细胞色素C1蛋白调节人骨肉瘤恶性生物学行为的机理研究

In the previous research of our project, with the Surface Enhanced Laser Desorption/Ionization-Time of Flight-Mass Spectrometry (SELDI-TOF-MS) method, we have found that Cytochrome C1 (CYC1), which plays an important role in the balance of cell proliferation and apoptosis, has a higher expression in osteosarcoma patient's serum and the quantity of CYC1 is positively correlated with the tumor size, which suggests that the expression of CYC1 can be used as the sign of osteosarcoma. We have constructed the CYC1 transgenetic cell line of osteosarcoma and are trying to raise nude mouse model of osteosarcoma in situ using these cells in order to study the function of CYC1 in osteosarcoma patient's body and confirm whether CYC1 can activate Caspases, Bcl-2 and Fas to adjust the apoptosis of cell, which will provide sufficient basis for the diagnosis of osteosarcoma and targeted therapy.

课题组前期通过整合基因组学与血清蛋白质组学（SELDI方法），研究发现调节肿瘤细胞增殖和凋亡平衡的细胞色素C1蛋白(CYC1)在骨肉瘤患者血清中表达显著增强且表达程度与机体荷瘤量呈正相关，提示该蛋白是潜在的骨肉瘤血清标志蛋白。目前我们已构建CYC1转基因骨肉瘤细胞株并正在构建原位骨肉瘤裸鼠模型，拟进一步探索CYC1对骨肉瘤生物学性状的在体调节作用，并确认CYC1是否在细胞和动物水平上通过激活凋亡通路中Caspases、Bcl-2、Fas等效应因子来调节骨肉瘤细胞的凋亡，研究凋亡信号通路上CYC1相关蛋白表达。通过本研究，我们希望能从细胞和动物整体水平深入了解CYC1对骨肉瘤细胞凋亡的调节机制，进一步揭示CYC1的生物学功能及其对骨肉瘤恶性生物学行为的影响，为CYC1作为骨肉瘤临床诊断血清学标志物以及基因治疗靶点提供理论依据。

研究背景：骨肉瘤是骨科临床上最常见的一种严重危害人类健康的恶性骨肿瘤。缺乏灵敏、特异的血清标志物是制约其临床诊断和治疗效果的瓶颈所在。申请人前期通过整合基因组学与血清蛋白质组学（SELDI 方法）研究发现，调节肿瘤细胞增殖和凋亡平衡的细胞色素C1 蛋白(CYC1)在骨肉瘤患者血清中的表达显著增强，且表达水平与机体荷瘤量呈正相关，提示该蛋白是潜在的骨肉瘤血清标志蛋白。此外我们发现很多骨肉瘤细胞对TRAIL诱导的肿瘤细胞具有抵抗性，是治疗骨肉瘤的研究中的巨大瓶颈。.研究内容：研究阐明了前期研究中发现的骨肉瘤血清标志蛋白CYC1对骨肉瘤生物学性状以及肿瘤细胞凋亡过程的调节作用和作为骨肉瘤血清标志蛋白的理论依据，通过构建CYC1过表达和CYC1-RNAi沉默骨肉瘤细胞株和转基因骨肉瘤小鼠模型，探索CYC1对骨肉瘤生物学性状的在体调节作用，确认CYC1通过相关凋亡通路来调节骨肉瘤细胞的凋亡，并研究信号通路上CYC1相关蛋白表达。具体研究内容如下：1.体外过量表达CYC和RNAi沉默CYC1对骨肉瘤细胞株生长的调节作用;2.在体研究CYC1 对骨肉瘤小鼠生物学性状的调节作用;3.检测CYC1相关凋亡通路蛋白，研究CYC1对骨肉瘤生长调节作用的分子机制；4. CYC1单独对骨肉瘤细胞的作用以及CYC1和TRAIL对骨肉瘤促进凋亡的协同作用。.结果：我们发现1. CYC1在骨肉瘤病人的肿瘤细胞及组织中大量表达，说明CYC1在骨肉瘤生成和增值中可能具有重要作用；2.shRNA 沉默CYC1后可以抑制肿瘤细胞的增值，轻微诱导骨肉瘤细胞凋亡，在小鼠肿瘤模型中抑制肿瘤生长，说明CYC1是调控骨肉瘤增值和凋亡的重要蛋白；3. 体内试验和体外试验中，沉默CYC1可以增强TRAIL诱导的骨肉瘤细胞凋亡；4.CYC1沉默后显著减少Complex III活性，增强TRAIL诱导的细胞色素C释放和caspase-9活性，说明CYC1通过线粒体依赖的细胞凋亡通路作用于肿瘤细胞，影响其增值和凋亡。 .结论及意义：研究证明CYC1在肿瘤的发生、细胞增殖、凋亡异常中具有非常重要的作用，对于探索骨肉瘤的发生及恶性进展的分子机制具有重要意义，调控CYC1可能是诱导骨肉瘤凋亡的重要策略，论证了CYC1可能为骨肉瘤的基因治疗提供新的靶点。