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耐药细胞源性外泌体EphA2介导癌细胞间通讯促进乳腺癌转移的分子机制研究

批准号:
82073252
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
张飞
依托单位:
学科分类:
肿瘤复发与转移
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张飞

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
耐药和转移是导致癌症患者治疗失败和死亡的主要原因。肿瘤获得耐药能力的同时常伴随着侵袭转移能力的增强,但分子机制不明。前期研究发现乳腺癌耐药细胞能够通过外泌体增强敏感细胞的侵袭能力,同时细胞发生类EMT改变。基于蛋白质组学技术结合细胞学实验证实外泌体EphA2介导了这种作用。传统观点认为EphA2和配体Ephrin A1介导的信号传导需要细胞间直接接触,而外泌体EphA2则是一种新型非依赖于细胞间直接接触的信号途径,其作用机制尚不明确。转录组学分析发现富含EphA2的外泌体作用后细胞中上调的基因在EMT相关的TGFβ通路和粘附相关通路发生富集,继而证实耐药细胞源性外泌体EphA2通过调控药物敏感细胞发生EMT进而促进侵袭转移。本研究拟利用不同EphA2表达水平和活性状态的外泌体,结合多种研究手段阐明外泌体EphA2介导的正、反向信号通路在细胞间通讯中的功能和促进乳腺癌细胞侵袭转移的详细机制。
英文摘要
Drug resistance and metastasis are the leading causes of treatment failure and death in cancer patients. Acquirement of drug resistance by cancer cells is often accompanied by an increased ability to invade and metastasize. However, the detailed mechanism remains unclear. Previous studies have shown that drug-resistant breast cancer cell-derived exosomes promote the invasion of sensitive cells by inducing EMT-like changes. Proteomic profiling of exosomes and subsequent in vitro cell invasion assays confirmed that the exosomal EphA2 mediates the pro-invasive effect. Traditionally, it is thought that the direct cell–cell contact is required for EphA2 and Ephrin A1 signaling. While EphA2 anchored in exosomes represents a novel type of intercellular communication that does not rely on direct cell–cell contact, and its mechanism remains largely unknown. Transcriptomics analysis found that the up-regulated gene sets in EphA2-rich exosomes treated cells were enriched in EMT-related TGFβ pathways and ECM-adhesion signaling pathways. Therefore, these data suggest that drug-resistant cell-derived exosomal EphA2 promotes the invasion and metastasis of breast cancer cells by inducing EMT. In this study, we intend to use exosomes with distinct expression levels of EphA2 or its mutants in combination with multiple research methods to elucidate the function of exosomal EphA2-mediated forward and reverse signaling pathways in intercellular communication and the detailed mechanism to promote breast cancer cell invasion and metastasis.
外泌体不仅介导微环境中癌细胞与基质细胞间通讯,还能介导异质性癌细胞间相互作用促进肿瘤进展,但详细机制仍待阐明。前期研究初步发现,乳腺癌耐药细胞通过外泌体EphA2增强敏感细胞的侵袭能力。本研究发现,敲减耐药细胞中EphA2的表达后,其外泌体失去了增强亲本细胞侵袭能力的作用;随后发现过表达EphA2的外泌体可促进乳腺癌细胞的侵袭能力,表明外泌体EphA2介导了侵袭能力从耐药细胞向敏感细胞的传递。接下来,构建稳定敲减配体Ephrin A1的乳腺癌细胞,并采用富含EphA2的外泌体处理,发现不能增强细胞的侵袭能力;随后构建携带野生型和各种EphA2突变体的外泌体处理乳腺癌细胞,发现只有携带缺失配体结合结构域EphA2-ΔLBD的外泌体失去了促进细胞侵袭的作用;此外,抑制EphA2的激酶活性后,其外泌体仍具有促进乳腺癌细胞侵袭的作用。这些结果说明,外泌体EphA2发挥作用依赖于受体细胞上的配体Ephrin A1,与其激酶活性无关,也即外泌体EphA2通过激活反向信号通路促进细胞的侵袭。反向信号通路与ERK1/2的活化有关,与此相一致,外泌体EphA2可以激活乳腺癌细胞内ERK1/2信号通路;而抑制ERK1/2的活性后,外泌体EphA2的促侵袭作用显著减弱。此外,敲减耐药细胞中EphA2的表达导致细胞发生类MET转变,同时TGFβ关键受体TGFβR1的表达及其下游转录因子Smad3的磷酸化水平也显著降低。相应的,外泌体EphA2可增强乳腺癌细胞中TGFβR1的蛋白稳定性并激活Smad3信号通路,导致细胞发生EMT。上述结果证实,外泌体EphA2还可通过激活TGFβ/Smad3信号通路促进乳腺癌细胞的EMT。接下来,建立可释放内源外泌体EphA2的小鼠乳腺癌模型,并证实耐药细胞源性外泌体EphA2能显著促进癌细胞在小鼠体内的转移能力。最后,对临床血清样本的检测也发现,进展期乳腺癌患者血清中外泌体EphA2的含量显著高于早期患者,说明血浆外泌体EphA2升高是一个乳腺癌进展的标志物。综上所述,本研究揭示了耐药细胞源性外泌体EphA2促进乳腺癌侵袭转移的作用机制,同时表明,靶向外泌体EphA2可能成为一种治疗耐药肿瘤的新策略。此外,本研究还证实外泌体EphA2还能促进血管生成加速乳腺癌转移。另外,还发现耐药细胞释放的外泌体还富含ACE2,其升高也是患者对化疗反应不良的一个标志。
P-glycoprotein与Rack1和Src相互作用并促进耐药乳腺癌细胞侵袭转移的分子机制研究
  • 批准号:
    81472474
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    张飞
  • 依托单位:
p32在调控PKCzeta活性和乳腺癌细胞趋化运动的作用机制研究
  • 批准号:
    81001188
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    张飞
  • 依托单位:
国内基金
海外基金