COPS3在骨肉瘤细胞干细胞样转化中的作用机制研究

Usually it is believed that osteosarcoma stem cells（stem like osteosarcoma cells） are derived from malignant mesenchymal stem cells, or transformed from osteosarcoma cells (not stem cell components) through EMT(epitheilal-mesenchymal transition) under the induction of some external factors. But the mechanism is not clarified, so far. Our study found that: 1. COPS3 expression level in osteosarcoma stem cells is significantly higher, 2. Up-regulation of COPS3 expression responsible for the acquisition of stemness in osteosarcoma cells. 3. c-myc is the potential regulation molecules of COPS3 overexpression; 4. PRDX1---COPS3 candidate interaction protein --- is close related to the stem cell-like transformation of tumor cells. Hence we infer that there is a "c-myc-COPS3-PRDX1 regulatory mechanism" in the process of stem cell-like transformation of osteosarcoma cells. To verify this hypothesis, this research intends to confirm the role of COPS3 in promoting the transformation of osteosarcoma cell to stem cell through a variety of methods; discuss the mechanism of the transcriptional regulatory role of c-myc in COPS3 transcription; define the interaction between COPS3 and PRDX1, and find the significance of this interaction in stem cell-like transformation of osteosarcoma cells; finally verify the correlation between COPS3 and PRDX1 in clinical samples. This study will provide theoretical foundation that helps to search for new therapeutic targets and new treatment strategies of osteosarcoma.

骨肉瘤干细胞通常来源于恶变的间质干细胞，此外在外界因素的诱导下，骨肉瘤细胞（非骨肉瘤干细胞组分）也可经上皮间质转化而成为骨肉瘤干细胞，其分子机制尚未阐明。我们在前一国科金研究中发现：COPS3在骨肉瘤干细胞中的表达水平显著高于非干性骨肉瘤细胞；上调COPS3的表达可促使骨肉瘤细胞干细胞样转化，而c-myc是COPS3过表达的潜在调控分子。由此我们推断在骨肉瘤细胞干细胞样转化过程中存在c-myc-COPS3调控机制。为了证实上述假设，本研究拟通过多种研究手段证实COPS3促进骨肉瘤细胞干细胞样转化的作用，探讨c-myc对COPS3的转录调控机制，明确c-myc-COPS3调控机制对骨肉瘤细胞干细胞样转化的意义。本研究将为寻找新的骨肉瘤治疗靶点、开发新的治疗策略提供理论依据。

骨肉瘤干细胞通常来源于恶变的间质干细胞。此外，在外界因素的诱导下，骨肉瘤细胞（非骨肉瘤干细胞组分）也可经上皮间质转化而成为骨肉瘤干细胞，但其分子机制尚未阐明。我们在前一国科金研究中发现：COPS3在骨肉瘤干细胞样细胞中的表达水平显著高于非干性骨肉瘤细胞；上调COPS3的表达可促使骨肉瘤细胞干细胞样转化，而c-myc是COPS3过表达的潜在调控分子。由此我们推断在骨肉瘤细胞干细胞样转化过程中存在c-myc-COPS3调控机制。我们希望通过本研究，可以明确COPS3能促使骨肉瘤细胞干细胞样转化；并揭示c-myc调控COPS3过表达的机制，进而证实在骨肉瘤细胞干细胞样转化中存在c-myc-COPS3调控机制。本课题通过以下几方面内容证实了上述假设：1.利用慢病毒沉默骨肉瘤细胞系U2-OS中COPS3表达，证实COPS3促进骨肉瘤细胞干细胞样转化的作用。U2-OS细胞沉默COPS3表达，发现细胞增殖减慢、克隆形成减少、S期细胞减少、凋亡增加；小鼠成瘤性减弱；表阿霉素耐药性减低；干细胞表面标记物Oct4表达下调。2. 探讨 c-myc 对 COPS3 的转录调控机制。在U2-OS细胞中利用慢病毒沉默c-myc，COPS3 表达降低，细胞增殖减慢、克隆形成减少、表阿霉素耐药性减低；干细胞表面标记物Oct4表达下调。前期，通过MatInspector软件预测COPS3启动子受c-myc蛋白调控，然而，ChIP实验得到阴性结果。通过回顾文献，我们发现COPS3启动子上游存在myc-锌指蛋白复合物结合位点。因此，我们推测c-myc极可能是通过绑定在“myc-锌指蛋白复合物”上，形成蛋白复合物来调控下游COPS3的表达。本项目通过揭示 COPS3 在骨肉瘤细胞干细胞样转化中的作用及其上下游调控通路，为阐明非干性骨肉瘤细胞向干性骨肉瘤细胞转变的分子机制奠定了一定的基础，为寻找新的骨肉瘤治疗靶点、探索新的治疗策略提供了部分理论依据。