体II(CII)以及CI+CII相关的氧化磷酸化能力减弱。并且，在单纯接受EC给药后，柠檬酸合酶，VDAC蛋白含量以及线粒体内膜融合标记物的表达减少。而这些变化在接受紫衫烷给药的患者中都没有观察到，因此，单独给药EC仅可在4天内诱导乳腺癌患者的骨骼肌萎缩和线粒体功能减弱。

结果：

（A）作者招募了20例早期乳腺癌患者接受单纯EC化疗或后EC化疗接受TAX化疗。随机分为两组，其中一组一周内给药蒽环类-环磷酰胺（epirubicin–Cyclophosphamide, EC）三次，第二组在第一组的基础上第二周给药紫杉烷(paclitaxel, TAX），两组受试者在给药前以及给药完成4天进行股外侧骨骼肌活检。（B）:EC给药后I型（红色）和IIa型（绿色）肌纤维横截面积减少。（C）:用渗透肌纤维进行线粒体呼吸的检测，发现线粒体复合体I（CI），复合体II(CII)以及CI+CII相关的氧化磷酸化能力减弱。(D)：为图（C）对应的曲线。将纤维（2-3mg湿重）放置在舱室的2 mL缓冲液中。然后，加入复合物I的底物谷氨酸（10 mM）和苹果酸（2.5 mM），检测由于质子泄漏导致的复合物I（CI）相关底物氧化的基础状态。加入ADP（2 mM）检测CI相关的氧化磷酸化（OXPHOS），添加琥珀酸（25 mM）后，检测CI＋CII的OXPHOS情况。添加细胞色素C（10 μM）来确认线粒体膜的完整性，所有的样本从未达到10%的截止点，表明线粒体在渗透过程中没有受到损伤。加入鱼藤酮（0.5 μM）抑制CI后，检测CII相关的OXPHOS水平。分别加入抗霉素（2.5 μM）和寡霉素（2 μg/mL），以测定非线粒体呼吸，最后加入TMPD-抗坏血酸（2mM和0.5 mM）检测未偶联的CIV情况。

结论：

仅单独给药EC可在4天内诱导乳腺癌患者骨骼肌萎缩，通过Oroboros O2K检测发现骨骼肌细胞线粒体功能减退，表现为线粒体氧化磷酸化减退。而在EC给药的基础上进行TAX给药并没有出现以上情况。这些结果提示了解药物的副作用可能有助于制定更好的预防策略，以防止早期乳腺癌给药后骨骼肌萎缩和线粒体功能减退。Oroboros O2K在骨骼肌线粒体能量代谢的检测中发挥了重要的作用。

参考文献：

Mallard J, et al. A single chemotherapy administration induces muscle atrophy, mitochondrial alterations and apoptosis in breast cancer patients. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2024 Feb;15(1):292-305. doi: 10.1002/jcsm.13414.