STAT3/EZH2活化CD73-腺苷受体信号通路促进三阴性乳腺癌进展的机制研究

Tumor microenvironment (TME) is the major contributor to poor prognosis of patients who suffered from Triple Negative Breast Cancer (TNBC). Our previous study indicates that activation of transcription factor STAT3, Enhancer Of Zeste Homolog 2 (EZH2) and ecto-5'-nucleotidase (CD73)–adenosine receptor signaling are main factors correlated with tumor growth, progression and poor prognosis. STAT3 interacts with phosphorylated EZH2 in tumor cells. Knockdown of STAT3 inhibits CD73-ADORA1 expression, resulting in reduction of adenosine in TME, to suppress tumor progression. However, the underlying mechanism remains unclear. Therefore, we propose that STAT3/EZH2 activates CD73-adenosine receptor signaling to promote TNBC progression. We aim to study as follows: (1) To detect the expression characteristics of STAT3/EZH2 and CD73-ADORA1 in specimens and verify adenosine level in TME. (2) To explore the interaction and transcription mechanism of STAT3 and pEZH2. (3) To investigate the functional effects of STAT3-CD73 adenosine receptor on proliferation of tumor cells and immune cells in vitro and in vivo. Expected results would elucidate the novel function and mechanism of STAT3-mediated CD73 adenosine receptor signaling in TNBC progression and provide new strategies for molecular-immunotherapy.

三阴性乳腺癌(TNBC)肿瘤微环境是影响预后的重要因素。前期研究表明，转录因子STAT3、甲基转移酶EZH2、5’外核酸酶CD73-腺苷信号通路是促进肿瘤生长、进展和不良预后的关键因素；STAT3能够与磷酸化EZH2结合；敲低STAT3后CD73和腺苷受体A1表达下调，腺苷减少，抑制肿瘤进展，但具体机制不明。据此，提出科学假说“STAT3/EZH2活化CD73-腺苷受体信号通路促进TNBC的进展”。拟研究：(1)TNBC标本中STAT3/EZH2与CD73-ADORA1的表达特征与预后关系；不同STAT3/EZH2状态下肿瘤微环境中腺苷水平；(2)探究磷酸化EZH2与STAT3相互结合，促进转录的分子机制;(3)体内外实验:评价干预STAT3-CD73-腺苷生物轴对肿瘤细胞、免疫细胞增殖的影响。预期结果将阐明STAT3介导腺苷信号通路促TNBC进展的全新机制，建立肿瘤分子-免疫治疗新思路。

乳腺癌的生长和转移是肿瘤不良预后的关键因素，深入了解其发生发展的分子机制对诊断和治疗有重要意义。我们通过研究发现，在乳腺癌组织及细胞中，STAT3,EZH2呈表达高于原位癌及良性病变，CD73在三阴性乳腺癌中高表达，与不良预后相关。EZH2的过表达可位于乳腺癌细胞胞核或胞浆，与淋巴结转移状态相关。不同磷酸化位点的EZH2（pEZH2-S21和pEZH2-Tyr487）其亚细胞定位不同，且与HER2状态相关（p<0.05）。RNAseq测序结果表明，抑制三阴性乳腺癌细胞中的EZH2后，包括CD73在内的相互作用蛋白及其下游分子（NT5E, GADD45A, JUN等）发生相应变化，其肿瘤细胞表型（增殖、迁移、侵袭能力等）发生变化。结果显示三阴性乳腺癌中存在STAT3/EZH2-CD73信号通路轴，干预其活性影响乳腺癌的增殖以及肿瘤进展等生物学行为。因此，我们的研究认为，探究STAT3/EZH2/CD73生物轴为乳腺癌提供了新的分子视角，为分子靶向治疗提供了新思路。此外，在原有研究内容基础之上，我们还对乳腺癌微环境中的锌稳态加以初步探究，发现锌转运蛋白家族与乳腺癌不同分子亚型之间的关系，从而对原有研究目标进行了深入与拓展。在本研究执行过程中，发表SCI文章3篇，协助培养博士研究生1名，完成研究目标。