神经肽VGF驱动肺癌细胞代谢可塑性促进其脑内生存的机制研究
批准号:
82073242
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
李波
依托单位:
学科分类:
肿瘤代谢
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李波
中文摘要
肺癌具有脑特异性转移特征,具体机制尚不清楚。前期工作中利用基因测序及生信分析筛选到脑转移相关因子—神经肽VGF和HOXB9,分析提示二者可能存在转录调控关系;细胞学实验表明VGF可改变脑转移肺癌细胞内能量代谢模式及线粒体形态,与其生存活力相关。本项目拟利用不同实验模型(肺癌脑转移动物,活体外脑组织切片培养,体外细胞共培养)探讨:①VGF是否介导肺癌脑内定植过程;②VGF是否调控肺癌细胞代谢可塑性(代谢模式转变及线粒体动力学改变)维系其脑内生存及可能机制;③解析HOXB9调控VGF表达分子机制;④分析HOXB9、VGF及相关因子在临床肺癌原发癌灶及脑转移癌灶中表达模式异同,明确这些因子表达模式与脑转移临床关系,评价其作为肺癌脑转移风险预测因子的可能性。这些工作的完成可望为防治肺癌脑转移提供潜在干预靶点,也为“肿瘤可塑性介导器官特异性转移”提供新的实验佐证,具有一定的医学意义和理论研究价值。
英文摘要
A feature of metastasis is that different cancer types and subtypes display preferentially metastasize to specific organs, known as 'organotropism’. Lung cancer is the primary tumor that most commonly metastasizes to the brain. However, it is not very clear why lung cancer metastasize to the brain more frequently than others. In our previous study, genome-wide sequencing analyses of metastatic variants identified a nerve growth factor (NGF)-inducible transcript, VGF and HOXB9 as regulators of lung cancer metastasis to brain. The further transcriptome analysis of lung cancer from TCGA database indicated that the levels of VGF and HOXB9 were positively correlated with the morbidity and prognosis of patients with lung cancer metastases to brain. Furthermore, there might be a transcriptional regulation between HOXB9 and VGF. After that, the results from the assay of cellular functions revealed that VGF could induce the transformation of cell energy metabolism and mitochondrial morphological adaptations, which contributed to the survival of lung cancer after metastazing to brain. Based on these results, our projects will be focused in the role of VGF in metabolic plasticity of lung cancer cell metastasized to brain. In the presented study, we will construct the different experimental models, including experimental brain metastatic animal model, ex vivo brain slice culture and in vitro cellular co-culture system. Using these models, we will explore the following problems: the exact effects of VGF on brain colonization of lung cancer cell; the detailed mechanisms of VGF-induced metabolic plasticity of brain metastatic cell; the possible mechanisms of HOXB9-controlled the upregulation of VGF; and the potential clinical relevance of VGF and HOXB9 with lung cancer metastasis to brain. These works are necessary to improve a better understanding of lung cancer preferentially metastasize to brain, which might provide a potential therapeutic target for brain metastasis treatment. More importantly, these studies will highlight the importance of cancer cell plasticity in organ-specific metastasis.
肺癌具有脑特异性转移特征,具体机制尚不清楚。我们以前期工作中利用基因测序及生信分析筛选到脑转移相关因子—神经肽VGF和HOXB9为研究对象,开展如下工作:从临床和实验室研究两个层面尝试证明神经肽VGF通过调控脑转移肺癌细胞代谢的可塑性维系了其在脑内的生存;探明HOXB9介导肺癌细胞向类神经细胞样改变维系其脑内生存的作用机制。本项目研究的重要结果如下:其一,证明肺腺癌细胞内VGF通过调节线粒体动力学和线粒体氧化磷酸化,赋予肺腺癌细胞脑转移的能力:①肺腺癌细胞内VGF升高与肺癌脑转移相关;VGF升高增强肺腺癌细胞在脑内的生存能力。②肺腺癌细胞内VGF升高通过促进葡萄糖代谢维持癌细胞的存活和增殖;VGF 通过调控线粒体融合增强了肺腺癌细胞的氧化磷酸化能力。其二,在研究过程中获得了两个新的研究生长点,开展了如下探索性工作:①脑转移肺癌细胞相较于原位肺癌细胞具有更为显著的恶性表型,并且细胞形态发生类神经细胞样变化,神经标志物表达水平升高。利用全转录组基因测序技术结合生物信息学方法分析获得脑转移后的肺癌细胞基因表达谱的变化规律,发现HOXB9与肺癌脑转移相关,且过表达可以诱导脑转移肺癌细胞发生类神经细胞表型的转变,促进了其在脑内的生存;②描绘了早期LUAD患者的基因表达特征,并追踪了从非侵袭性到侵袭性LUAD的转录组学转变轨迹。首次表明PLPP2介导的脂筏合成是LUAD早期进展中的一个重要生物学事件,为临床环境中更精确的诊断和治疗提供了潜在目标,并证明PLPP2是LUAD患者的独立预后危险因素。本项目获得的重要结果部分以标注资金资助形式已发表,尚有结果整理撰文发表中。
小细胞肺癌外泌体介导S100蛋白重塑血脑屏障微环境促进肿瘤脑转移的机制研究
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批准号:81672881
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项目类别:面上项目
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资助金额:53.0万元
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批准年份:2016
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负责人:李波
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依托单位:
小细胞肺癌细胞分泌的膜联蛋白A1调控血脑屏障微环境介导其脑转移的机制研究
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批准号:81372336
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项目类别:面上项目
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资助金额:75.0万元
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批准年份:2013
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负责人:李波
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依托单位:
胎盘生长因子在小细胞肺癌细胞穿过血脑屏障转移入脑中的作用及机制的研究
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批准号:30600270
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2006
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负责人:李波
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依托单位:
国内基金
海外基金