TGFβ-2对话Snail-1的MicroRNAs参与机制及其在乳腺癌上皮间质转化和化疗耐药中的作用

A major clinical obstacle that limits the efficacy of breast cancer therapeutics is the resistance of cancer cells to chemotherapeuticl agents. The Applicant has previously established a 5-FU-resistant cell line MCF7/5-FU with typical epithelial-mesenchymal transition(EMT) features. We found that the mutual regulation of TGFβ2 and Snail-1 was mediated by miRNA200 family member(miRNA200a/141), miRNA203 and miRNA145 in MCF7/5-FU cells. To elucidate the understanding mechanism and its role in the EMT and chemoresistance, we first investigate the association of the expression of miRNAs, TGFβ2 and Snail-1 with chemoresistance and invasion of breast cancer. Addtionally, we explore the impacts and action mechanisms of chemotherapeutic drugs on the expression of miRNAs and TGFβ2 secretion in vitro and in vivo. The third, we also examine clinical correlation between the expression of TGFβ2, Snail-1, miRNAs and the chemoresistance of breast cancer. Through these researches, we aim to clarify the regulatory networks in the chemoresistance, identify new candidate biomarkers of chemoresistance, and provide a theoretical basis for the prevention and reversion of chemoresistance and invasion in breast cancer.

乳腺癌化疗耐药一直是困扰其临床综合治疗效果的瓶颈。申请者前期建立了一株新的呈现EMT表型的乳腺癌多药耐药细胞系(MCF-7/5-Fu)，发现TGFβ-2与snail-1可能存在由miRNA200a, miRNA141,miRNA203, miRNA145介导的相互调节。为了进一步阐明这一对话机制，本项目拟首先探讨miRNAs与TGF-β2、TGF-β2与snail-1、snail-1与miRNAs在乳腺癌细胞中的相互作用及其在EMT、耐药和转移发生中的调节作用；其次从细胞、动物和人体分别探讨化疗药物对miRNA表达、TGF-β2分泌的影响；第三 分析体外及临床乳腺癌化疗敏感性与TGF-β2、snail-1、miRNAs等相关分子表达水平的相关关系。通过上述研究，可望阐述乳腺癌耐药发生的信号调控网络，识别新的耐药标志分子，为乳腺癌耐药、转移的前期预防和后期干预奠定理论基础。

本项目重点探讨了TGFβ2在不同分子分型乳腺癌中的表达模式、生物学功能、作用机制及其表达调控机制。发现（1）TGFβ2选择性高表达于具有间质表型的三阴型乳腺癌患者血清、肿瘤组织和细胞，TGFβ2及其下游信号分子Snail1表达与乳腺癌生长、转移和化疗耐受等EMT特性以及患者不良预后呈正相关。（2）miR-141、miR-200a和miR-145协同下调三阴型乳腺癌细胞中TGFβ2的mRNA和蛋白水平，且双荧光素酶报告基因实验显示三者协同抑制结合有TGFβ2的3'-UTR区的荧光素酶活性，提示miR-141、miR-200a和miR-145能直接靶向抑制TGFβ2表达。（3）miR-141、miR-200a和miR-145在三阴型乳腺癌患者血清、肿瘤组织和细胞中呈现低表达且与TGFβ2表达水平呈负相关，三者的表达水平与乳腺癌生长、转移和化疗耐受等EMT特性以及患者不良预后亦呈负相关；三者过表达时能有效协同逆转三阴型乳腺癌细胞的间质表型。（4）干扰TGFβ2/Snail1信号能上调乳腺癌细胞中miR-141、miR-200a和miR-145表达；Snail1能直接结合于miR-141、miR-200a和miR-145启动子，并通过募集EZH2/BMI1复合体导致miR-141、miR-200a和miR-145启动子向转录抑制性染色质构象改变。. 本项目研究首次发现TGFβ2在三阴型乳腺癌发生发展中的特异性作用以及其对话Snail1过程中一组miRNAs（miR-141、miR-200a和miR-145）参与调节的方式和机制，为乳腺癌发生、化疗耐受及转移机制提供了新的理论依据；同时首次阐述了TGFβ2、miR-141、miR-200a和miR-145等分子在乳腺癌患者组织和血清中的表达/分泌规律及标志物作用，为开发以TGFβ2-Snail1- miRNAs信号分子检测试剂盒和筛选以这些分子为靶标的治疗药物，实现乳腺癌药物耐受和转移倾向的早期预测、预防和干预奠定了重要基础。. 本项目已发表SCI学术论文8篇（包括已被Oncogene接受待发表的 1篇），北大中文核心期刊1篇，部分核心内容已成文并投稿J Clin Investigation 杂志；参加国际和国内学术会议各4次；申请并已被受理的发明专利2项；培养博士生1名，硕士生3名，圆满实现了预期目标。