乳腺癌骨转移特异性糖分子标志物的发现验证及功能研究

Bone metastasis is most common and fatal complications of breast cancer. The latest studies found that glycan changes on the surface of breast cancer cells have a great relation with abilities and organ tropism of breast cancer metastasis. Therefore, the discovery of bone metastasis specific glycan biomarker will be necessary for the diagnosis and treatment of breast cancer bone metastasis. Thus, we profiling breast cancer cell lines of different organ tropism on lectin microarray and found 7 lectins not reported were involved in breast cancer bone metastasis, show extremely high binding with bone metastasis breast cancer cell line. Based on this interesting discovery, our study aims to verify these bone metastasis specific lectins through a great amount of clinical samples, and further functional studies their biological functions by using lentiviral vectors gain or loss of functional study, deletion of glycans using glycosidase to assessing the effects of the bone metastasis-specific glycans in vitro and vivo. The main contribution of this proposed research is to discover and validate the bone metastasis specific glycans of breast cancer and further elucidating its roles in the process of breast cancer bone metastasis, which would provide the possibility of developing novel diagnostic and therapeutic strategy for the patients with bone metastasis breast cancer.

骨转移是乳腺癌最常见且致命的并发症。最新的科学研究发现乳腺癌细胞表面膜糖蛋白的糖分子改变与其转移能力及器官转移倾向有着密切的联系。因此，发现乳腺癌骨转移特异性糖分子标志物将是今后乳腺癌骨转移的风险诊断和治疗的必要前提。我们前期研究通过凝集素芯片技术和生物信息学分析，对骨和肺转移的乳腺癌细胞系的表面糖结构进行了谱系化的比较分析，筛选出7个未被报道的与骨转移乳腺癌细胞系特异性高结合的凝集素。本项目拟在此前期基础上，进一步在200例临床标本中验证所筛选的骨转移特异性凝集素, 并通过体内外实验确定特异性糖分子的结构，再通过糖苷酶去除乳腺癌细胞表面相应糖分子，慢病毒载体转染上调或下调关键的糖基转移酶及动物体内活体成像，观察分析特异性糖分子是何影响乳腺癌骨转移的进程的，最终确认乳腺癌骨转移特异的糖分子标志物结构及其在乳腺癌骨转移中的作用，为乳腺癌骨转移风险的诊断和治疗提供新的科学依据。

转移是乳腺癌及其他实体肿瘤最常见且致命的并发症。最新的科学研究发现乳腺癌细胞表面膜糖蛋白的糖分子改变与其转移能力及器官转移倾向有着密切的联系。我们前期研究通过凝集素芯片技术和生物信息学分析，对骨和肺转移的乳腺癌细胞系的表面糖结构进行了谱系化的比较分析，筛选出7 个未被报道的与骨转移乳腺癌细胞系特异性高结合的凝集素。本项目原本希望在此基础上，继续对乳腺癌骨转移的表面糖标志物相关研究，但由于临床样本收集部分遭遇到了困难，无法收集到预期数量的骨转移乳腺癌样本。我们改变了研究方向，转向研究乳腺癌转移风险特异性糖蛋白。.我们同样通过凝集素芯片筛选了不同转移高低能力的乳腺癌细胞系，找到了其中特异性结合的凝集素RCA-I。经过免疫荧光和流式细胞计数等方法验证过后，我们又利用了凝集素富集和液质联用找到了被凝集素特异性识别的细胞表膜糖蛋白POTEF。同时，利用组织芯片技术，我们也验证了RCA-I确实和乳腺癌病人的分级分期以及生存期相吻合。本项目最终完成了一个特异性识别乳腺癌转移能力的凝集素RCA-I的发现，以及其识别的细胞表面蛋白POTEF的鉴定，为今后研究乳腺癌的转移及临床对于乳腺癌转移的预后提供了立论依据。