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胰腺癌组织重塑探索:机械力敏感通道Piezo1加速力稳态失衡促进肿瘤发生发展的研究

批准号:
82072702
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
王铮
依托单位:
学科分类:
肿瘤治疗抵抗
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王铮

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
力稳态失衡影响胰腺癌发生发展,机制尚不明确。课题组发现,胰腺星状细胞与肿瘤细胞的交互作用是组织力学结构改变的主要原因,机械敏感型离子通道Piezo1能将胞外机械信号转变为胞内生物学信号,是组织力学结构重塑的枢纽分子。我们推测,Kras突变胰腺腺泡/肿瘤细胞高表达Piezo1,通过HSF1-TGFβ功能轴旁分泌活化胰腺星状细胞刺激其产生大量的细胞外基质改变胰腺组织力学微环境,进一步诱发实质细胞Piezo1激活形成级联放大正反馈环路,以组织结构重塑的方式促进胰腺癌发生发展。拟通过临床、体外、转基因小鼠三个层面,在分子生物学与机械力学两个维度,采用腺泡细胞体外3D培养、细胞共培养、激光捕获显微切割、表达谱测序、双荧光素酶报告基因系统等分子生物学技术,和组织弹性成像应力检测、原子力显微镜、荧光标记细胞膜表面张力探针检测等生物机械力学技术,揭示不同阶段组织力学结构的改变,为研究胰腺癌发展提供新思路。
英文摘要
With the initiation and development of pancreatic cancer, the parenchymal changes of pancreatic cancer are accompanied with the changes of tumor cells. Stroma induced tissue stiffness and mechanical strength change have significant regulatory activities on the development of many cancers including pancreatic cancer. Our previous study showed that the interaction between pancreatic stellace cells(PSC) and cancer cells may be the key factor for the change of tissue remodeling. Piezo1, as a mechanosensitive cation channel, could transform extracellular mechanical signals into intracellular biological signals, which may play an important role in tissue remodeling of pancreatic cancer. We hypothesized that with the k-ras mutation, Piezo1 expression was elevated in pancreatic acinar cells/ tumor cells. It could induce PSC activation through paracrine stimulation of Piezo1-HSF1-TGFβaxis. Activated PSC could produce a plenty of stromal components which account for mechanical remodeling of pancreatic tissue. The new mechanical strength may form a cascade and enlarge the positive feedback loop through reactivation of Piezo1, which is crucial on the progression of pancreatic cancer. The hypothesis could be verified through clinical specimen analysis, in vitro cell study and in vivo transgenetic mouse level through molecular biological detection and mechanical strength study. Different molecular biological technique could be applied including in vitro 3D culture of acinar cells, co-culture of pancreatic cancer cells and PSCs, laser capture microdissection, differential expression sequencing analysis, double luciferase reporter gene system and chromatin immunocoprecipitation technology. Moreover, as to the observation of mechanical strength alteration, tissue elastic imaging detection, atomic force microscopy, fluorescence labeled cell membrane surface tension probe detection technique could be applied. The study could reveal the changes of tissue mechanical structure in different stages, and provide new sight of theoretical basis for the study of the occurrence and development of pancreatic cancer.
胰腺癌是一种极具侵袭性且预后极差的恶性肿瘤,其独特的机械微环境在肿瘤的发生与进展中起到至关重要的作用。本研究聚焦于机械敏感离子通道Piezo1,旨在探讨其在胰腺腺泡-导管转分化(ADM)及胰腺导管腺癌(PDAC)中的作用机制,并解析其与整合素β1及YAP1等力学相关分子的交互关系。通过生物信息学分析(GEO和TCGA数据库)及临床样本验证,研究发现Piezo1在胰腺癌组织中显著高表达,且与患者的不良预后高度相关。条件性敲除与激活实验进一步证实,Piezo1在ADM阶段发挥重要作用,其高表达促进了胰腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。Piezo1的高表达不仅增强了肿瘤细胞的机械力响应能力,还通过调控整合素β1,影响肿瘤微环境的纤维化及免疫细胞浸润,提示其作为机械力敏感分子的关键功能。此外,本研究还发现Piezo1与整合素β1具有显著的共定位效应,并通过免疫荧光及蛋白印迹实验,揭示Piezo1能够调控YAP1的核转位,从而激活YAP1相关的信号通路并加速胰腺癌进展。在动物实验中,研究通过小鼠异种移植模型进一步验证了Piezo1的作用,结果显示Piezo1激活剂Yoda1显著促进了肿瘤细胞的增殖、克隆形成能力及肿瘤微环境的纤维化和血管生成。同时,Piezo1在胰腺癌癌前病变(ADM和PanIN)阶段显著表达,并在胰腺炎诱导的腺泡损伤修复及癌前病变形成过程中发挥重要作用。Piezo1激活能够显著提高YAP1的核质比,而Piezo1敲低则降低该比值,表明Piezo1通过调控YAP1信号通路对胰腺癌的发生发展具有关键调控作用。本研究系统性地揭示了Piezo1在胰腺癌发生和进展中的重要作用及其与整合素β1、YAP1等力学相关分子的协同机制。研究表明,Piezo1不仅在胰腺癌细胞的机械信号转导中发挥关键作用,还通过调控细胞力学特性、增殖、迁移及微环境重塑等多方面推动胰腺癌的进展。这一研究不仅深化了对肿瘤力学生物学的理解,也为胰腺癌的诊断和治疗提供了新的分子靶点,具有重要的科学意义和潜在的临床转化价值。
隧道纳米管介导的自噬流传递:烟草致癌物NNK促进杀伤性T细胞失能加速胰腺癌免疫逃逸新机制
  • 批准号:
    82372895
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    王铮
  • 依托单位:
NNK诱导胰腺癌发生的研究:LncRNA LINC00857-Wnt/β-catenin通路改变腺泡命运
  • 批准号:
    81872008
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王铮
  • 依托单位:
胰腺癌疼痛治疗新靶点:CXCL12/CXCR4生物轴参与肿瘤-神经交互作用
  • 批准号:
    81172195
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    14.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王铮
  • 依托单位:
SDF-1/CXCR4激活Wnt/β-catenin通路介导胰腺癌器官靶向性转移的研究
  • 批准号:
    30700817
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    17.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    王铮
  • 依托单位:
国内基金
海外基金