Neuropilin-2在骨肉瘤中表达的临床意义及其介导肺转移的分子机制

Osteosarcoma is the most common malignant bone tumor in children and young adults with the 5-year survival of 50-60%. High rate of lung metastasis is the characteristic of osteosarcoma and is believed to be the breakthrough. Neuropilins (NRP) are multifunctional receptors shown to induce angiogenesis and tumor progression by acting as co-receptors for VEGF. Using Genechip array, we found that expression level of NRP2 is significantly higher in patients with lung metastasis than those without metastasis. Our hypothesis is NRP2 expression in osteosarcoma correlated with increased aggressive behavior, tumor vascularity and a poor prognosis. We plan to check the expression levels of NRP2 from clinical samples of osteosarcoma patients and confirm the clinical significance of NRP2. Whether suppression of NRP2 can reduce osteosarcoma local growth, invasiveness and metastasis will be examined by both in vitro and in vivo study. Also the effect on tumor angiogenesis will be explored after silencing NRP2 expression. Then the underlying mechanism will be explored regarding NRP2 mediated cross talk between tumor cell and endothelial cell and changes of related pathways. At the conclusion of these experiments, our goal is to elucidate NRP2 can regulate tumor growth and metastasis in osteosarcoma. As such, NRP2 mediated signaling may represent an attractive target for modulating osteosarcoma therapy and proving novel therapy strategy.

骨肉瘤是儿童及青少年最常见的骨恶性肿瘤,目前5年存活率为50-60%,肺转移是目前治疗难点。VEGF新型受体Neuropilin(NRP)具有显著的调节血管生成作用,并且其在肿瘤中表达水平与肿瘤恶性程度及患者预后有着显著的相关性。通过前期对骨肉瘤患者标本进行基因芯片分析我们发现肺转移组NRP2表达水平显著高于无肺转移组。因此,我们认为NRP2在骨肉瘤中参与调节肿瘤增殖、侵袭及转移,并参与调解肿瘤血管生成。本项目拟通对骨肉瘤患者临床标本观察NRP2在肺转移与非肺转移患者间的表达水平差异,明确其在肺转移中的意义,并通过骨肉瘤细胞系和小鼠骨肉瘤模型,观察抑制NRP2表达后对骨肉瘤增殖、侵袭及转移能力的影响;观察NRP2对肿瘤组织血管生成的影响;寻找骨肉瘤肺转移过程中NRP2介导的肿瘤细胞与内皮细胞相互作用的分子机制,证明NRP2对骨肉瘤肺转移的的影响,以期探寻骨肉瘤肺转移的新机制和防治的新策略。

本研究针对危及儿童及青少年最常见的骨恶性肿瘤骨肉瘤为研究对象，以临床治疗难点-肺转移为研究方向，前期骨肉瘤患者标本基因芯片结果提示转移组NRP2表达水平显著高于无肺转移组，基于上述背景，本研究针对NRP2在骨肉瘤中参与调节肿瘤增殖、侵袭及转移，并参与调解肿瘤血管生成方面的机制展开研究。. 通过扩大临床样本量研究，明确了NRP2在肺转移与非肺转移患者间的表达水平差异，证实了NRP2高表达患者其肺转移发生率及预后均较差这一现象。在机制研究方面，我们首先通过细胞系验证了NRP2基因沉默后，肿瘤的增殖、侵袭及转移均受到抑制，同样在体内实验即小鼠成瘤实验及转移实验中，肿瘤细胞NRP2抑制后小鼠成瘤实验显示肿瘤成瘤能力受到抑制，并且通过转移模型发现小鼠尾静脉注射NRP2沉默后的骨肉瘤细胞系，肺部转移灶数量及大小均低于对照组。在肿瘤细胞与血管内皮细胞之间相互作用方面，肿瘤细胞与内皮细胞共培养发现肿瘤细胞NRP2抑制后其粘附内皮细胞能力下降，并且诱导内皮细胞迁移能力减弱。但肿瘤细胞条件培养基对于小管形成能力及大鼠动脉环实验为未发现其诱导血管生成能力显著改变。基于上述结果我们认为NRP2对于血管调节作用主要通过内皮细胞介导的肿瘤血管正常化，后续通过研究肿瘤细胞与血管内皮细胞见相互作用，我们通过蛋白质分析发现与凝集相关蛋白表达异常为主，说明肿瘤细胞中NRP2表达水平通过自身或内皮细胞的凝集途径影响了肿瘤增殖和转移。此外，我们发现NRP2受Wnt通路调节 。. 本项目研究结果充分明确了NRP2在骨肉瘤肿瘤生物行为学方面有重要的意义，通过抑制NRP2可以降低骨肉瘤增殖、侵袭及转移能力。初步确定了骨肉瘤肺转移过程中Wnt通路通过TCF4调节了NRP2表达水平，并发现肿瘤细胞NRP2水平并不影响肿瘤细胞影响血管生成，但会通过影响其对内皮细胞粘附，并影响肿瘤细胞对内皮细胞募集趋化，从而引起肿瘤细胞转移能力下降。