



[摘要] 目的: 探究姜黃素對卵巢癌OVCAR-3細胞順鉑敏感性的影響及其潛在機制。方法: (1) 體外常規培養卵巢癌親本細胞OVCAR-3并構建順鉑耐藥OVCAR-3/DDP細胞,將OVCAR-3細胞分為Control(常規培養)、DDP-1(1 μmol/L順鉑)、DDP-5(5 μmol/L順鉑)、DDP-10(10 μmol/L順鉑)、DDP-15(15 μmol/L順鉑)、DDP-20(20 μmol/L順鉑)、DDP-30(30 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-1(20 μmol/L姜黃素+1 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-5(20 μmol/L姜黃素+5 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-10(20 μmol/L姜黃素+10 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-15(20 μmol/L姜黃素+15 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-20(20 μmol/L姜黃素+20 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-30組(20 μmol/L姜黃素+30 μmol/L順鉑);將OVCAR-3/DDP細胞分為Control(常規處理)、DDP-10(10 μmol/L順鉑)、DDP-20(20 μmol/L順鉑)、DDP-30(30 μmol/L順鉑)、DDP-40(40 μmol/L順鉑)、DDP-50(50 μmol/L順鉑)、DDP-60(60 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-10(20 μmol/L姜黃素+10 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-20(20 μmol/L姜黃素+20 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-30(20 μmol/L姜黃素+30 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-40(20 μmol/L姜黃素+40 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-50(20 μmol/L姜黃素+50 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-60組(20 μmol/L姜黃素+60 μmol/L順鉑),CCK-8法檢測細胞活性,計算順鉑半數抑制濃度(IC50),篩選順鉑和姜黃素的合適作用濃度。(2) 將OVCAR-3細胞分為對照組(常規處理)、DDP組(20.5 μg/mL順鉑)、姜黃素組(20 μmol/L姜黃素)、姜黃素+DDP組(20 μmol/L姜黃素+20.5 μg/mL順鉑);將OVCAR-3/DDP細胞分為對照組(常規處理)、DDP組(42.1 μg/mL順鉑)、姜黃素組(20 μmol/L姜黃素)、姜黃素+DDP組(20 μmol/L姜黃素+42.1 μg/mL順鉑),采用流式細胞術檢測細胞凋亡率,實時熒光定量(qRT)-PCR檢測miR-135b-5p表達,qRT-PCR和免疫印跡法分別檢測瓣狀核酸內切酶-1(flap endonuclease 1,FEN1)mRNA和蛋白表達。結果: 相同順鉑濃度時,與DDP組比較,姜黃素+DDP聯合組OVCAR-3和OVCAR-3/DDP細胞活性明顯降低(P均lt;0.001)。DDP作用于OVCAR-3和OVCAR-3/DDP細胞的IC50分別為20.5 μg/mL和42.1 μg/mL。與OVCAR組或OVCAR/DDP組相較,姜黃素或順鉑致OVCAR-3和OVCAR-3/DDP細胞凋亡率明顯增加(P均lt;0.001),兩者聯合作用時效果更顯著。此外,姜黃素或順鉑處理可明顯降低OVCAR-3和OVCAR-3/DDP細胞中miR-135b-5p表達及FEN1表達(Plt;0.01或lt;0.001),兩者聯合時效果更顯著。結論: 姜黃素可增強卵巢癌OVCAR-3細胞順鉑敏感性,其可能與降低miR-135b-5p和FEN1表達相關。
[關鍵詞] 姜黃素;miR-135b-5p;瓣狀核酸內切酶-1(FEN1);卵巢癌;順鉑敏感性
[中圖分類號] R737.31" [文獻標志碼] A" [文章編號] 1671-7783(2024)04-0324-07
DOI: 10.13312/j.issn.1671-7783.y230123
[引用格式]馬蓉,李娟,王芳. 姜黃素通過降低miR-135b-5p和FEN1表達增強卵巢癌OVCAR-3細胞順鉑敏感性[J]. 江蘇大學學報(醫學版), 2024, 34(4): 324-330.
[基金項目]新疆維吾爾自治區自然科學基金資助項目(2021D01C237)
[作者簡介]馬蓉(1983—),女,碩士,副主任醫師,主要從事中西醫結合婦科腫瘤的研究。
Curcumin enhances cisplatin sensitivity of OVCAR-3 cells by decreasing the expression of miR-135b-5p and FEN1
MA Rong, LI Juan, WANG Fang
(Department of Gynaecology, Xinjiang Uygur Autonomous Region Hospital of Traditional Chinese Medicine, Urumqi Xinjiang 830099, China)
[Abstract] Objective: To investigate the effect of curcumin on cisplatin (DDP) sensitivity of ovarian cancer OVCAR-3 cells and its potential mechanism. Methods: (1) Ovarian cancer parental cell line OVCAR-3 was routinely cultured in vitro and cisplatin-resistant cell line OVCAR-3/DDP was constructed. OVCAR-3 cells were divided into Control (conventional culture), DDP-1 (1 μmol/L cisplatin), DDP-5 (5 μmol/L cisplatin), DDP-10 (10 μmol/L cisplatin), DDP-15 (15 μmol/L cisplatin), DDP-20 (20 μmol/L cisplatin), DDP-30 (30 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-1 (20 μmol/L curcumin+1 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-5 (20 μmol/L curcumin+5 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-10 (20 μmol/L curcumin+10 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-15 (20 μmol/L curcumin+15 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-20 (20 μmol/L curcumin+20 μmol/L cisplatin) and curcumin+DDP-30 groups (20 μmol/L curcumin+30 μmol/L cisplatin). OVCAR-3/DDP cells were divided into Control, DDP-10 (10 μmol/L cisplatin), DDP-20 (20 μmol/L cisplatin), DDP-30 (30 μmol/L cisplatin), DDP-40 (40 μmol/L cisplatin), DDP-50 (50 μmol/L cisplatin), DDP-60 (60 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-10 (20 μmol/L curcumin+10 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-20 (20 μmol/L curcumin+20 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-30 (20 μmol/L curcumin+30 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-40 (20 μmol/L curcumin+40 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-50 (20 μmol/L curcumin+50 μmol/L cisplatin), curcumin+DDP-60 (20 μmol/L curcumin+60 μmol/L cisplatin) groups. CCK-8 method was used to detect the cell viability, the median inhibitory concentration of cisplatin (IC50) was calculated, and the appropriate concentration of cisplatin and curcumin was screened. (2) OVCAR-3 cells were divided into Control group, DDP group (20.5 μg/mL cisplatin), curcumin group (20 μmol/L curcumin) and curcumin+DDP group (20 μmol/L curcumin+20.5 μg/mL cisplatin). OVCAR-3/DDP cells were divided into Control group, DDP group (42.1 μg/mL cisplatin), curcumin group (20 μmol/L curcumin) and curcumin+DDP group (20 μmol/L curcumin+42.1 μg/mL cisplatin). The apoptosis rate was detected by flow cytometry, the expression of miR-135b-5p was detected by quantitative real-time PCR (qRT-PCR), and the mRNA and protein expressions of flap endonuclease 1 (FEN1) were detected by qRT-PCR and Western blotting, respectively. Results: Compared with DDP group, the activity of OVCAR-3 and OVCAR-3/DDP cells in curcumin+DDP group was significantly decreased at the same cisplatin concentration (Plt;0.001). The IC50 of DDP on OVCAR-3 and OVCAR-3/DDP cells were 20.5 μg/mL and 42.1 μg/mL, respectively. Compared with OVCAR group or OVCAR/DDP group, curcumin or cisplatin significantly increased the apoptosis rate of OVCAR-3 and OVCAR-3/DDP cells (all Plt;0.001), and the combined effect of curcumin and cisplatin was more significant. In addition, curcumin or cisplatin treatment significantly decreased the expression of miR-135b-5p and FEN1 expression in OVCAR-3 and OVCAR-3/DDP cells (Plt;0.01 or lt;0.001), and the combined effect was more significant. Conclusion: Curcumin could enhance cisplatin sensitivity in ovarian cancer OVCAR-3 cells, which may be attributed to the reducing expression of miR-135b-5p and FEN1.
[Key words] Curcumin; miR-135b-5p; flap endonuclease 1 (FEN1); ovarian cancer; cisplatin sensitivity
卵巢癌是全球第七大常見癌癥和女性癌癥死亡的第二大常見原因[1]。研究發現,2023年卵巢癌新發病例數約為19 710,死亡病例數約為13 270[2]。傳統的根治性手術聯合術后以鉑類藥物為基礎的一線化療仍是卵巢癌的主要治療手段,然而順鉑耐藥是影響卵巢癌患者預后的重要因素[3]。相關數據顯示,手術聯合放、化療后3年內出現復發的卵巢癌患者高達70%~80%,且5年生存率僅30%[4]。
姜黃素是從姜黃的根莖中提取的一種多酚類活性物質,具有抗癌、抗氧化、降血脂和免疫調節等多種藥理活性[5]。此外,姜黃素可通過抑制細胞增殖和血管生成并促進細胞凋亡進而抑制卵巢癌進展[6]。進一步研究發現,姜黃素可降低上皮性卵巢癌細胞順鉑耐藥性[7]。已有研究表明,姜黃素可通過靶向微小RNA(microRNA,miRNA)并調控其表達進而在癌癥中發揮保護作用[8]。miRNA是一類廣泛參與基因轉錄后調控的非編碼小分子RNA。大量研究表明,miRNA表達失調是惡性腫瘤發生發展的重要因素[9-12]。研究表明,miR-135b-5p與卵巢癌惡性進展密切相關[13-14]。瓣狀核酸內切酶-1(flap endonuclease 1,FEN1)蛋白是參與DNA復制和修復的一類結構特異性核酸內切酶[15]。研究顯示,FEN1在上皮性卵巢癌組織中表達升高,且與臨床分期、分化程度和化療有效性相關[16]。多項研究發現,FEN1在卵巢癌中發揮促癌作用[17-18]。進一步研究發現,姜黃素可顯著降低FEN1蛋白表達進而增強乳腺癌細胞的順鉑敏感性[19]。因此,本文擬分析姜黃素對卵巢癌細胞順鉑敏感性的影響及其潛在的機制。
1 材料和方法
1.1 細胞、主要試劑和儀器
人卵巢癌OVCAR-3細胞由美國菌種保藏中心(ATCC)提供;DMEM高糖培養基、RIPA蛋白裂解液、BCA蛋白定量試劑盒、Trizol提取試劑均購自合肥Biosharp公司;10%胎牛血清購自美國Gibco公司;順鉑(DPP)購自美國Sigma公司;姜黃素購自上海源葉生物科技有限公司;CCK-8試劑購自日本Dojindo公司;Annexin V-FITC/PI試劑盒購自美國BD公司;miRNA逆轉錄試劑盒和miRNA Universal SYBR qPCR Master Mix購自南京諾唯贊生物科技股份有限公司;第1鏈cDNA合成試劑盒和SYBR Green Master Mix購自上海翌圣生物科技股份有限公司;兔抗人FEN1、抗β-肌動蛋白和HRP標記的羊抗兔IgG均購自美國Abcam公司;ECL發光液購自美國Millipore公司;實時熒光定量(qRT)-PCR儀購自美國Roche公司;細胞培養箱購自美國Thermo公司;酶標儀購自美國Molecular Devices公司;流式細胞儀購自美國BD公司。
1.2 細胞培養
1.2.1 細胞培養 人卵巢癌OVCAR-3細胞用含10%胎牛血清的DMEM,于37 ℃,5% CO2細胞培養箱中培養。
1.2.2 OVCAR-3/DDP耐藥細胞構建 采用藥物大劑量沖擊法構建耐藥OVCAR-3/DDP細胞。取處于對數生長期的OVCAR-3細胞接種至6 cm細胞培養皿中。當細胞密度達70%~80%時,加入10 μg/mL順鉑,作用48 h后,更換為常規DMEM。細胞恢復生長后,重復上述藥物沖擊、換液、傳代等步驟。90 d后成功構建OVCAR-3/DDP耐藥細胞。
1.2.3 CCK-8檢測細胞活性以篩選順鉑和姜黃素合適的作用濃度 將OVCAR-3細胞接種于96孔板中(3×104細胞/mL),分為Control(常規培養)、DDP-1(1 μmol/L順鉑)、DDP-5(5 μmol/L順鉑)、DDP-10(10 μmol/L順鉑)、DDP-15(15 μmol/L順鉑)、DDP-20(20 μmol/L順鉑)、DDP-30(30 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-1(20 μmol/L姜黃素[20]+1 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-5(20 μmol/L姜黃素+5 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-10(20 μmol/L姜黃素+10 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-15(20 μmol/L姜黃素+15 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-20(20 μmol/L姜黃素+20 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-30組(20 μmol/L姜黃素+30 μmol/L順鉑聯合處理);將OVCAR-3/DDP細胞接種于96孔板中,分為Control(常規培養)、DDP-10(10 μmol/L順鉑)、DDP-20(20 μmol/L順鉑)、DDP-30(30 μmol/L順鉑)、DDP-40(40 μmol/L順鉑)、DDP-50(50 μmol/L順鉑)、DDP-60(60 μmol/L順鉑)、姜黃素+DDP-10(20 μmol/L姜黃素+10 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-20(20 μmol/L姜黃素+20 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-30(20 μmol/L姜黃素+30 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-40(20 μmol/L姜黃素+40 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-50(20 μmol/L姜黃素+50 μmol/L順鉑聯合處理)、姜黃素+DDP-60組(20 μmol/L姜黃素+60 μmol/L順鉑聯合處理),按照組別予以相應處理24 h;加入15 μL CCK-8試劑孵育3 h;于酶標儀450 nm處檢測光密度值。
1.3 實驗方法
1.3.1 流式細胞術檢測細胞凋亡率 取處于對數生長期的OVCAR-3細胞接種于6孔板中(1×105細胞/mL),分為對照(常規培養)、DDP(20.5 μg/mL順鉑處理)、姜黃素(20 μmol/L姜黃素處理)、姜黃素+DDP組(20 μmol/L姜黃素+20.5 μg/mL順鉑聯合處理);取處于對數生長期的OVCAR-3/DDP細胞接種于6孔板中,分為對照(常規培養)、DDP(42.1 μg/mL順鉑處理)、姜黃素(20 μmol/L姜黃素處理)、姜黃素+DDP組(20 μmol/L姜黃素+42.1 μg/mL順鉑聯合處理)。用不含EDTA的胰酶消化、收集細胞;1 500 r/min 4 ℃離心5 min;用預冷PBS重懸細胞沉淀;加入300 μL結合緩沖液。根據試劑盒操作說明,先后加入10 μL Annexin V-FITC和5 μL PI,避光染色15 min;采用流式細胞儀分析細胞凋亡率。
1.3.2 qRT-PCR檢測miR-135b-5p和FEN1 mRNA相對表達水平 取“1.3.1”分組處理24 h后的OVCAR-3和OVCAR-3/DDP細胞,采用Trizol試劑分離細胞中的miRNA,并經miRNA逆轉錄試劑盒逆轉錄為cDNA,隨后加入miRNA Universal SYBR qPCR Master Mix行PCR擴增。采用2-ΔΔCt法計算miR-135b-5p相對于內參U6的表達水平。
利用Trizol試劑分離細胞中的總RNA,并經第1鏈cDNA合成試劑盒逆轉錄為cDNA,行qRT-PCR。反應體系:SYBR Green Master Mix 10 μL,cDNA 4 μL,上、下游引物(10 mol/L)各1 μL,無菌蒸餾水4 μL;反應步驟:95 ℃預變性30 s,95 ℃變性5 s,60 ℃退火34 s,68 ℃延伸45 s,共40個循環。RNA引物由廣州銳博生物科技有限公司設計。FEN1上游引物:5′-ATGACATCAAGAGCTACTTTGGC-3′,下游引物:5′-GGCGAACAGCAATCAGGAACT-3′;GAPDH上游引物:5′-AATGGGCAGCCGTTAGGAAA-3′,下游引物:5′-GCGCCCAATACGACCAAATC-3′。采用2-ΔΔCt法計算FEN1 mRNA相對表達水平。
1.3.3 蛋白質免疫印跡檢測FEN1蛋白表達 取“1.3.1”處理24 h后OVCAR-3和OVCAR-3/DDP細胞,加入RIPA裂解液冰上裂解30 min,每5 min振蕩1次;12 000 r/min 4 ℃離心10 min;收集總蛋白,采用BCA法檢測其濃度;加入4×上樣緩沖液,稀釋成1×上樣緩沖液,煮沸10 min;將變性的蛋白樣品逐一加樣,220 V電泳60 min;300 mA轉膜2 h,將蛋白轉至PVDF膜;3%牛血清白蛋白溶液封閉2 h;加入一抗FEN1和β-肌動蛋白(稀釋比均為1∶1 000),4 ℃孵育過夜;TBST洗膜;加入HRP標記的羊抗兔IgG二抗稀釋液(1∶2 000),37 ℃孵育1 h;用ECL發光試劑盒檢測目的蛋白;采用Image J軟件進行條帶定量分析。
1.4 統計學分析
采用SPSS 22.0軟件處理數據,計量資料用均數±標準差(x±s)表示,兩組間比較采用獨立樣本t檢驗,多組間比較行單因素方差分析,進一步實驗組與對照組間比較采用Dunnett-t檢驗。Plt;0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 順鉑和(或)姜黃素對OVCAR-3和OVCAR-3/DDP細胞活性的影響
經過90 d誘導后,成功構建耐藥OVCAR-3/DDP細胞,判斷標準為細胞在10 μg/mL順鉑中穩定生長并重復傳代。如圖1所示,CCK-8檢測結果顯示,與Control組比較,1 μmol/L順鉑組OVCAR-3細胞活性無明顯改變,5、10、15、20、30 μmol/L順鉑組OVCAR-3細胞活性明顯降低(Plt;0.01或lt;0.001);10 μmol/L順鉑組OVCAR-3/DDP細胞活性無明顯改變,20、30、40、50、60 μmol/L順鉑組OVCAR-3/DDP細胞明顯降低(Plt;0.01或lt;0.001);相同順鉑濃度時,與DDP組比較,姜黃素+DDP聯合組OVCAR和OVCAR-3/DDP細胞活性明顯降低(P均lt;0.001)。此外,經不同濃度順鉑處理后,親本OVCAR-3細胞IC50為20.5 μg/mL,OVCAR-3/DDP耐藥細胞IC50為42.1 μg/mL。因此,分別選擇20.5 μg/mL、42.1 μg/mL順鉑處理OVCAR-3、OVCAR-3/DDP細胞進行后續實驗。
2.2 姜黃素對OVCAR-3和OVCAR-3/DDP細胞凋亡的影響
流式細胞術分析結果顯示,在OVCAR細胞中,與對照組比較,姜黃素組細胞凋亡率明顯增加(Plt;0.001);與DDP組比較,姜黃素+DDP組細胞凋亡率明顯增加(Plt;0.001)。在OVCAR-3/DDP細胞中,與對照組相較,姜黃素組細胞凋亡率明顯增加(Plt;0.001);與DDP組比較,姜黃素+DDP組細胞凋亡率明顯增加(Plt;0.001)。見圖2。
2.3 姜黃素對FEN1表達的影響
蛋白免疫印跡和qRT-PCR結果顯示,在OVCAR細胞中,與對照組比較,姜黃素組FEN1蛋白和FEN1 mRNA表達明顯降低(P均lt;0.001);與DDP組比較,姜黃素+DDP組FEN1蛋白和FEN1 mRNA表達明顯降低(Plt;0.01或lt;0.001)。在OVCAR-3/DDP細胞中,與對照組比較,姜黃素組FEN1蛋白和FEN1 mRNA表達明顯降低(P均lt;0.001);與DDP組比較,姜黃素+DDP組中FEN1蛋白和FEN1 mRNA表達顯著降低(P均lt;0.001)。見圖3。
2.4 姜黃素對miR-135b-5p表達的影響
qRT-PCR檢測結果顯示,與對照組相比,姜黃素組miR-135b-5p表達顯著降低(Plt;0.001);與DDP組相比,姜黃素+DDP組miR-135b-5p表達顯著降低(Plt;0.001)。在OVCAR-3/DDP細胞中,與對照組比較,OVACR-3/DDP+姜黃素組miR-135b-5p表達顯著降低(Plt;0.001);與DDP組相比,姜黃素+DDP組miR-135b-5p表達明顯降低(P均lt;0.001)。見圖4。
3 討論
研究報道,姜黃素可通過抑制腫瘤增殖、侵襲和轉移,以及調節細胞凋亡和自噬等發揮潛在的抗癌作用[21-23]。近來研究發現,姜黃素與順鉑聯合治療可減輕順鉑相關副作用并降低耐藥風險[24]。Wang等[25]研究發現,姜黃素可通過介導內質網應激信號通路從而增加非小細胞肺癌細胞順鉑敏感性,還可通過調控耐藥相關蛋白——多重耐藥蛋白1(MRP1)和P-糖蛋白1表達進而抑制宮頸癌細胞順鉑耐藥[26]。大量研究表明,姜黃素可通過調控多種信號通路在卵巢癌進展中起抑癌作用并顯著降低卵巢癌細胞順鉑耐藥性[6-7,27]。本研究結果顯示,姜黃素可致卵巢癌OVCAR-3細胞和OVCAR-3/DDP耐藥細胞活性降低,并誘導細胞凋亡,且順鉑與姜黃素聯合處理更為顯著,初步表明姜黃素在卵巢癌細胞中具有抗順鉑耐藥作用,與上述研究結果相一致。由此提示,在卵巢癌化療過程中,姜黃素可增強順鉑化療效果并降低順鉑耐藥性。
研究發現,miRNA異常表達可影響腫瘤細胞對化療藥物的敏感性,從而導致耐藥[28]。其中,miR-135b-5p可通過促進細胞增殖、遷移和侵襲從而參與卵巢癌的惡性進展[13-14]。此外,研究發現,miR-135b-5p表達降低可增強食管癌、胃癌和子宮內膜癌細胞順鉑敏感性[29-31]。本研究發現姜黃素可降低miR-135b-5p在卵巢癌親本細胞OVCAR-3和耐藥細胞OVCAR-3/DDP中表達,表明姜黃素可能通過抑制miR-135b-5p表達而影響卵巢癌細胞順鉑敏感性。另有研究發現,姜黃素可增強乳腺癌細胞的順鉑敏感性,其機制可能與降低FEN1表達有關[19,32]。FEN1在卵巢癌中發揮促癌作用,且可作為卵巢癌治療的有效靶點[16-17]。Mesquita等[33]指出,抑制FEN1表達可增加耐藥卵巢癌細胞的順鉑敏感性。本研究發現,姜黃素可致卵巢癌OVCAR-3細胞和OVCAR-3/DDP細胞中FEN1 mRNA和蛋白表達明顯降低。由此表明,姜黃素可能通過調控miR-135b-5p及FEN1表達進而參與調控卵巢癌順鉑敏感性。
綜上所述,姜黃素可能通過下調miR-135b-5p及FEN1表達進而提高卵巢癌細胞順鉑敏感性。但是,miR-135b-5p與FEN1間的靶向調控關系仍不清楚,后續有待深入探究。
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[收稿日期] 2023-04-16" [編輯] 劉星星