GPR30-CANP-FAK信号通路调控乳腺癌侵袭和转移的研究

Estrogen is the primary sex hormone in women，playing a key role in regulation of the growth/development and physiological function of the female reproductive system and breasts, under abnormal conditions, however, it exerts important effects on the malignant progression of breast cancer. The novel estrogen receptor, G protein-coupled receptor 30 (GPR30), has been found to be closely associated with invasion and metastasis in breast cancer，yet its signaling mechanism(s) remains unclear.We here tried to hypothesize that there may be a GPR30-calpain-FAK（focal adhesion kinase) pathway that promotes invasion and metastasis in breast cancer.In this project, we will set out to assess how GPR30 regulates the calpain system and whether there is a positive loop between calpain and FAK so as to understand the regulation of the GPR30-calpain-FAK signaling, and investigate its role in malignant biological behaviors such as migration, invasion, anti-anoikis and anchorage-independet growth at cellular and molecular levels.And xenograft in nude mice will be used to validate the results from the in vitro studies,hoping to find a key molecule(s) involved in controlling metastasis of breast cancer，and deepen our understanding of the signaling mechanism(s)that underlies the vicious development of berast cancer,providing experimental evidence to explore a novel strategy for the treatment of breast cancer.

雌激素是女性体内的主要性激素，在女性生殖系统和乳腺生长发育及生理功能调节中发挥重要作用，但异常情况下雌激素则是促进乳腺癌恶性进展的重要因素。新近发现雌激素新受体G蛋白偶联受体30（GPR30）与乳腺癌侵袭和转移关系密切，但其信号机制尚不清楚。我们尝试提出"GPR30-钙激活中性蛋白酶（CANP）-黏着斑激酶（FAK）信号通路可能调控乳腺癌侵袭和转移"的假设。为此，本项目拟采用现代生物学研究手段，在细胞及分子水平观察GPR30对CANP系统的影响及CANP与FAK的相互作用，以了解GPR30-CANP-FAK信号通路的调节，并探讨该通路在乳腺癌细胞侵袭等恶性生物学行为中的作用；通过裸鼠乳腺癌转移模型实验，在整体水平验证上述实验结果，以期发现GPR30通路中调控肿瘤转移的关键分子，加深对雌激素促进乳腺癌恶性进展信号机制的认识，为探寻基于GPR30信号通路的乳腺癌治疗新策略提供实验依据。

17β-雌二醇（17β-estradiol, E2）是女性体内重要性激素，在女性生殖系统和乳腺生长发育及生理功能调节中发挥重要作用，但异常情况下E2可诱导乳腺癌生成并促进乳腺癌恶性进展。关于E2新受体G蛋白偶联雌激素受体（GPER或GPR30）在乳腺癌侵袭和乳腺癌生成方面的作用目前尚存争议，其信号机制也未完全阐明。为此，本研究采用现代细胞和分子生物学和裸鼠模型研究技术，探讨了GPER-钙(激活中性)蛋白酶（calcium- activated neutral protease, calpain CANP）-黏着斑激酶（focal adhesion kinase，FAK）信号通路对乳腺癌生成和侵袭的调控作用及其分子机制。本项目研究发现，GPER参与介导E2诱导乳腺上皮细胞恶性转化(malignant transformation)和促进乳腺癌细胞恶性生物学行为（细胞迁移和侵袭等）。GPER下游的蛋白激酶A(PKA)为E2效应的负性调控分子，而细胞外信号调节蛋白1/2 (ERK1/2)下游的CANP为E2信号通路中的一个重要信号分子。E2通过ERK激活CANP（主要为CANP-2），再由后者介导FAK磷酸化或蛋白剪切从而使其激活，活化FAK参与促进细胞迁移和侵袭。同时，在ERK-FAK之间存在正反馈环路联系。此外，在E2诱导的转化细胞GREB1基因表达明显上调、FAK磷酸化增强和细胞生长加快，且该效应与GPER-CANP-1信号活动有关。研究结果提示，GPER-CANP-FAK路径在E2调控乳腺癌细胞恶性行为及乳腺癌生成过程中发挥重要作用，为临床上深入研究防治乳腺癌的有效药靶提供理论依据。