Sam68促进乳腺癌干细胞自我更新的分子机制研究

Numerous studies have shown that breast cancer is originated from breast cancer stem cell, whose mechanisms of generation and regulation remain unclear. We have previously reported that Sam68 expression is closely related with the clinical stage of breast cancer; further study found that high expression of Sam68 can induce more breast cancer cells to form mammashperes in suspension cultural condition, enhance the Hoechst33342 dye efflux function, and reduce the number of cells required for the formation of tumors in NOD/SCID mice. The biological characteristics and molecular mechanism of Sam68 in breast cancer stem cell self-renewal needs to be clarified. In the model of Sam68 up-regulated or down-regulated breast cancer cells, we try to explore the role of Sam68 in breast cancer stem cell self-renewal by mammasphere formation, side population selection, western blot and luciferase reporter gene analysis. The relationship among Sam68, Bmi-1 and β-catenin signal pathway will be analysed. Furthermore, the ability of tumor formation in vivo will be tested to verify the capacity of Sam68 in promoting self-renewal. Thus, we can provide envidence for these hypothesis that high-expressed Sam68 may promote the self-renewal of breast cancer stem cells, and find a new molecular target for the treatments of cancer.

已有大量研究表明，乳腺癌干细胞是乳腺癌发生发展的根源。然而，肿瘤癌干细胞的调控机制仍不清楚。我们前期报道了Sam68的表达与乳腺癌临床进程密切相关；进一步研究发现，高表达Sam68可引起乳腺癌细胞中悬浮乳腺细胞球形成增多、外排Hoechst33342的细胞比例升高、在NOD/SCID小鼠中的形成肿瘤所需细胞数目减少。Sam68在乳腺癌干细胞自我更新过程中的生物学特性和分子调控机制亟待阐明。本项目将以高表达或抑制Sam68的细胞为模型，通过乳腺细胞球悬浮培养、侧亚群细胞分选、蛋白免疫共沉淀及荧光素酶报告基因分析等方法，研究Sam68在肿瘤干细胞自我更新过程中的分子机制，探讨Sam68上调Bmi-1及增强β-Catenin的转录活性的胞内信号通路，并通过动物实验明确Sam68促乳腺癌干细胞自我更新的功能，为高表达Sam68促进肿瘤干细胞自我更新的假设提供证据,并为治疗恶性肿瘤提供新的分子靶点。

已有的研究表明，乳腺癌肿瘤干细胞在乳腺癌的复发中起着关键的作用。Sam68蛋白被发现与乳腺癌的形成和恶性进展密切相关。然而，Sam68蛋白蛋的有乳腺癌干细胞自我更新过程中的转录后调控机是不清楚的。在本项目的研究中，我们建立了一个外源性的高表达Sam68蛋白模型和两个通过siRNA低表达Sam68蛋白的细胞模型。通过流式细胞仪的检测，体外乳腺球的培养及在重症免疫缺陷鼠的外移植模型中的实验，我们发现高Sam68蛋白可以促进乳腺癌干细胞的自我更新，而低表达Sam68蛋白明显降低了乳腺癌干细胞的比例和小鼠体内成瘤率。为进一步研究Sam68促乳腺癌干细胞自我更新的分子机制，通过免疫荧光染色法，蛋白免疫印迹法，荧光素酶报告基因法，我们发现Sam68蛋白通过促进beta-catenin进入细胞核而激活了Wnt/beta-catenin信号通路。为深入研究Sam68在乳腺癌中升高及其促进乳腺癌干细胞自我更新的机制，我们通过分析网上共享的基因芯片GSE45666的数据, 发现了在乳腺癌中普遍降低的miR-204可以通过抑制Sam68 蛋白的表达从而改变Wnt/beta-catenin信号通路，最终促进了乳腺癌自我更新。.基于这一理论，将 Sam68可作为乳腺癌治疗新靶点，能够提高乳腺癌的早期诊断和抗肿瘤作用。这一研究为肿瘤的靶点研究提供了新思路，对乳腺癌的调节机制提供了新的理论和实验基础，在肿瘤治疗领域具有应用前景。