筑丝蛋白Tektin4低表达通过降低微管稳定性促进三阴性乳腺癌侵袭转移的机制研究

Triple-negative breast cancer (TNBC) is one of the most aggressive subtypes of breast cancer and has a high risk of early metastasis. However, the regulatory mechanism of TNBC metastasis is still unclear. Tektin4 is a member of the Tektin family which participates in microtubule stability, but little else is known regarding this protein. Our previous study (Nat Commun, 2014) showing that the structural variation of Tektin4 causes paclitaxel resistance in TNBC, was the only research to date regarding the role of Tektin4 in cancer. Our preliminary results showed that low expression of Tektin4 decreased cytoskeleton stability, promoting epithelial-mesenchymal transition (EMT) and enhancing the invasion ability of TNBC cells. Therefore, we hypothesized that the low expression of Tektin4 could reduce the stability of microtubules and promote EMT of tumor cells, eventually resulting in the invasion and metastasis of TNBC. In this project, we will use "Tektin4-microtubule-EMT-invasion and metastasis" as our main clue to systematically investigate the role of Tektin4 in the invasion and metastasis of TNBC, as well as the relationship between the decrease of microtubule stability and EMT. Paired primary and metastatic tumor samples and mouse xenograft models will greatly facilitate our research. The ultimate goal of our study is to develop new strategies to treat TNBC.

三阴性乳腺癌恶性程度高，易在病程早期转移，是目前临床治疗的难点，但调控三阴性乳腺癌转移的机制尚不明确。筑丝蛋白家族成员Tektin4参与微管稳定，其在肿瘤中的研究甚少，仅有一篇申请人以第一作者撰写的论文（Nat Commun, 2014）报道，Tektin4结构变异引起三阴性乳腺癌紫杉醇耐药。本项目前期结果显示：Tektin4低表达降低细胞微管稳定性，促进三阴性乳腺癌发生上皮-间质转化及侵袭转移，并提示患者更高的转移风险。因此我们假设：Tektin4低表达通过降低微管稳定性，易化肿瘤细胞上皮-间质转化，最终促进三阴性乳腺癌的侵袭转移。本项目中，我们将以“Tektin4-微管-上皮-间质转化-侵袭转移”为线索，利用本中心原发-转移灶配对标本及小鼠移植瘤模型，系统研究Tektin4在三阴性乳腺癌侵袭转移中的作用，探索微管稳定性下降易化上皮-间质转化的机制，为三阴性乳腺癌预后和治疗提供新线索。

三阴性乳腺癌易于早期转移、缺乏有效治疗靶点，是临床治疗的难点。我们通过对三阴性乳腺癌进行多组学测序和生物信息学分析，发现了一系列影响三阴性乳腺癌进展的分子：（1）我们筛选了三阴性乳腺癌特异性低表达的微管相关蛋白tektin4，发现其与三阴性乳腺癌患者不良预后相关，且敲低tektin4能明显促进三阴性乳腺癌细胞系的迁移侵袭和远处转移能力。机制层面，我们发现tektin4可以增强HDAC6和α-tubulin的相互作用，进而增强HDAC6的去乙酰化功能，降低微管稳定性。使用HDAC6抑制剂能有效抑制tektin4缺失小鼠肿瘤的转移。最后，我们使用独立队列证实低表达tektin4和Ac-tubulin能预测三阴性乳腺癌患者不良预后。我们的研究发现HDAC6抑制剂可以应用于tektin4低表达的三阴性乳腺癌，为个体化治疗提供新策略（Oncogene，2021）；（2）发现细菌代谢产物TMAO或其前体胆碱激活三阴性乳腺癌抗肿瘤免疫并增敏免疫治疗（Cell Metabolism，2022）；（3）阐明PDSS1通过激活CAMK2A-STAT3通路促进三阴性乳腺癌转移的机制（Cancer Research，2021）；（4）揭示lncRNA TROJAN通过促进ZMYND8泛素化降解从而促进三阴性乳腺癌进展（Science Advances，2019）。在本项目的资助下，共发表期刊论文18篇，授权发明专利1项，申请发明专利5项，培养博士研究生4人和硕士研究生2人。