CAFs源性外泌体内miR-130a通过靶向调控G3BP2促进乳腺癌细胞侵袭和转移的作用及机制研究

It is very important and difficult to clarify the molecular mechanisms of the invasion and metastasis of breast cancer cell.Deeper molecular mechanistic understanding of invasion and metastasis of breast cancer cell may develop new therapeutic targets and anti-cancer strategies. There is evidence that cancer-associated fibroblasts (CAFs) of the breast cancer tissue can release exosomes, but the molecular mechanism of the exosomes function in invasion and metastasis of breast cancer is unknown. Our previous preliminary study showed that the exosomes released by CAFs might prompt breast cancer cell invasion and metastasis through decreasing the expression of G3BP2. Accordingly, we propose that CAFs may regulate breast cancer cell invasion and metastasis by releasing miR-130a in the exosomes. We intend to further illustrate the following molecular mechanisms with breast cancer cells, breast cancer patients and the mouse in vivo. ①The exosomes including miR-130a can transmit from CAFs to breast cancer cells. ② The miR-130a in the exosomes released by CAFs decreases the expression of G3BP2 through targetting the 3’-UTR of the G3BP2 in breast cancer cells. ③The miR-130a in the exosomes prompted breast cancer cell invasion and metastasis. The implementation of this project will deepen our knowledge of the signaling pathway that the exosomes released by CAFs can regulate the breast cancer cell invasion and metastasis. Understanding of the molecular mechanisms involved in CAFs exosomes -mediated promotion of breast cancer invasion and metastasis may represent promising targets for the therapeutic intervention and may provide a new marker for the breast cancer prognosis and diagnosis.

阐明乳腺癌侵袭和转移的分子机理是当前乳腺癌研究的重点和难点。有证据表明乳腺癌组织内癌相关成纤维细胞（CAFs）可以释放外泌体，但外泌体在乳腺癌侵袭和转移中的作用及分子机制尚不清楚。通过对我们前期进行的CAFs和乳腺癌细胞共培养实验及外泌体miRNA表达谱差异结果分析，我们提出“CAF可能通过外泌体内miR-130a调控乳腺癌细胞侵袭和转移”的科学假说。我们将进一步明确乳腺癌细胞摄取CAFs释放的外泌体的证据，并拟在细胞、患者乳腺癌组织和小鼠体内三个层面上阐明：①外泌体内miR-130a可以跨细胞传递；②miR-130a进入乳腺癌细胞后靶向性降低了 G3BP2表达；③外泌体内miR-130a促进乳腺癌侵袭和转移的分子机制。本课题的实施将深化CAFs通过外泌体这一信号通路调控乳腺癌侵袭和转移的认识，并能为抑制乳腺癌的侵袭和转移开拓新思路，为乳腺癌分类、预后判断和治疗提供新的理论依据。

阐明乳腺癌侵袭和转移的分子机理是当前乳腺癌研究的重点和难点。有证据表明乳腺癌组 .织内癌相关成纤维细胞（CAFs）可以释放外泌体，但外泌体在乳腺癌侵袭和转移中的作用及分子机制尚不清楚。通过四年的研究，本项目发现：CAFs合成和释放外泌体，外泌体传递给乳腺癌细胞，外泌体内的miR-130a靶向性降低了G3BP2，G3BP2的降低可能通过以下途径促进了乳腺癌细胞的侵袭和转移：①增强乳腺癌细胞趋化运动能力；②增强黏附于细胞外基质的能力；③促进乳腺癌细胞产生EMT。另外利用本课题的部分经费，课题组还进行了乳腺癌肿瘤微环境内相关细胞因子促进乳腺癌侵袭和转移的信号通路的研究（详见研究结果）。在前期研究工作的基础上，课题组在乳腺癌患者标本、动物体内、细胞及分子水平通过一系列的实验验证了我们提出的科学假设。初步阐明了CAFs通过外泌体促进乳腺癌细胞侵袭和转移的分子机制，指明了AFs释放的外泌体可否作为乳腺癌诊断、分类和判断预后的生物学标记及治疗的新靶点。由于CAFs释放的外泌体及外泌体内的miRNA具有可控性，阐明这一机制后，我们可以人为调控外泌体的释放或者阻断外泌体内miR-130a的合成，最终达到抑制乳腺癌侵袭和转移，延长患者生存时间，提高患者生存质量的目的。通过本课题的研究，发表相关文章20余篇，课题负责人张宝刚教授以首位获得山东省科技进步奖二等奖1项，课题负责人张宝刚教授获得山东省突出贡献中青年专家和山东省卫健委领军人才并聘任二级教授，所领导的科室及实验室获得山东省临床重点专科。培养博士研究生2名，硕士研究生8名，相关研究成果在多家病理科实验室得到应用，取得了良好的社会效益。