波形蛋白在低分子量肝素抗肿瘤转移中的作用及信号途径

肿瘤转移是一个高度复杂和受多因素调节的过程，是肿瘤细胞与间质细胞、血细胞、宿主细胞相互作用的过程。现有的研究结果提示我们细胞骨架中间纤维波形蛋白vimentin与肿瘤细胞的侵袭、迁移和转移有一定关系，但还不清楚其确切的功能。本课题采用多细胞作用模型（肿瘤、巨噬、内皮），从肿瘤细胞和内皮细胞同时出发并结合整体动物模型，研究vimentin对肿瘤黏附、侵袭、迁移行为的影响，并将阐明其变化的信号转导途径。在前期低分子量肝素LMWH抗肿瘤转移和调节内皮细胞vimentin的分布和表达的实验研究基础上，进一步解析其抑制肿瘤转移的可能的vimentin作用机制和寻找其作用的其他靶点。本研究将阐明不同细胞上的同一蛋白靶点vimentin对肿瘤细胞黏附、侵袭、迁移和转移能力的影响，有助于明确肿瘤转移的分子过程、开拓肿瘤转移研究的思路并提供肿瘤研究新方法。药物作用机制的阐明将为临床肿瘤转移的治疗奠定基础。

细胞骨架中间纤维波形蛋白vimentin参与肿瘤细胞的侵袭、迁移和转移，特别是肿瘤细胞上皮间质化（Epithelial–mesenchymal transition，EMT）过程，但vimentin在其中的分子机制并不清楚。本课题从肿瘤细胞和内皮细胞角度，并结合整体动物模型，研究发现，肝素具有显著地抑制前列腺癌细胞（human prostate cancer cells，PC-3M) 生长增殖的能力，并能够捕获细胞于细胞周期G1期；LMWH能够显著抑制PC-3M细胞与内皮细胞的黏附和迁移过内皮细胞层；并显著减少PC-3M细胞黏附内皮细胞层时刺激升高的内皮细胞内钙离子浓度[Ca2+]i。LMWH能够有效地抑制PC-3M黏附及迁移过内皮细胞层，其机制包括调节肿瘤细胞和内皮细胞中钙离子浓度和vimentin蛋白及进一步的下调αvβ3 integrin蛋白。应用实时活体生物发光检测技术研究发现，肝素显著抑制黑色素瘤肺转移，同时同样下调了荷B16-F10-luc-G5 Balb/c裸鼠肺组织中14-3-3 zeta/delta和vimentin蛋白的表达水平。应用细胞黏附实验、Transwell小室模型和细胞活力检测实验，借助vimentin-siRNA敲除PC-3M中约40% vimentin，能够显著抑制肿瘤细胞的生长；应用vimentin-siRNA敲除HUVECs中约35% vimentin，能够显著抑制肿瘤细胞与内皮细胞间的黏附。本研究证实，肝素能明显抑制肿瘤细胞生长、与内皮细胞黏附和迁移过程，其抗肿瘤转移的作用机制与其调节肿瘤细胞和内皮细胞中14-3-3 zeta/delta和vimentin蛋白有重要联系。