针对PTEN失活乳腺肿瘤分子治疗靶标的筛选及机制研究

Breast cancer is by far the most common cancer among females in many countries. Phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10 (PTEN) is among the most frequently inactivated tumour suppressor genes in sporadic cancer, including breast cancer. However, no pharmacologic approaches to restore PTEN protein directly have yet succeeded. It would thus be particularly important to gain further insights into the signaling pathway of PTEN loss as these efforts may be translated into a targeted therapy against cancers with those mutations, which would maximize efficacy while minimizing toxicity. To comprehensively identify therapeutic targets for PTEN-inactive breast cancer, a whole-genome high-throughput RNA interference screen for synthetic lethality with PTEN loss was set up. This screen enabled us to find some potential “therapeutic targets” for PTEN-inactive breast cancer. This project aims to investigate the role of these potential “therapeutic targets” in the pathogenesis of PTEN-inactive breast cancer using cell biology, proteomics and biochemistry analysis. Specifically, we aim to (i) elucidate biological and molecular changes following inhibition or depletion of these “therapeutic targets” in PTEN-inactive breast cancer; (ii) assess selected interacting partners in functional studies using knockout, knockdown, inhibitors and immuno-co-localization approaches. This project integrates molecular and cellular biology tools with powerful proteomic techniques to provide a unique network‐based view of protein interactions in PTEN-inactive breast cancer with functional analyses. It has the potential to identify some therapeutic targets or their interactions as novel therapeutic targets for PTEN-inactive breast cancer.

乳腺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一。PTEN基因是包括乳腺癌在内的散发性癌症中最常失活的肿瘤抑制基因之一。然而，到目前为止并没有直接恢复PTEN蛋白活性的方法。因此，对PTEN失活的靶基因的研究具有特别重要的意义。为了全面地筛查PTEN失活的乳腺癌的治疗靶标，我们进行了全基因组siRNA筛选，并筛选到一些潜在的可能有效的靶标。该项目旨在使用细胞生物学，蛋白质组学和生物化学分析研究这些潜在的“治疗靶标”在PTEN失活的乳腺癌中的作用。具体来说，我们旨在（i）尝试做出乳腺癌PTEN失活的蛋白质相互作用网络图; （ii）采用敲除，下调，抑制和免疫共定位方法对筛选出来的基因相互作用进行功能研究。我们希望能通过分子，细胞生物学，蛋白质组学技术，提供一个独特的PTEN失活的乳腺癌蛋白质相互作用网络图。这可能为PTEN失活乳腺癌治疗提供新的靶点。

从2018年至今，我课题组在获得国家自然科学基金面上项目资助后，共发表12篇SCI论文。我们在乳腺癌、结直肠癌、胰腺癌不同的肿瘤上，在上皮间质转换（EMT）、肺纤维化、自噬等不同的基础领域上，都有新的突破。.围绕着乳腺癌的治疗，我们发现miR-422a在乳腺癌干细胞中表达显著下调，而PLP2蛋白表达上调。过表达miR-422a或抑制PLP2蛋白的表达可显著抑制乳腺癌干细胞的增殖。进一步的实验表明miR-422a通过特异性结合PLP2的3'UTR区而发挥作用。三阴乳腺癌组织中高水平表达的SGLT1与较大的肿瘤直径显著相关。在三阴乳腺癌细胞中敲减SGLT1的表达可抑制乳腺癌细胞的增殖。进一步的实验显示，敲减SGLT1可抑制EGFR的磷酸化水平，进而抑制AKT和ERK等蛋白的磷酸化，抑制SGLT1或抑制SGLT1-EGFR的相互作用。此外，我们还发现WDHD1通过akt-mTOR信号通路影响三阴乳腺癌的增殖。我们的研究为三阴乳腺癌的靶向治疗提供新的理论基础。.围绕着EMT，我们研究发现NF-κB信号介导的p62/SQSTM1在RAS突变的肿瘤细胞侵袭中发挥重要作用，在结直肠癌细胞系中，我们在结直肠癌细胞中发现了ELF3 蛋白在Wnt信号激活诱导的结直肠癌细胞EMT中表达下调，TCGA数据库也显示ELF3与结直肠癌患者的良好预后相关，与EMT的标志物呈负相关，研究揭示ELF3是EMT相关蛋白ZEB1的负调控因子。下调ASPP1可以通过NF-κB途径激活Snail2的表达，进而促进结直肠癌的EMT。我们的研究为肿瘤的侵袭转移提供了新的研究基础。 .此外，我们还发现在肺泡二型上皮细胞ATII中，EGFR-RAS-ERK信号通路的激活可以通过调节ZEB1促进EMT的进程，RAS通路介导发生EMT 的ATII细胞的上清可增强TGFβ诱导的肺成纤维细胞活化。该研究为治疗肺纤维化提供了靶点。进一步的实验发现，抑制自噬可以增加p62/SQSTM1的表达，进而促进p65/RELA介导的Snail2的表达。我们的研究证明了自噬与肺纤维的关系，为特发性肺纤维化的靶向治疗奠定了分子基础。在胰腺癌的免疫治疗方面，我们发现PARP抑制剂通过JAK2/STAT3通路上调了胰腺癌细胞表面PD-L1的表达。本研究为PARP抑制剂联合抗PD-L1药物在胰腺癌治疗中的临床应用提供了依据。