基于微流控芯片研究p62信号蛋白对乳腺癌干细胞转移潜能的调控作用及其机制

Metastasis is the leading cause in breast cancer patient deaths. Breast cancer stem cells (BCSCs) play an important role in metastasis and recurrence. However, the detailed molecules and signaling networks remain further to be elucidated. Our previous data reveals that targeted intervention of p62 decreases stemness of BCSCs (Oncogene, 2016, revised). Recent work shows that p62 is highly expressed in breast cancer patient specimens, inhibition of p62 reduces tumorigenic and migration abilities of breast cancer cells, and mass spectrometry identification indicates that p62 binds with YBX1 and DNAH9. Thus we hypothesize that p62 is participated in BCSCs metastasis. In this project, by conduction of microfluidic system which can monitor tumor cells migration and metastasis in a real-time and dynamic manner, we try to explore the role of p62 in the regulation of BCSCs metastasis, further solidify our findings in mouse models and clinical specimens, and elucidate possible mechanisms by means of bioinformatics analysis and in intro functional assays. Collectively, our project aim to reveal the critical role of p62 in the regulation of BCSCs metastasis, which we believe will provide informative evidence for clinical application of breast cancer targeted therapy.

转移是乳腺癌患者死亡的主要原因。乳腺癌干细胞参与介导乳腺癌的转移复发，但调控乳腺癌干细胞转移潜能的信号网络和重要分子有待深入阐述和验证。我们前期研究揭示靶向p62信号蛋白可抑制乳腺癌干细胞的干性特征（Oncogene，2016年，已修回），新近发现其在乳腺癌临床肿瘤标本中高表达，干预p62可降低乳腺癌细胞系的致瘤性和侵袭能力，且高通量蛋白质谱组学鉴定提示p62信号蛋白与YBX1、DNAH9等分子存在相互作用。因此我们推测，p62信号蛋白与乳腺癌干细胞的转移密切相关。据此，本项目将借助微流控芯片实时、动态监测细胞运动的独特优势，阐述p62信号蛋白对乳腺癌干细胞转移潜能的调控作用，进一步运用实验动物模型及临床病理标本进行深入验证，并通过生物信息学分析及体外功能学实验探索可能的调控机制。本项目旨在明确p62信号蛋白在乳腺癌干细胞转移过程中的关键地位，为开展针对乳腺癌转移的靶向治疗提供科学依据。

乳腺癌干细胞参与介导乳腺癌的转移复发，但调控乳腺癌干细胞转移潜能的信号网络和重要分子有待深入阐述和验证。项目负责人前期研究揭示靶向p62信号蛋白可抑制乳腺癌干细胞的干性特征（Oncogene. 2017; 36(3):304-317），本项目旨在前期研究基础上，借助微流控转移芯片模型，阐明p62信号蛋白对乳腺癌干细胞转移潜能的调控机制。研究结果证实：1）p62在转移性乳腺癌中表达升高，其过表达与临床不良预后相关；2）p62促进乳腺癌侵袭转移潜能；3）p62结合vimentin并促进vimentin蛋白表达；4）vimentin在p62介导的乳腺癌转移中发挥重要作用；5）临床乳腺癌标本中，p62与vimentin蛋白表达呈正相关；6）基于三阴性乳腺癌脑膜转移临床病例，初步发现p62基因可能通过调节VEGFA表达进而调控血管生成信号通路，介导乳腺癌脑膜转移潜能；7）五环三萜类天然产物齐墩果酸能够降低乳腺癌细胞HER2蛋白糖基化水平，进而增强抗HER2靶向药物曲妥珠单抗的杀伤效应，在此过程中齐墩果酸能够引起p62蛋白水平变化，初步推测p62信号蛋白可能参与了齐墩果酸介导的HER2蛋白糖基化修饰。此外，项目负责人参与了课题组内两项肿瘤干细胞研究工作，分别发现阿司匹林药物能够通过调节NANOG进行影响结肠癌肿瘤干细胞特性，发现缺氧条件下长链非编码RNA H19表达上调，进而通过miRNA let-7/HIF1α/PDK1信号通路维持乳腺癌干性特征。项目负责人上述研究成果，分别以共同第一作者身份发表SCI论文1篇（Carcinogenesis. 2017; 38(11):1092-1103，影响因子：5.1050），以共同通讯作者身份发表SCI论文1篇（Cell Physiol Biochem. 2017; 44(3):1051-1063，影响因子：5.1034），以共同作者身份发表SCI论文1篇（Oncogene 2018(37):1062–1074，影响因子：6.634），获批辽宁省自然科学基金资助计划面上项目1项（项目编号：2019-MS-096，2019.10—2021.09），获批大连市科技创新基金项目1项（项目批准号：2019J13SN87，2019.01—2020.12），项目负责人获评2019年辽宁省百千万人才工程万人层次。