胞内骨桥蛋白诱导间质-上皮转化促进肝癌转移灶形成的研究

EMT and MET as a continuous process occurred in different stage of tumor metastasis. However the key regulator for EMT-MET transition still largely unknown. OPN regarded as a secret protein plays an important role in tumor progress and metastasis. But the role of newly identified intracellular OPN (iOPN)is hardly known. Based on our previous studies and reports, we speculate that the transfer of sOPN to iOPN is the key for EMT-MET transition. sOPN induces EMT to facilitate tumor cells escape from primary tumor, while sOPN transfers into iOPN when tumor cells reach secondary organs, iOPN induces MET to promote metastatic colonization. In this study we will demonstrate that the different roles sOPN and iOPN during EMT-MET; explore the mechanisms by which sOPN transfers into iOPN; understand the underlined pathway that iOPN induces MET; reveal the correlation between iOPN and tumor metastasis in clinical data. The results will provide new evidences for understanding tumor metastasis in liver cancer and provide new targets and strategies for the diagnosis and therapy of liver cancer.

在肿瘤转移的过程中EMT与MET作为一个连续的过程发生在转移的不同阶段，但是调节EMT-MET转换的关键分子却不清楚。OPN作为一种分泌型蛋白，在肿瘤的发展及转移中发挥着重要的作用，但新发现的胞内型OPN的作用却知之甚少。我们通过前期的工作基础和文献回顾推测OPN由分泌型向胞内型的转换是调节EMT-MET转换的关键。分泌型OPN促进EMT有利于肿瘤细胞脱离原发灶；而肿瘤细胞到达转移灶后分泌型OPN转变为胞内OPN，胞内OPN通过MET促进转移灶克隆形成。本项目研究内容包括：证明分泌型OPN和胞内型OPN在调节EMT-MET中的不同作用；探讨分泌型OPN与胞内型OPN转换的分子机制；阐明胞内型OPN诱导MET的作用机制；临床标本分析胞内OPN与肿瘤转移的相关性。本研究阐明了OPN调节肿瘤转移的新机制，为认识肝癌转移的分子基础提供了理论依据，可望为发展肝癌诊断和治疗新策略提供新思路。

肿瘤转移是一个复杂的过程，越来越多的证据表明，EMT和MET是肿瘤细胞可塑性的关键调节器，在肿瘤的复发和转移进程中发挥重要作用。细胞由上皮特性逐渐转变为间质特性的过程，表现为肿瘤细胞间的粘附力下降、细胞顶-基底极性丧失、运动能力增强等，即为上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）。发生EMT的肿瘤细胞获得迁移侵袭能力，使其有能力离开原发灶，进入血管、淋巴管或体腔而扩散。扩散的肿瘤细胞到达具有适宜环境的靶器官或组织时，会经历EMT的逆过程间质-上皮转化（mesenchymal-epithelial transition，MET），恢复上皮表型的状态，重新表达细胞间粘附分子，进而形成与原发灶肿瘤性质近似的转移性肿瘤。.骨桥蛋白（Osteopontin,OPN）与肿瘤的发展进程关系密切。OPN起初被视作一种经典的分泌型蛋白质，在多种生理病理过程中发挥重要作用。但后来的研究发现，OPN也可以在细胞浆和细胞核中表达分布。我们对多种肿瘤细胞进行免疫荧光染色，发现OPN在肿瘤细胞中的定位大致可以分为三种。I）OPN与高尔基体高度重合， OPN以经典的分泌型蛋白形式存在。II）OPN既存在于高尔基体，同时也表达于细胞核中。Ⅲ）OPN只表达于细胞核内。我们选取适当的肿瘤细胞，使用不同手段改变分泌型OPN或细胞核型OPN的表达或影响其发挥作用，之后通过Western Blotting实验和免疫荧光染色，检测了上皮和间质状态相关的多项标志蛋白的变化。由此发现了一个有趣而有意义的现象，即分泌型OPN促进肿瘤细胞发生EMT，细胞核型OPN促进肿瘤细胞发生MET，提示不同形式的OPN在不同阶段促进肿瘤转移。在转移灶形成过程中，VEGF通过KDR/PLCγ/PKC通路提高OPN磷酸化水平，增加其在细胞核中表达，核型OPN直接结合HIF2α，从而减少HIF2α对AKT1的表达抑制，促进miR-419表达以及MET进程，促进转移灶形成。本课题首次发现了细胞核内的OPN诱导MET促进肿瘤转移的现象，并阐释了不同表达形式的OPN对细胞表型转化和肿瘤转移的不同作用，为肿瘤转移相关研究以及发展肿瘤治疗新策略提供了理论依据。