H2-calponin：肺癌血管生成中调控细胞骨架机械信号转导平衡的关键分子？

Lung cancer’s growth, invasion and metastasis depend on aberrant angiogenesis. The heterogeneity of tumor leads to unbalanced mechanotransduciton of vascular endothelial cells, induced aberrant angiogenesis. We focused on the h2-calponin (h2-CaP) research for years and found it: ①binds to actin, stabilizes the actin-cytoskeleton as a mechanotransduction balancer; ②is specifically highly expressed in lung; ③regulates the vascular development of zebra fish enbyro. However, its function in the lung cancer angiogenesis is largely unknown. Therefore, we would: ① observe how h2-CaP affect the PMVECs(pulmonary vascular endothelial cells) phenotypes (proliferation, migration and adhesion), and mechanotransduction; ② study the interaction of h2-CaP and actin-cytoskeleton, and their effect on PMVECs; ③ observe the function of h2-CaP in PMVEC tube formation; ④ use the CNN2-KO mice, transplant the Lewis lung cancer cells into the mice, and observe the h2-CaP effect on lung cancer angiogenesis in vivo, and how it affect the tumor growth, invasion, metastasis and survival. In this study, we would ask whether h2-CaP related with the lung cancer angiogenesis through balancing CSK-mediated mechanotransduction, then affect the tumor invasion and metastasis. And further understand the pathogenesis of this disease, and find a potential therapeutic target.

肺癌发生和转移依赖异常血管生成。肿瘤异质性引起血管内皮细胞机械信号转导失衡，是异常血管生成的重要调控机制之一。前期研究发现h2-calponin（h2-CaP）：①与actin结合，稳定细胞骨架，平衡机械信号转导；②在肺组织特异表达；③和斑马鱼胚胎血管发育相关，但其在肺癌血管生成中的作用尚未知。基于此，本项目拟：①观察h2-CaP对肺微血管内皮细胞表型（增殖、黏附、迁移）的影响及与机械信号转导的关系；②研究h2-CaP与细胞骨架相互作用在肺微血管内皮细胞机械信号转导中的作用；③观察h2-CaP对肺微血管内皮细胞血管生成的影响；④利用基因敲除小鼠，建立Lewis肺癌原位种植模型，进一步验证h2-CaP对肺癌血管生成的影响，及与肿瘤浸润、转移及小鼠生存期的关系。本研究旨在阐明h2-CaP是否通过平衡机械信号转导，调节肺癌血管生成。为肺癌的发病机制提供新理论，寻找可能的治疗靶点。

H2-Calponin（h2-CaP）是肌动蛋白结合蛋白，在肺组织有特异性高表达，可在多种细胞系（上皮细胞、成纤维细胞及免疫细胞）中调控增殖、迁移、黏附、分化等基本细胞行为。我们前期的研究发现，h2-CaP通过调节机械信号转导发挥其生物学功能，但其生理病理功能尚属未知。.肺癌微环境内部存在机械张力的异质性，肿瘤内部机械信号转导的失衡是促进肿瘤增殖和转移的重要调控机制。因此本课题组提出假设：h2-CaP介导的机械信号转导通路的失衡，是肺癌发生和转移关键机制，并进行以下研究：.1.从临床水平，通过免疫组化检测人非小细胞肺癌的组织芯片中h2-CaP的表达，看肿瘤组织和癌旁组织h2-CaP的表达是否有差异。同时进行生存分析，看h2-CaP表达是否和肿瘤生存有关联。. 实验结果显示，h2-CaP在配对的肺癌组织和癌旁组织中，表达有明显差异。癌旁组织的肺泡上皮和支气管上皮中均可见恒定的h2-CaP表达，但配对的肿瘤组织中h2-CaP为低表达（腺癌、12/85、16.44%；鳞癌、13/89、14.60%）或不表达（腺癌、73/85、83.56%；鳞癌、76/89、85.40%）。同时无论腺癌还是鳞癌，肿瘤组织中有h2-CaP表达的患者生存期显著高于不表达h2-CaP的患者。进一步详细的生存分析正在进行，且会在另一组数据中进一步验证。.2.从细胞水平，通过在多株肺癌细胞系中敲减或上调h2-CaP表达，观察细胞增殖、迁移和黏附的变化。并进一步观察h2-CaP影响细胞功能的机制，是否与其机械张力调节功能有关。.敲减h2-CaP后，在不同的NSCLC细胞系中观察到类似的表型，及细胞迁移能力明显增高，黏附能力明显下降。同时细胞增殖及侵袭未见明显改变。进一步行免疫荧光染色发现h2-CaP敲减后导致细胞间黏着斑解聚。黏着斑与肿瘤的转移和机械转导有密切关系，这提示h2-CaP可能在NSCLC转移中有作用，但需进一步研究证实。.3.拟从动物水平，建立小鼠肺癌种植瘤模型，观察h2-CaP水平变化对种植瘤增殖和转移的影响。已建立细胞系并成功建立种植瘤小鼠模型，尚未进一步开展实验组及对照组观察。.综上所述，h2-CaP可能通过调节黏着斑的功能，影响肿瘤细胞的机械信号转导，进一步在肺癌的转移中发挥作用。同时h2-CaP可能成为预测肺癌患者生存及预后的生物标记物之一。