高侵袭转移能力基底样乳腺癌小鼠模型的构建

The basal-like breast cancer (BLBC) a particularly aggressive molecular subtype， characterized by robust expression of basal cytokeratins, early relapses, poor survival and limiting targeted therapeutic options. Thus, it remains the greatest challenge to overcome BLBC. In this proposal, we make efforts to generate a murine model characterized by highly aggressive basal-like mammary tumor. In our preliminary data, we have identified Musashi (Msi) proteins as a critical regulator of tumor metastasis. We found that low Msi expression is an important feature of BLBC tumors. Knockdown of Msi proteins drives cancer cells to be mesenchymal-basal state, resulting in cancer cells more metastatic, stem-like and apoptosis resistant, which are typical features of BLBC. To make mouse highly aggressive basal-like model, we will delete Musashi proteins (Msi1 and Msi2) in the background of these current basal-like models. We propose that the new model is better to mimic human highly aggressive BLBC. The new model will be evaluated with comparison to human basal-like tumors and mouse tumors from current mouse models at levels of histology, immunochemistry, molecular profiles and metastasis. The new model will be used to further investigate the molecular mechanism of BLBC and screen new drugs for BLBC.

基底样乳腺癌是一类侵袭性很强的亚型，高表达基底层的角质蛋白基因、易早期复发、生存率低,缺少有效的靶向治疗，因此仍旧是乳腺癌中的最大挑战。乳腺癌小鼠模型是揭示分子病源机理和筛选有效治疗药物的重要手段。在本项目中，拟建立一个具有高侵袭能力的基底样乳腺肿瘤小鼠模型。我们前期工作揭示出Musashi蛋白是乳腺肿瘤细胞侵袭转移的重要调控因子。Musashi低表达是基底样乳腺癌的一个重要特征。抑制Musashi驱使癌细胞向间质细胞和基底细胞状态转化，从而获得高转移能力、类干细胞、抗细胞凋亡等基底样乳腺癌特征。本课题将在现有的基底样乳腺癌小鼠模型背景下敲除Musashi基因，获得与人基底样亚型特征更接近的具有高侵袭转移能力的乳腺癌小鼠模型。将在组织学、免疫化学、分子表达谱和肿瘤转移等方面通过与人基底样肿瘤和现有的小鼠肿瘤比较来评估新型小鼠模型。新型小鼠模型将用来揭示基底样乳腺癌的分子机理和筛选新的药物。

建立高转移性乳腺癌小鼠模型对于探究乳腺癌的机理和药物筛选具有重要意义。本课题利用MSI同源基因建立了新乳腺癌小鼠模型。具体研究成果如下：.第一、我们建立了Msi2敲除的MMTV-PyVT乳腺癌小鼠模型。在该小鼠模型中，Msi2敲除加快了乳腺癌细胞的EMT过程，进而加强了乳腺癌的转移能力。在机制上，Msi2通过抑制Notch信号通路来抑制EMT过程。.第二、其同源蛋白Msi1却有着与Msi2相反的功能。我们发现Msi1通过促进乳腺癌细胞的伪足形成而加快癌细胞的转移。在机制上，Msi1通过调控Timp而上调金属蛋白酶，进而促进伪足形成。因此，Msi1敲除的乳腺癌小鼠模型，表现为乳腺癌的转移能力降低。.第三、鉴于Msi1具有促进癌细胞转移的能力，我们建立了Msi1乳腺上皮细胞过表达小鼠模型。令人惊奇的发现是，该Msi1过表达小鼠模型能很好模拟一种稀有的恶性乳腺癌类型，即乳腺Paget病。乳腺Paget病是特异发生在乳头上的恶性乳腺癌，病理上表现为含有腺体状的Paget细胞。在这部分，我们不仅建立了乳腺Paget病的小鼠模型，而且阐明了乳腺Paget病的病理机制和细胞起源，并在临床上发展了利用雷帕霉素治疗Paget病的治疗策略。.以上研究阐明了Msi1和Msi2蛋白在乳腺癌中的功能和作用机制，并在此基础上成功建立了一种稀有的恶性乳腺癌小鼠模型—乳腺Paget病模型。