OSR1调控内质网应激PERK/ATF4通路在三阴性乳腺癌脑转移中的作用及机制研究
批准号:
82103630
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李杨
依托单位:
学科分类:
肿瘤复发与转移
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李杨
中文摘要
三阴性乳腺癌(TNBC)脑转移具有发病早,恶性度高的特点,其发生机制不明。前期研究发现,活化的氧化应激反应激酶1(OSR1)在TNBC脑转移组织中表达显著增加,在我们筛选出的TNBC脑转移细胞株中也发现有高表达,抑制OSR1活性可明显降低其转移能力,提示OSR1可能参与TNBC脑转移。进一步研究表明,OSR1选择性激活内质网应激PERK/ATF4通路,促进基质蛋白POSTN和THBS1分泌,继而影响血脑屏障紧密连接完整性,下调上述基质蛋白可抑制TNBC脑转移细胞跨体外血脑屏障迁移。基于此,本项目拟探讨:①明确OSR1信号通路在TNBC脑转移中的作用;②揭示OSR1介导的内质网应激-基质蛋白信号通路调控机制以及对TNBC脑转移的影响;③干预OSR1及相关分子功能,观察是否能抑制TNBC脑转移。本项目结果将有助于阐明TNBC脑转移新机制,为其靶向治疗提供新靶点。
英文摘要
Triple-negative breast cancer (TNBC) has the propensity to progress aggressively and early metastasize to the brain. However, its mechanism is unknown. Our previous study found that the expression of activated oxidative stress responsive kinase 1 (OSR1) was significantly increased in the TNBC brain metastasis tissues and screened TNBC brain metastasis cell lines. Downregulating OSR1 can inhibit the metastasis of TNBC brain metastasis cells. We speculate that OSR1 may be closely related to the occurrence of TNBC brain metastasis. Further research showed that OSR1 could selectively activate endoplasmic reticulum stress (ERS) PERK/ATF4 signaling and promote the secretion of matrix proteins periostin (POSTN) and thrombospondin 1 (THBS1), which affect the integrity of the tight junction of the blood-brain barrier. Deleting these matrix proteins inhibited the migration of TNBC brain metastasis cells across the blood-brain barrier in vitro. Based on these results, this project will further analyze the role of OSR1 signaling in TNBC brain metastasis and investigate how OSR1-mediated ERS signaling regulates the expression of matrix proteins and its effect on brain metastasis of TNBC. Finally, we try to intervene in the function of OSR1 and related molecules to observe whether it can inhibit TNBC brain metastasis. The results of this project will help to elucidate the new mechanisms of TNBC brain metastasis and provide new drug targets for brain metastasis therapy.
乳腺癌是常见的恶性肿瘤,已成为脑转移发生率较高的实体瘤之一,其中三阴性乳腺癌(TNBC)侵袭性强,脑转移发生时间早、发生率高,是乳腺癌死亡的重要原因。通过回顾性临床研究和动物实验,课题组发现氧化应激反应激酶1(OSR1)与TNBC脑转移密切相关。采用Rafoxanide抑制OSR1活性以及转入WNK1-OSR1融合蛋白以增强OSR1活性行RNA-seq,探索与OSR1活性相关的基因以及信号通路,OSR1活性变化与内质网应激、细胞外基质以及RNA甲基化修饰相关。课题组进一步探究OSR1促进TNBC脑转移的分子机制,OSR1通过选择性激活未折叠蛋白反应PERK/ATF4信号通路,促进下游基质蛋白POSTN和THBS1的表达,破坏血管内皮细胞之间的紧密连接,进而有助于乳腺癌细胞穿过血脑屏障引发脑转移。ATF4为转录因子,染色质免疫共沉淀提示ATF4在POSTN和THBS1启动子特定序列富集并结合,促进后者的转录。采用WNK-IN-11在体外和体内水平抑制OSR1活性,我们发现TNBC脑转移瘤细胞所致脑转移瘤数目明显减少,下调PERK表达亦能获得类似的结果。因此,阻断OSR1-PERK/ATF4-POSTN/THBS1信号通路可抑制TNBC脑转移发生。另外,OSR1活性变化与mRNA甲基化修饰相关,胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白3(IGF2BP3)作为m6A阅读器,是OSR1信号通路重要下游分子之一,在肿瘤进展和远处转移中起到重要作用。随着乳腺癌疾病的进展,IGF2BP3表达水平逐步升高,并且是乳腺癌无远处转移生存率的独立危险因素,更重要的是,IGF2BP3表达升高与乳腺癌特异性脑转移相关。综上所述,本项目的研究结果阐述了OSR1信号通路在TNBC脑转移中的作用和机制探索,为寻找乳腺癌脑转移早期诊断标志物以及筛选药物靶点提供重要的理论依据。
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