LMO4 3’端非编码区缩短调控肿瘤干细胞行为介导乳腺癌赫赛汀耐药性的研究

Acquired resistance to Herceptin in HER2 positive mammary carcinoma cells remains one big problem. In our study, we did high throughput sequencing in Herceptin resistant mammary carcinoma cells and did microarray in breast cancer stem cells (CSCs). LMO4 was selected as one potential gene to study which has alternative cleavage and polyadenylation (APA) in 3’ untranslated regions (3’UTRs) resulting in 3’UTR shortening, and over-expresses in Herceptin resistant cells and CSCs. According to the feature and functions of LMO4 as previous studies reported, LMO4 may play an important role in Herceptin resistance and breast CSCs. In our study, we confirmed LMO4 increased in BT474 HR (Herceptin resistance) cells and BT474 CSCs with an increased proportion of 3’UTR shortening, and LMO4 mediates Herceptin resistance in BT474 HR cells. For further study, we will explore escaping of the inhibition of miRNAs in LMO4 3’UTR shortening resultes in the increase of the protein level, and LMO4 mediates Herceptin resistance by promoting cancer stem cell-like behavior. We will do experiments both in vitro and in vivo, and will confirm our results in clinical tissues. In this project, we will raise a new mechanism in acquired resistance to Herceptin of HER2 positive mammary carcinoma, and will offer new potential adjuvant therapeutic candidates to enhance trastuzumab efficacy in HER2-positive mammary carcinoma.

HER2阳性乳腺癌赫赛汀耐药性依然是广泛关注的课题。我们通过高通量基因测序、基因芯片，结合生物信息学筛选出LMO4具有3’UTR缩短特征，在赫赛汀耐药性细胞和肿瘤干细胞中表达上调，根据LMO4被报道的相关功能推测很可能参与肿瘤干细胞和赫赛汀耐药性的调节。我们在BT474细胞体系中初步证明LMO4的3’UTR缩短现象与其在肿瘤干细胞和赫赛汀耐药性细胞中表达上调相关，LMO4能够调控赫赛汀耐药性细胞BT474 HR的药物抗性。在本课题中我们将深入探索LMO4 3’UTR缩短通过逃避miRNA抑制作用调控基因表达的机制；LMO4由于3’UTR缩短导致表达上升调控肿瘤干细胞行为介导赫赛汀耐药性的功能。我们将分别通过细胞实验、小鼠实验以及病人组织分析等进行全面验证。本项目的实施对于探索和完善乳腺癌赫赛汀耐药性的机制具有重要意义，并将为临床诊断和治疗提供新的理论依据，为发展新型乳腺癌治疗药物奠定基础。

在本研究中，我们证明了LMO4促进乳腺癌细胞对赫赛汀的药物抗性。在获得性赫赛汀耐药乳腺癌细胞SKBR3-HR和BT474-HR中LMO4的表达显著增加。LMO4的特异性敲低增加了SKBR3-HR和BT474-HR细胞对赫赛汀的敏感性。体外细胞实验和在体小鼠实验证明，LMO4的过表达显著增加HER2阳性乳腺癌细胞对赫赛汀的耐受。LMO4正向调控BCL-2基因的表达，BCL-2介导了LMO4对HER2阳性乳腺癌细胞赫赛汀耐药的促进作用。在HER2阳性乳腺癌患者中，高水平的LMO4与较差的临床病理参数（包括肿瘤大小和组织学分级）和较低的生存率显著相关。因此，LMO4可作为人HER2阳性乳腺癌诊断和治疗的靶基因。..此外，我们还研究了（1）GSE1通过SLC7A5促进胃癌的肿瘤生长和转移，GSE1高表达与胃癌患者不良生存结局显著相关。GSE1促进胃癌细胞的致癌性和侵袭性（细胞实验和小鼠实验分别验证）。MiR-200b和miR-200c直接靶向抑制调节GSE1基因，SLC7A5受GSE1的正向调控。MiR-200b/200c、GSE1、SLC7A5分子信号通路对人胃癌细胞的恶性行为发挥重要作用。（2）自分泌催乳素促进人子宫内膜癌生长转移，降低化疗敏感性。自分泌催乳素促进子宫内膜癌细胞增殖、转移和侵袭；在异种移植模型中，催乳素促进子宫内膜癌肿瘤的生长、局部侵袭和远端转移。催乳素的过表达降低子宫内膜癌细胞对化疗药物的敏感性。CD24介导了催乳素降低子宫内膜癌细胞对化疗药物的敏感性。（3）MiR-26a通过调控PTEN基因的表达，在不同胃癌细胞系中对肿瘤细胞增殖和转移发挥相反作用。在胃癌细胞MKN-28中，miR-26a促进细胞增殖和转移。在胃癌细胞AGS中，miR-26a抑制细胞增殖和转移。PTEN介导了miR-26a在不同胃癌细胞中的相反作用。（4）MiR-330抑制乳腺癌细胞的增殖。MiR-330靶向抑制HER2基