胰岛素样生长因子结合蛋白5（IGFBP5)在骨肉瘤中的表达及抑制转移的机制

Osteosarcoma is the most primary malignent of bone and soft tissue with high metastasis rate to lung. To illustrate the mechanism of metastais of bone, we previously established cell sublines with different pulmonaty potential and identified IGFBP5 as the anti-metastasis gene by Microarray anylasis. futhermore, we overexpressed different domain of IGFBP5 in High-metastasis OSA cell lines and find only C-domain inhibit the invasion of tumor cells in vitro and in vivo. In current project, we plan firstly to collect the samples of osteosarcoma from Tangdu hospital and anylasis the expression of IGFBP5 in the tissue. Then, we will test the combination of IGFBP5 to ECM which block the Integrin pathway. we then culture the OSA　cells with different ECM materials. meanwhile we use the antibody to block the Integrin pathway, invasion and adhesion test will be adminastrated to test the change of OSA cells in invasion ability in vitro. we finally transplant the IGFBP5 overexpressed cells with Integrin pathway blocked in nude mice. automatic metastasi will be observed by sacrifice the mice in 6 weeks.

肺转移是骨肉瘤患者主要致死原因，关于其机制还不清楚。本实验组在前期研究中发现IGFBP5在高转移细胞系中低表达，过表达后抑制肿瘤生长和肺转移发生。随后我们过表达了IGFBP5不同的功能结构域，发现只有过表达C端结构域的肿瘤细胞侵袭能力下降。C端结构域是IGFBP5与细胞外基质（ECM）的结合区域，而ECM与肿瘤转移关系密切。因此我们推测IGFBP5是通过阻断了ECM与肿瘤细胞的相互作用而抑制肿瘤转移。为了进一步确定IGFBP5与骨肉瘤转移预后的相关性及阐明IGFBP5抑制骨肉瘤转移的机制，我们拟申请本课题首先利用免疫组化对骨肉瘤患者中IGFBP5的表达情况及与转移预后的相关性进行评估，在此基础上对IGFBP5通过抑制ECM-整合素 通路抑制转移的机制作初步探索。本研究将有助于利用IGFBP5进行转移风险度预测及理解骨肉瘤转移的分子机理，为研究新的治疗预防策略提供思路。

研究背景：骨肉瘤是最常见的恶性骨肿瘤，好发于青少年，新辅助化疗和手术早期切除使5年生存率达到70%. 但仍有约30%患者发生肺转移。转移是一个多因素，多基因参与的复杂生物学过程。包括局部增殖抗凋亡，运动与粘附，迁徙与侵袭，血管生成，免疫逃逸过程。借助于高通量的工具，已经鉴定了多种常见肿瘤的的转移相关基因。但由于组织特殊性以及发病率相对较低。关于骨肉瘤转移的分子机制还不甚清楚。.研究内容：.一、胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBP5）在人骨肉瘤组织中的表达.重要结果及关键数据：IGFBP5在骨肉瘤标本中表达下调与预后负相关。我们一共检验了101例骨肉瘤标本。IGFBP5表达越低，预后越差。提示IGFBP5可以作为预测骨肉瘤预后的一个分子标志物。.二、IGFBP5通过C端结构域抑制肿瘤侵袭的机制：.1）IGFBP5下调促进了肿瘤细胞迁移和侵袭能力。我们在骨肉瘤细胞U2OS中过表达和knock down了IGFBP5。可以看到Knock down显著促进了肿瘤细胞的迁移能力。.2）我们利用western检验了侵袭相关分子MMP2和MMP9的表达，结果显示kncok downIGFBP5显著增加MMP2的表达.3）我们进一步检测了IGFBP5与细胞黏附的关系。结果发现在骨肉瘤细胞U2OS中knock downIGFBP5的表达显著提高了骨肉瘤细胞与细胞外基质FN， CollagenI和Collagen III的黏附能力。而过表达的效应相反。.4）我们进一步研究了IGFBP5与ERK1/2的关系。研究表明过表达IGFBP5抑制了活性ERK1/2的表达。免疫荧光也证实了这一结果.5）IGFBP5过表达降低了骨肉瘤细胞表达黏附分子αγβ3和α5β1从而稀释了IGF1对细胞黏附分子表达的促进作用。.6）过表达ERK可以增加骨肉瘤黏附分子的表达，使用抑制剂治疗可以降低黏附分子的表达。.7）我们发现过表达ERK促进了骨肉瘤细胞对细胞外基质FN，collagen I和Collagen III 的黏附，而ERK的抑制剂可以抑制这种促进作用.通过上述一系列研究，我们发现IGFBP5通过ERK通路调节整合素和ECM相互作用抑制骨肉瘤的侵袭和转移能力。此外， MMP2及MMP9的上调表达也参与了IGFBP5抑制肿瘤转移的机制。为今后利用ERK通路抑制剂和MMP抑制剂治疗骨肉瘤转