靶向TRB3/AKT相互作用抑制乳腺癌干性的作用与机制

Breast Cancer Stem Cells (BCSCs) is the main reason to cause drug resistance, tumor recurrence and metastasis. Recent studies show that TRB3 (Tribbles homolog 3) involved in tumor invasion and metastasis, and also the expression level of TRB3 correlates aggressive breast cancer progression. Here, we found enhanced expression of TRB3 in BCSCs, silencing TRB3 inhibited the tumor mammospheres formation in vitro, transcriptional factor FoxO1 played a key role during TRB3 promoting stemness factor SOX2 gene transcription. We proposed to investigate the molecular mechanism of TRB3 regulating BCSCs, indentify the role of TRB3/AKT1 interaction in BCSCs, confirm that TRB3 play an important role to accelerate breast cancer disease progression, screen the α-helix peptides the blocking effects for TRB3/AKT1 interaction, and verify the inhibit effects of these peptides for breast cancer stemness. The proposed studies will provide new insights into the molecular pathogenesis of breast cancer stemness and identify the therapeutic targets and lead compounds for breast cancer recurrence and metastasis.

乳腺癌干细胞（Breast Cancer Stem Cells, BCSCs）是导致肿瘤发生、耐药、复发及转移的主要原因。研究表明TRB3（Tribbles homolog 3）不仅参与肿瘤的侵袭转移，而且与肿瘤病人不良预后呈正相关。我们发现BCSCs表达高水平TRB3，抑制TRB3表达能降低BCSCs体外形成微球的能力，这是因为转录因子FoxO1介导TRB3促进干性因子Sox2基因转录。本项目拟深入研究TRB3/AKT1相互作用调节FoxO1-Sox2的表达和功能，以确定TRB3调节BCSCs的作用机制和促进乳腺癌发生发展的重要作用。我们将在此基础上，筛选抑制TRB3/AKT1相互作用的螺旋肽并研究螺旋肽是否具有抑制BCSCs功能的作用及抗乳腺癌的治疗作用。本项目将有助于我们深入理解TRB3 调节BCSCs功能，促进乳腺癌发展的机制，为开发新的治疗乳腺癌复发及转移药物提供理论和实验依据。

乳腺癌是世界女性最常见的恶性肿瘤。乳腺癌干细胞是引起肿瘤发生、耐药、复发以及转移的关键原因之一。肿瘤微环境在乳腺癌干细胞的维持中发挥关键作用。本项目研究肿瘤微环境诱导肿瘤细胞应激蛋白TRIB3异常表达，从而维持肿瘤干性的作用与机制。本项目研究发现，乳腺癌患者肿瘤组织TRIB3表达异常增高，高表达TRIB3患者生存率低、预后差。肿瘤微环境均能诱导肿瘤细胞高表达TRIB3，TRIB3介导了肿瘤微环境维持乳腺癌干性的功能。同时人肿瘤干细胞亚群CD44+CD24- 与小鼠自发乳腺癌干细胞亚群CD90 hi TRIB3表达增高。TRIB3分别通过与AKT结合抑制AKT/FOXO1结合，抑制FOXO1磷酸化；下调FOXO1新E3泛素酶NEDD4L表达，抑制FOXO1蛋白酶体降解。导致FOXO1核内堆积，激活SOX2转录，SOX2又能与FOXO1启动子结合促进其转录，形成正反馈环路，促进乳腺癌干性。我们从AKT与TRIB3结合的结构域中筛选到特异阻断两者结合的嵌合肽Pep2-Ae，该多肽具有抑制乳腺癌体外成球与体内成瘤的能力。Pep2-Ae通过抑制TRIB3-AKT-FOXO1-SOX2轴活性，抑制乳腺癌干性。我们的结果阐明了高表达TRIB3乳腺癌患者疾病进程加快的分子机制，提示TRB3/AKT相互作用可能是潜在的肿瘤治疗靶点，为开发具有自主知识产权的抗肿瘤多肽药物奠定理论基础。相关工作已经完成并发表Nat Commun（2019，IF: 11.87，第一作者）杂志，并申请国内专利一项。