GT36通过上调TGF-β1促进乳腺癌细胞EMT及转移的作用机制研究

GT36 protein is a newly identified protein in our earlier work; its biological functions have not yet been studies. TGF-β1 participates in a wide range of biological activities including embryonic development, inflammation, carcinogenesis and tumor metastasis, etc. We discovered in our pre-experiments that GT36 was able to interact with the TGF-β1 promoter to stimulate its transcription activity resulting in the upregulation of TGF-β1. This process led to the enhanced potentiality of the epithelial mesenchymal transition (EMT) and migration in breast cancer cells. Moreover, the GT36-mediated TGF-β1 upregulation caused a rise in p-Smad2, which led to the activation of the canonic TGF-β/Smad signaling. This was accompanied by a series of changes that mark the EMT process, including the change from the epithelial morphology to mesenchymal morphology of the cells, as well as the downregulation of the epithelial marker E-cadherin, and upregulation of the mesenchymal markers N-cadherin and Vimentin. These previous data suggest that GT36 plays a critical role in EMT in breast cancer cells. The aims of this study are to investigate the molecular mechanisms by which GT36 regulates TGF-β1 promoter activity and expression, and to explore the roles of this regulatory process in breast cancer cell EMT and invasion; as well as in the tumorigenesis in nude mice model. In addition, we intend to study the correlation between the GT36 and the malignancy and prognosis of breast cancer by analyzing the clinic pathological samples. Perspectively, this study will provide molecular basis for the development of GT36 as a potential target for breast cancer therapy.

GT36是我们新近发现的一种蛋白，其生物学功能尚未报道。TGF-β1参与胚胎发育、炎症、肿瘤发生等生命活动。我们前期工作发现GT36增强TGF-β1启动子转录活性，上调其表达，进而促进乳腺癌细胞的EMT进程，增强其转移能力。我们还发现GT36介导的TGF-β1上调引起p-Smad2上升，激活经典的TGF-β/Smad通路，导致MCF10A细胞由表皮形态向间质形态转变。这一过程伴随着一系列EMT marker的变化，如E-cadherin的下调和N-cadherin和Vimentin的上调。这些结果提示GT36在乳腺癌细胞的EMT发生中发挥重要的作用。本项目旨在探讨GT36与TGF-β1启动子作用并调节其表达的机制，阐明其对乳腺癌细胞EMT发生、侵袭转移和裸鼠体内成瘤的影响及作用机制。此外，将检测临床乳腺癌标本探索GT36与乳腺癌恶性程度和预后的相关性，为寻找乳腺癌新的治疗靶点提供理论依据。

上皮-间质细胞转化（Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT）是指在特定的生理或病理情况下，具有极性的上皮细胞向具有移动能力的间充质细胞发生转化的现象。EMT 在乳腺癌、前列腺癌和肺癌等多种癌症的浸润和转移过程中发挥着重要作用。.EMT 的发生是多种转录因子和信号通路等因素相互作用的结果，其重要的分子标志是 E-cadherin 的表达下降和 N-cadherin 的表达上升。目前，已经发现许多转录因子能够启动 EMT 程序，其中 Snail、Slug、ZEB1和 ZEB2 等能直接抑制 E-cadherin 的表达， Twist、FOXC2、GSC 和 FOXC1 等间接抑制 E-cadherin 的表达；而 Twist、 ZEB1 和 MZF1 等可以直接与 N-cadhrin 启动子结合，促使其表达上升。.除了这些转录因子外，一些信号通路如 TGF-β、Wnt、Notch以及低氧条件和肿瘤微环境中的各种因素等也参与调节 EMT 程序。其中TGF-β是一种公认的 EMT 的诱导因子，在 EMT 进程中发挥重要作用。越来越多的证据表明这些信号通路和转录因子之间形成复杂的信号网络，从而稳定和维持细胞的间质表型。此外 EMT 能够将癌症上皮细胞转变成癌症干细胞。.SHON 作为一种新的人类特异的分泌蛋白，在多种癌症细胞中呈现高表达，与乳腺癌进程密切相关，但是SHON 是如何促进乳腺癌进程及其作用机制尚不明确。我们的研究发现，SHON 是一种新的 EMT 诱导因子，可有效的提高细胞的迁移和侵袭能力。此外， SHON 能够诱导乳腺上皮细胞获得干细胞特性。并上调很多 EMT 相关转录因子如Snail，TGF-β1，Twist 等的表达，进一步证明 SHON 可能在致癌性的 EMT 进程中发挥重要的作用。.此外，我们证实 SHON 能够以旁分泌的方式激活 TGF-β1 信号通路，同样在TGF-β1 诱导的 EMT 过程中也伴随着 SHON 表达量的增加。 此外，微环境中的 SHON 能够以旁分泌方式激活周边细胞的TGF-β1 信号通路，而高表达的 TGF-β1 又能够进一步促进SHON 的表达，从而形成一个正反馈调节过程，调控乳腺癌进程。SHON 有可能成为人类乳腺癌诊断和预后分析的一种新的有效分子标志，以及乳腺癌靶向治疗药物开发的新靶标。