细胞命运决定因子DACH1调节乳腺肿瘤干细胞的扩增和分化的研究

目前认为肿瘤干细胞是肿瘤发生，复发和转移的重要因素，肿瘤的治疗只有根除肿瘤干细胞，才能取得根治的效果。DACH1/Six/Eya是一条调控果蝇器官发育且高度保守的信号通路，并在人类肿瘤的发生发展中起着重要作用，DACH1是其核心成员之一。我们先前的研究表明，DACH1抑制乳腺癌细胞的增殖并可逆转正常乳腺上皮细胞由癌基因诱导的恶性表型,如异常增殖和侵袭转移。最近，我们发现DACH1可明显抑制Met-1乳腺癌细胞系中CD44+/CD24-亚群（富含干细胞）的含量。因此我们提出科学假设：DACH1可调节乳腺癌干细胞的自我更新，扩增和分化。本项目将检测DACH1在体内外对乳腺癌干细胞自我更新和扩增的影响及其发挥作用的分子机制，并评价DACH1在乳腺癌化疗中的协同效应，确认DACH1调节乳腺癌干细胞的扩增和分化在乳腺癌临床治疗及预后中的价值。以上问题的解决对DACH1的靶向治疗具有指导性意义。

细胞命运决定因子DACH1是视网膜基因网络的关键成员，在寻找表皮生长因子的信号基因时被发现。DACH1的表达在多种肿瘤组织减低，并与肿瘤预后相关。 肿瘤干细胞被认为是肿瘤进展和治疗耐受的主要原因。本课题探讨DACH1对乳腺癌干细胞（CSC）的作用及临床意义。我们发现乳腺癌细胞系DACH1蛋白表达与CSC比例成反比，外源系导入DACH1抑制肿瘤生长，同时，乳腺小囊形成和CD44高/CD24低 细胞亚群（乳癌CSC的表面标志）的比率也减少。与此相应，小分子干扰RNA沉默DACH1的表达增加CSC比率。mRNA基因表达谱分析表明DACH1抑制干细胞因子（Sox2, Nanog, KLF4）调控基因的活性。 ChIP-seq和报告基因活性显示DACH1结合在干细胞因子的启动子区域，抑制其转录； 而过表达干细胞因子则拮抗DACH1对CSC的抑制作用。上皮-间质转换（EMT）增加细胞侵袭，使肿瘤细胞获得CSC特征。YB-1基因在乳腺癌组织过表达，通过激活胞浆Snail mRNA的翻译，诱导EMT和CSC。通过蛋白组学的筛选发现DACH1与YB-1结合，免疫组化结果表明DACH1将YB-1转运于核内，以阻止胞浆YB-1对Snail的活化。同时，DACH1阻止核内YB-1对细胞增殖和运动相关基因的转录激活功能。DACH1抑制YB-1引起的EMT和CSC表型。.为分析DACH1在乳腺癌中的临床意义，免疫组化检测DACH1在正常乳腺及不同类型乳癌组织DACH1的表达。 我们发现DACH1在各种乳腺组织中的表达低于正常乳腺上皮，特别是基底细胞癌和髓样癌中DACH1的表达基本丢失， 这种类型的乳癌均属于三阴性乳腺癌， 富含乳腺癌干细胞。这一临床发现支持我们的实验结果和假说“DACH1抑制乳腺癌干细胞”。DACH1的表达与肿瘤大小、分期和淋巴结转移负相关；DACH1表达高的患者总生存时间延长。.我们的研究结果表明内源性DACH1通过多种机理调节乳腺癌干细胞的更新和分化。肿瘤组织中DACH1丢失导致EMT和CSC表型，提示预后不良。