Legumain在乳腺癌骨转移和破骨损伤过程中的作用机制研究

乳腺癌已经成为全球女性发病率最高的恶性肿瘤，我国乳腺癌的发病率和死亡率都呈迅猛上升态势，而乳腺癌骨转移是影响生存率和死亡率的主要因素。新近发现，半胱氨酸蛋白酶Legumain在乳腺癌中高表达，在正常组织中几乎不表达或低表达，但它在乳腺癌骨转移过程中的作用机制尚没有研究涉及。我们通过基因表达谱和免疫组化方法发现Legumain在乳腺癌骨转移灶中高表达，在破骨细胞中尤为显著，故我们提出了legumain与TRAF6结合参与RANKL/TRAF6/NF-κB通路以调控破骨细胞分化和功能的分子机制的假说。本研究拟通过RNAi和Legumain特异性抑制剂抑制Legumain的功能， 并利用Legumain转基因鼠，TRAF6敲除鼠和乳腺癌骨转移小鼠模型，研究Legumain 对破骨细胞功能及溶骨损伤的影响，探讨乳腺癌骨转移发生发展的调控机制，为临床提供靶向治疗的理论依据和防治方法。

在70-80%的晚期乳腺癌患者中，肿瘤会发生骨损伤/转移。而蛋白酶在癌症的发展有重要作用。分子生物学研究表明Legumain，天冬酰胺内切酶（Asparaginyl Endopeptidase，AEP），与肿瘤的发生发展密切相关。我们研究显示TRAF6通过K63-多聚连接泛素化Legumain，而去泛素化USP17可逆Legumain的泛素化，并促进Legumain细胞内的稳定性和分泌。破坏Legumian和TRAF6之间的相互作用明显减少Legumian的分泌，从而降低了乳腺癌细胞转移。通过检测乳腺癌患者血清高循环的Legumain水平，我们发现Legumain抑制剂与单克隆抗体的使用可以明显改善小鼠模型中肿瘤恶化。此外，还观察到临床乳腺癌患者的TRAF6的过表达和Legumain的泛素化，并与不良预后的相关性。我们的研究结果阐明通过TRAF6连接K63-多聚泛素化Legumain的一种新机制，Legumain与TRFF6的相互作用以及乳腺癌患者的Legumain和TRFF6蛋白水平，与乳腺癌患者的预后有重要意义，这些研究结果揭示肿瘤微环境中循环的Legumain可作为肿瘤诊断的生物标志物诊断和肿瘤治疗的靶点。