年龄相关基因DYNLT3通过调控乳腺干细胞促进乳腺癌的发生发展

Breast cancer incidence increases with age, yet the mechanism of age-associated mammary tumorigenesis is unclear. Our previous studies demonstrated that some mammary glandluminal progenitorsundergoluminal to basal phenotypic changes during aging. More interestingly, basal stem cells in old mice were increased in frequency, but showed a functional decline of differentiation and increased neoplastic transformation potential.Thus, these abnormal mammary stem cells arethe origin of mammary tumorigenesis. Using bioinformaticstechniques, we alsoidentified dozens of genes that are associated with both age and breast cancer, which were found to be prognostic for breast cancer outcome. DYNLT3, one of the up-regulated genes with age and breast cancer, is significantly associated with poor outcome of breast cancer. Stable knockdown of DYNLT3 significantly inhibited breast cancer cell proliferation and migration. Moreover, the expression of DYNLT3 is positively associated wihtthe breast cancer stem cell marker CD44.Therefore, we hypothesize that DYNLT3 may drive the development and progression of breast cancer by inducing the formation of abnormalbreast stem cells. This study aims to determine the role of DYNLT3 in the regulation ofbreast cancercell malignancyand mammary stem cell function utilizing various cutting-edge technologies, human tissues and transgenic mice.Successful completion of the proposed study will likeyield novel insights tomolecular etiology of breast carcinogenesis and lead to the development of novel preventive and therapeutic interventions.

年龄是乳腺癌发生的一个重要高危因素，但其调控乳腺癌的机制不清。本课题组前期研究证实随着年龄增长，部分导管腔细胞将向富含乳腺干细胞的基底细胞转化，这些随年龄增长出现的功能异常的乳腺干细胞是乳腺组织恶性转化的前体。通过生物信息学技术，我们发现了数十个与年龄和乳腺癌相关的候选基因。其中动力蛋白轻链基因DYNLT3的表达量与乳腺癌的不良预后明显相关，稳定敲除该基因可显著抑制乳腺癌细胞的生长与转移，此外DYNLT3基因的表达量与乳腺癌干性基因的表达明显正相关。由此我们猜测年龄相关基因DYNLT3可通过调控乳腺干细胞参与乳腺癌的发生发展。为验证这一假说，我们将在细胞和动物水平上，借助分子生物学和转基因小鼠的技术手段，探讨异常的乳腺干细胞调控乳腺癌发生发展的机制，明确随着年龄增加，DYNLT3基因表达水平发生改变，从而刺激异常的乳腺干细胞形成，引起乳腺细胞恶性转化，为明确乳腺癌的发生机制提供新的思路。

年龄增长是乳腺癌发生的一个重要高危因素，但年龄增长相关基因如何调控乳腺癌发生发展尚未明确。在本课题组的前期研究中，通过生物信息学技术，我们发现了数十个与年龄增长以及乳腺癌发生均相关的候选基因，其中包括动力蛋白轻链基因DYNLT3。同时发现，DYNLT3基因的表达量与乳腺癌干性基因的表达显著正相关，且与乳腺癌的不良预后明显相关。因此，本课题采用免疫组化方法，研究年龄相关基因DYNLT3在乳腺癌癌变过程中的表达变化；通过皮下移植瘤模型和体外细胞实验，研究DYNLT3基因对乳腺癌恶性生物学行为以及发生发展的影响及相关机制。同时，研究DYNLT3通过调控乳腺干细胞参与了乳腺细胞的恶性转化。借助分子生物学和转基因小鼠的技术手段，通过构建条件性敲入基因小鼠在乳腺部位特异高表达DYNLT3，研究DYNLT3基因在衰老过程中对乳腺癌发生发展的影响。此外，还研究了年龄相关基因DYNLT3对卵巢癌和宫颈癌发生发展的影响以及相关机制和通路。.研究结果发现：1）DYNLT3在乳腺癌组织中的表达显著增加。2）DYNLT3的过表达显著增加乳腺癌细胞的恶性生物学行为，包括细胞增殖、侵袭和迁移而导致乳腺癌的发生发展。3）DYNLT3基因的表达量与正常乳腺组织和乳腺癌中干性基因CD44的表达显著相关。4）成功构建乳腺部位高表达DYNLT3基因小鼠，发现年龄相关基因DYNLT3在衰老过程中影响着乳腺组织的病变。5）明确了DYNLT3在卵巢癌组织中的表达显著增加，DYNLT3促进了卵巢鳞癌细胞的增殖、迁移和侵袭，分别与调节Ki-67蛋白、Ezrin蛋白相关。6）明确了DYNLT3在宫颈癌中是抑制癌细胞的增殖、迁移和侵袭，促进细胞凋亡。DYNLT3的上调降低了Wnt信号通路相关蛋白（Dvl2、Dvl3、Wnt3a、Wnt5a/b、Naked1、Naked2、β-catenin、C-Myc等）和EMT相关蛋白（N-cadherin、SOX2、OCT4、Vimentin、Snail）的表达，但增加E-cadherin、Nanog、Axin1等蛋白的表达。.该课题为明确年龄相关基因DYNLT3在女性生殖器官恶性肿瘤发生发展中的作用提供依据，有助于开发新的肿瘤治疗策略。研究发现的DYNLT3基因在不同组织类型的肿瘤中发挥了不同的作用，促进乳腺癌和卵巢癌的发生发展，但是却抑制宫颈鳞癌的生长，其机制尚待进一步研究。