AnnexinII-AnnexinIIR连接体 调控PI3K/Akt通路 在乳腺癌骨转移早期“niche”结构中的作用

Breast cancer bone micrometastases can remain asymptomatic for years before progressing into overt lesions (Dormancy). The biology of this process, including the microenvironment niche and supporting pathways, is unclear. Our previous study found that Annexin II-Annexin IIR (AXII-AXIIR) connector is the driving force of adhesion between cancer cells and bone matrix cells in niche, which may regulate proliferation and invasion of tumor cells through PI3K/Akt signaling pathway by “inhibiting-enhancing” mechanism, and could play a key role in the process of dormancy-reactivation. Based on this, we put forward the hypothesis that the AXII-AXIIR connector plays an important role in the regulation of PI3K/Akt pathway in niche. This project will focus on the AXII-AXIIR connector, and explore the regulation mechanism of dormancy-reactivation through PI3K/Akt pathway in niche. Our study will illuminate the initiation of bone colonization, and provides potential therapeutic targets to block progression toward osteolytic metastases.

播散肿瘤细胞进入骨髓，与骨基质细胞长期稳定共存(休眠)，形成骨转移早期“niche”结构(以下统称“niche”)，是乳腺癌趋骨转移的关键，但其相关分子机制尚不清楚。我们前期研究发现Annexin II-Annexin IIR(AXII-AXIIR)连接体是“niche”中介导癌细胞与骨基质细胞间粘附的驱动力，并可能通过对PI3K/Akt信号通路先抑制后激活的调控机制，起到对癌细胞增殖侵袭能力先抑制后增强的作用，是“niche”中癌细胞休眠——再激活过程的关键。据此，我们提出了“AXII-AXIIR连接体调控PI3K/Akt通路在“niche”中发挥重要作用”的研究假说。本项目将以AXII-AXIIR连接体为基点，以PI3K/Akt通路相关信号分子及休眠/激活相关蛋白为核心，探索“niche”重要分子机制，为乳腺癌早期骨转移临床诊断、预后及疗效预测提供标志物以及治疗研究靶点。

背景：乳腺癌骨转移的发生发展是多种因素共同作用的复杂病理过程。有研究发现，播散肿瘤细胞（Disseminated tumor cells，DTCs）进入骨髓，有相当长一段时间处于“休眠”状态，期间DTCs与局部微环境中的各种基质细胞稳定共存，形成骨转移早期“niche”结构。AXII（膜联蛋白II，Annexin II）是Annexins家族中的一个重要成员，具有Ca2+依赖性结合磷脂和细胞骨架蛋白的生物学特性。骨髓基质细胞膜表面存在一种可与AXII p11亚单位特异性识别结合的蛋白，被命名为AXII受体（AXIIR），研究认为AXIIR可与AXII结合形成AXII-AXIIR连接体介导细胞间的粘附，并可促进成骨细胞增殖。.目的：①鉴定“niche”休眠期及激活期细胞成分及分子组成；②探索AXII-AXIIR连接体在“niche”中的作用机制；③验证AXII-AXIIR连接体作为早期骨转移预测指标及治疗靶点的可能。.结果：通过对200例乳腺癌患者病理组织切片进行免疫组化分析，发现AXII高表达于乳腺癌组织，且与乳腺癌骨转移密切相关。体外实验发现AXII可促进肿瘤细胞增殖、克隆形成、侵袭以及迁移能力，抑制肿瘤细胞凋亡。体内实验发现AXII可促进肿瘤生长、转移，提高淋巴结、骨转移发生率。免疫荧光可见AXII与AXIIR表达在两种细胞接触位置，构成AXII-AXIIR连接体，可能是介导乳腺癌细胞与骨基质细胞粘附的直接驱动力。AXII-AXIIR连接体通过调控PI3K/Akt信号通路发挥作用，Western-blot发现MDA-MB-231细胞与成骨细胞结合初期表现为此信号通路抑制，后期表现为激活。鼠经髂外动脉骨转移模型详细分析“niche”中主要细胞成分及构成特征。发现第18-28天左右为“niche”休眠期，此阶段形成微小转移灶，以成骨特性为主；28天之后逐渐发展为大转移灶，破骨细胞开始活跃，约至第35天出现明显骨质破坏，此阶段为“niche”激活期。.意义：探索“niche”重要分子机制，力图发现关键靶点，并将研究结果转化为临床指标，在患者组织、血清、骨髓中加以验证，为临床诊断、预后及疗效预测提供标志物，贡献于骨转移早期的精准疗.