整合素αvβ3介导EGFR活化促进GBM迁移侵袭的分子机制

Glioblastoma (GBM) is one of the highly aggressive brain tumors. Wild type of EGFR is amplificated in approximately 50% of GBM patients. Integrin αvβ3 also plays an important role in GBM infiltration. However, the cross-talk of integrin αvβ3 and EGFR mediates enhanced cell migration and invasion in GBM is still uncertain. Our previous work found that activated αvβ3 and EGFR formed a complex in the cell membrane and induced EGFR aggregation. Besides, EGFR activation was significantly suppressed by αvβ3 targeted therapy, which suggested that αvβ3 might interact with EGFR and promote cell invasion by their synergistic effects. In this study, we’ll construct the GBM cells models with EGFR over-expression, in GBM cell lines or primary cell culture. Next, we’ll detect the alteration of core pathways moleculars and transcription factors in αvβ3 mediated EGFR activation in vitro, and explore the mechanism of the increased MMP2/9 regulated by the β-catenin - c-fos/AP-1 - αvβ3 activation feedback loop. Finally, we’ll try to find the most efficient strategy of targeted both αvβ3 and the main signal molecules therapies and provide new potential clinical therapeutic targets for treatment EGFR over-expression GBM.

胶质母细胞瘤(GBM)是具有高度侵袭性的脑肿瘤，近50%的GBM高表达野生型EGFR。整合素αvβ3在GBM侵袭中也扮演重要角色。但在此过程中是否存在αvβ3与 EGFR的交互作用及其效应机制尚未见报道。我们前期研究发现，活化的αvβ3与EGFR在细胞膜上形成复合物的同时诱导了EGFR的聚集，干预αvβ3有效抑制了EGFR的磷酸化。提示αvβ3与EGFR在促肿瘤侵袭中可能存在相互作用。本研究拟利用过表达EGFR细胞系和胶质瘤患者相应表型的原代细胞，检测 αvβ3介导EGFR活化对下游核心通路分子及相应转录因子活性的影响，探讨转录因子β-catenin、c-fos/AP-1通过调节 αvβ3的表达形成正反馈环路促进MMP2/9分泌从而介导肿瘤侵袭的机制。通过体内外靶向干预实验明确促进肿瘤迁移侵袭的主要效应分子，筛选有效的联合αvβ3的干预策略，探索适用于EGFR过表达GBM病人治疗的新方案。

人胶质母细胞瘤(GBM)是具有高度侵袭性的脑肿瘤，其发生发展是一系列癌基因活化及抑癌基因失活的结果，其中肿瘤与其局部微环境的相互作用在恶性演变中发挥关键作用。本项目基于“不同肿瘤微环境影响GBM恶性进展的分子机制”为中心展开研究，主要分为两部分内容。.第一部分模拟了低氧联合细胞外基质（玻连蛋白）的肿瘤微环境，通过对具有EGFR基因变异特征的细胞模型、动物模型及公共数据库中病人标本进行生物学实验和生物信息学分析，解析微环境中EGFRvIII介导GBM进展机制。研究发现此微环境特异性活化EGFRvIII细胞中的整合素β3，活化的整合素β3与EGFRvIII产生共定位并延缓其降解。两者的互作引发下游通路活化及细胞侵袭力增加，但在对照细胞中无此现象。微环境下整合素β3、EGFRvIII参与了黏着斑复合物的形成，干扰β3可破坏粘着斑复合物介导的细胞侵袭。应用整合素αvβ3的抑制剂cilengitide可以有效抑制EGFRvIII细胞及原代GBM细胞系的增殖、侵袭及下游信号分子的活化。上述结果在裸鼠体内及临床标本中也得到了验证。这些研究结果提示微环境诱导的整合素β3在EGFRvIII的进展中可能扮演重要角色，因而不同于现行的以EGFR为靶点的治疗方案，对高表达EGFRvIII的患者来说，靶向整合素β3可能是一个有前景的治疗策略。.第二部分研究内容围绕低氧联合TGF-β的微环境而展开，此微环境不仅诱导EGFRvIII细胞下游通路的活化还诱导细胞内及分泌型IGFBP3的表达升高。内源性及外源性IGFBP3的高表达促进此表型细胞下游通路的活化及细胞的侵袭力。IGFBP3可与EGFRvIII及整合素β3形成复合物，干扰IGFBP3或整合素β3不仅可以破坏此复合物，还抑制了分泌型IGFBP3及MMP2的表达。这提示在EGFRvIII细胞中微环境诱导GBM的恶性生物学行为是由IGFBP3介导的，IGFBP3形成的正反馈环路介导了细胞的恶性侵袭。.在研期间共发表SCI论文4篇，其中并列一作1篇，影响因子为5.1。总之本项目取得了良好的研究结果，揭示了特定微环境中促进GBM恶性进展的分子机制，为下一步转化医学研发与应用奠定了良好基础。