DNA解旋酶PICH在三阴乳腺癌进展中的作用及其分子机制研究

Triple-negative breast cancer(TNBC) is always a difficult and key point in breast cancer treatment, which has currently no effective targeted therapy because of lack the expression of ER, PR, HER2 receptors. By analysing the TCGA, METABRIC datasets and clinical cancer samples, our research group had found several proteins that regulate cancer proliferation、metastasis and drug resistance(Nat Med 2011；J Biol Chem 2012；Canr Res 2013). Besides, we discovered that DNA helicase PICH is over expressed in triple-negative breast cancer. Importantly, its high expression correlates poor overall survival and high risk of distal metastasis. We further knocked down PICH in many breast cancer cell lines and functional analysis revealed that PICH depletion selectively impaires proliferation and induces apoptosis of triple-negative,but notluminal breast cancer cells. Based on the previous studies, this project is aimed at exploring the effect and mechanism of PICH on the proliferation, death and metastasis of triple-negative breast cancer through building the primary breast cancer cells and TNBC xenografts models in nude mice, combining the analysis of clinical samples and molecular biomethods. Besides, we will try to find the PICH specific inhibitors according to its structure. The successful completion of this study will provide an important basis for new drugs on the treatment of TNBC.

三阴乳腺癌因ER、PR、HER2等分子表达缺失而缺乏有效治疗手段，是乳腺癌治疗的难点和重点。在对TCGA、Metabric等肿瘤数据库以及临床样本免疫组化j数据的分析中，本课题组发现了多个参与肿瘤增殖、转移、耐药调控的分子（Nat Med 2011；J Biol Chem 2012；Can Res 2013）。 我们还发现DNA解旋酶PICH在三阴乳腺癌中异常高表达，且PICH的高表达与三阴乳腺癌患者的总生存率和远端转移率密切相关。进一步，我们发现稳定敲低PICH特异抑制三阴乳腺癌细胞的增殖，并促进其死亡。本项目拟在上述工作基础上，通过建立原代乳腺癌细胞系和三阴乳腺癌裸鼠移植瘤模型，采集分析临床样本并结合分子生物学手段，深入探讨PICH在三阴乳腺癌细胞增殖、转移中的作用，阐明其具体分子机制。并且，进一步寻找PICH的特异小分子抑制剂，为三阴乳腺癌治疗提供新的干预靶点及研发基础。

乳腺癌是全球范围内女性恶性肿瘤死亡的主要原因，在我国乳腺癌发病率虽低于西方国家，但发病率呈逐年升高趋势，增速位于世界首位。其中10%-15%为三阴乳腺癌（Triple-negative breast cancer, TNBC），这是非常特殊的一种分子亚型，容易出现化疗耐受，具有肿瘤生长速度快、病理组织学分级较差、侵袭性强、早期复发率高、容易出现内脏和脑部转移等特点。由于ER、PR和HER2均呈阴性表达，TNBC 患者缺乏有效治疗手段，亟需对其发生发展机制进行深入研究，寻找有效诊断和治疗靶点。我们通过对多个乳腺癌数据集进行分析，发现DNA解旋酶PICH（PLK1-interacting checkpoint helicase）蛋白质在三阴乳腺癌亚型中高表达，与乳腺癌病理分级、临床分期、复发转移密切相关。通过收集乳腺癌患者临床样本，我们对组织切片进行免疫组化染色，结果表明，与癌旁组织相比，PICH在肿瘤组织中显著高表达。进而，根据ER、PR和HER2组化结果对患者进行分型，我们发现PICH在TNBC患者中表达量更高，而且PICH分子高表达的患者，其远端转移风险更高，总生存率更低。为了进一步明确PICH对三阴性乳腺癌的调控，我们构建了稳定敲低PICH的细胞系，发现三阴乳腺癌细胞的增殖被显著抑制，并能特异引起三阴乳腺癌细胞的凋亡，这一现象在原代乳腺癌细胞系中得到了验证。们进一步发现干涉PICH表达可以导致有丝分裂后期染色质bridge的比例增加，姐妹染色单体分离异常形成微核，严重者甚至导致胞质分裂失败形成双核，最后促进细胞凋亡。通过裸鼠成瘤实验，我们发现PICH缺失显著抑制了三阴乳腺癌细胞系MDA-MB-231和原代三阴乳腺癌细胞的裸鼠体内成瘤。我们的工作发现DNA解旋酶PICH，在三阴乳腺癌中高表达并发挥重要的调控功能，为三阴乳腺癌的治疗提供了新的潜在干预靶标。