BMP9通过调节BCC与BMSC相互作用抑制乳腺癌溶骨性转移

我们前期发现将乳腺癌细胞MDA-MB-231过表达BMP9后，其溶骨性转移减弱。综合文献报道，我们认为：作为一个分泌性生长因子，BMP9除能抑制BCC本身的生长与侵袭外，在骨微环境中还能通过调节BCC与BMSC的相互作用，减弱BCC的骨转移能力、促进BMSC的诱导成骨，从而抑制乳腺癌的溶骨性转移。要证实该假设，本课题拟利用MDA-MB-231与SKBr-3两种BCC及BMSC细胞HS-5，采用细胞共培养技术、从正反两方面，研究BMP9对BCC与BMSC交互对话的影响、通过观察ALP活性、骨钙素等指标反映BMSC的成骨分化状态、检测RNAKL等了解骨吸收的状态；通过检测PTHrP、IL-6、MMP等转移相关因子反映BCC骨转移能力的变化；并利用"人源性"乳腺癌小鼠骨转移模型进行体内实验研究。为阐明BMP9抑制乳腺癌骨转移的分子机制、开发BMP9治疗乳腺癌溶骨性转移的新用途提供重要的实验基础。

我们的研究发现：BMP9作为一个强力促成骨的生长因子，在乳腺癌组织中表达较低，将BMP9在乳腺癌细胞中过表达以后能抑制其生长、迁移、以及骨转移。进一步的机制探讨中发现：BMP9激活了乳腺癌MDA-MB-231细胞中的Smad1/5/8通路，下调CTGF的表达，从而抑制了肿瘤的骨转移。. 在此基础上我们提出假设：BMP9作为一个分泌性蛋白，对乳腺癌微环境也会产生较强作用，在抑制乳腺癌细胞生长的同时，促进微环境中的骨髓间充质细胞向成骨分化，从而抑制乳腺癌的溶骨性转移。为了证实这一假说，我们采用低表达BMP9的乳腺癌细胞株MDA-MB-231与骨髓间充质细胞株HS-5共培养的方式，在共培养体系中表达BMP9后，发现除了能通过下调肿瘤细胞中的AKT通路、MAPK通路抑制乳腺癌细胞的生长外，还能上调HS-5细胞的OCN、OPN、ALK、OPG等成骨相关基因的表达，使OPG/RANKL比值增大，抑制转移相关因子SDF-1、IL-6、MCP-1的表达，从而下调两种细胞之间的RANK/RANKL和SDF-1/CXCR4调节轴； 在体内实验中我们采用人松质骨皮下包埋的方式，在包埋骨成活后，贴骨接种MDA-MB-231细胞与HS-5细胞混合物，发现BMP9能抑制皮下瘤的生长，减少骨小梁的缺损，同时肿瘤组织中p-Akt表达减少，而OPG表达增加；体内外实验均证实BMP9能通过促进抑制乳腺癌细胞生长侵袭转移能力、同时促进间充质细胞向成骨分化，达到减少乳腺癌溶骨性损伤的目的。.采用高表达BMP9的SK-BR-3乳腺癌细胞作为实验对象进行反向验证，利用RNAi方法干扰内源性BMP9的表达后，发现通过上调HER-2受体的表达、激活信号通路Smad1/5/8以及ERK1/2 and PI3K/AKT， 从而上调细胞增殖转移相关基因如PCNA、VEGF、c-myc、bcl-2、CTGF、CDK2、IL-6、IL-8的表达，下调P21表达，肿瘤细胞的生长转移能力增强。将干扰内源性BMP9表达的SK-BR-3细胞与HS-5细胞共培养后，发现共培养体系中乳腺癌细胞的增殖迁移能力增加、肿瘤生长侵袭相关因子VEGF、CTGF的表达明显增强。. 本研究为探讨乳腺癌发生发展机制，寻求乳腺癌治疗新靶点提供了实验依据。