Calumenin在骨肉瘤增殖和转移中的分子机制研究

Osteosarcoma is the most common bone malignancy in adolescents. Chemotherapy and surgery are the main means of treatment for osteosarcoma. The insensitivity to chemotherapy is often the main reason for recurrence and metastasis. It is of great significance to find a new therapeutic target. We previously detected the differentially expressed genes in clinical osteosarcoma tissues and matched non-tumor tissues using RNA-seq technique. Through cell-level screening and clinical analysis, Calumenin (CALU) was found to be overexpressed in osteosarcoma tissues. Meanwhile, CALU expression level was correlated with lung metastasis. Knockdown of CALU could significantly inhibit the proliferation, migration and invasion of osteosarcoma cells and regulate the expression of MAPK signaling pathway. Therefore, we suppose that CALU promotes the proliferation and metastasis of osteosarcoma through MAPK signaling pathway. In this study, we will carry out an in-depth study of the role of CALU in osteosarcoma on a cellular, molecular or overall level. We want to find the CALU interacting protein by co-immunoprecipitation, mass spectrometry and mRNA sequencing and identify how CALU regulates MAPK signaling pathway. We will further clarify the molecular mechanism of CALU in osteosarcoma, find that CALU may be taken as a new therapeutic target or prognostic marker in osteosarcoma, and provide a new idea for the clinical treatment of osteosarcoma.

骨肉瘤是青少年最常见的骨原发性恶性肿瘤，化疗及手术是骨肉瘤治疗的主要手段，患者对化疗的不敏感往往是复发转移的主要原因，寻找新的治疗靶点意义重大。本课题以临床骨肉瘤组织和配对瘤旁组织为研究对象，采用转录组测序检测其差异表达基因；通过细胞水平筛选和临床分析，发现Calumenin（CALU）在骨肉瘤组织中高表达，并且其表达水平与肺转移相关；干扰CALU可以抑制骨肉瘤细胞的增殖和迁移侵袭，并且可以降低MAPK信号通路的活性。因此，我们推测CALU可能通过MAPK信号通路发挥其促进骨肉瘤增殖和转移的作用。本课题拟通过细胞实验、动物模型和临床研究，进一步明确CALU在骨肉瘤增殖转移中的功能；并采用免疫共沉淀、质谱分析和mRNA测序等方法，寻找CALU相互作用的蛋白及影响MAPK信号通路的具体分子机制。通过探讨CALU作为骨肉瘤新的治疗靶点或预后指标的可能性，为临床骨肉瘤治疗提供新的思路。

骨肉瘤是原发性骨肿瘤中恶性程度最高的成骨性肿瘤，目前认为起源于骨组织中的间叶细胞，骨肉瘤的发病年龄呈双高峰特征，10-20岁以及大于50岁，青少年是骨肉瘤的高发人群，发病率大约为百万分之4.4。在过去，骨肉瘤的治疗方式主要是截肢，现在骨肉瘤的治疗采取新辅助化疗+手术保肢联合治疗方案，包括术前1-2个周期的多药化疗，疗效评估后决定手术方式，术后标本评估肿瘤坏死率，调整化疗方案，继续化疗3-5个周期，定期随访等。自从新辅助化疗药物的应用，骨肉瘤患者的5年生存率提高到60% ~ 70%，然而仍有一部分患者对化疗不敏感且预后不良，此时往往导致截肢，致残率较高，这对青少年的身心健康有巨大危害。此外，骨肉瘤还易发生肺转移，20% ~ 25％的初诊骨肉瘤患者存在肺部微小转移灶。因此，在临床实践过程中如何判断骨肉瘤的进展程度、寻找新的药物治疗靶点以及预测患者的预后都是临床医生不可回避的重要课题。本课题以临床骨肉瘤组织和配对瘤旁组织为研究对象，采用转录组测序检测其差异表达基因；通过细胞水平筛选和临床分析，发现Calumenin（CALU）在骨肉瘤组织中高表达，并且其表达水平与肺转移相关；干扰CALU可以抑制骨肉瘤细胞的增殖和迁移侵袭，并且可以降低MAPK信号通路的活性。因此，我们推测CALU可能通过MAPK信号通路发挥其促进骨肉瘤增殖和转移的作用。通过探讨CALU作为骨肉瘤新的治疗靶点或预后指标的可能性，为临床骨肉瘤治疗提供新的思路。相关文章正在投稿中。除此以外，在该课题的资助下，我们对测序数据进一步挖掘，发现了CLTC在骨肉瘤中的重要作用。首先CLTC的高表达与预后不良相关。CLTC高表达患者的无瘤生存率和总生存率明显低于CLTC低表达患者。实验证实，CLTC能促进骨肉瘤增殖，抗凋亡，影响细胞周期。机制研究发现，CLTC可以通过TFG依赖的途径激活TGF-β信号和AKT/mTOR信号通路。这可能是CLTC作为癌基因的主要机制。SP1可与CLTC启动子的-755至-455位点结合，促进CLTC的转录活性。这可能是骨肉瘤中CLTC异常表达的原因。相关文章已发表于clinical and translational medicine杂志。