机械力敏感的TRPV4型钙通道调控子宫内膜癌侵袭和转移的分子机制研究

Local invasion is commonly seen in endometrial cancer (EC), and there many studies focus on the mechanism of invasion, but few of them are related to mechanical force and calcium with its channels. In vitro study, our research group found that the greater the elastic modulus of matrix, the more aggressive the endometrial cancer cells (ECCs). Calcium influx and mechanosensitive calcium channel TRPV4 play an important role in it. Mechanical force of cells in different matrixes differs greatly. We speculate that increasing mechanical force has an influence on surface stiffness of ECCs through calcium influx and TRPV4, therefore the invasiveness and metastasis are enhanced. Based on the above, we plan to do the following research: ① Define the biological function of TRPV4 by means of polyacrylamide gel (PA gel) and optical laser tweezers (OLT). ② To understand the influence of mechanical force on calcium influx mediated by TRPV4 on invasiveness. ③ Study the morphology and mechanical property of ECCs with distinct invasiveness and draw the "force - distance curves" and "force - time curves". Furthermore, we can discuss the relationship among mechanical force-calcium channel-invasiveness of EC and the specific mechanisms to provide a new idea for preventing the invasion and metastasis of EC and targeted therapy.

子宫内膜癌局部侵袭较为常见，关于其侵袭性机制研究较多，但有关机械力，以及钙离子及其通道与侵袭相关分子机制的关系研究较少。课题组体外研究发现，内膜癌细胞基质弹性模量增加，细胞的侵袭性增强，且钙离子内流和机械力量敏感钙通道TRPV4在其中发挥重要作用。由于基质弹性模量不同时，细胞受到的机械力不同，推测机械力增加能够通过钙内流和TRPV4影响内膜癌的细胞骨架，增强细胞的侵袭转移能力。基于以上研究基础，本课题拟进行如下研究：①通过聚丙烯酰胺凝胶和单光束梯度力光陷，明确TRPV4的生物学功能；②机械力通过TRPV4介导的钙离子内流对细胞侵袭力的影响；③研究侵袭性不同的子宫内膜癌细胞形貌和力学特性，绘制“力-距曲线”和“力-时间曲线”。从而探讨机械力-钙离子通道-子宫内膜癌侵袭力之间的关系，为进一步研究子宫内膜癌侵袭转移的力学机制，以及预防内膜癌侵袭转移及靶向治疗提供新的思路。

背景：子宫内膜癌（endometrial cancer, EC）是女性常见的恶性肿瘤之一。TRPV4作为一种机械力敏感的钙离子通道，在乳腺癌、胃癌、前列腺癌等疾病中可通过改变肿瘤细胞的弹性模量，影响肿瘤的转移功能。目前关于TRPV4在子宫内膜癌转移机制当中的研究较少。因此，研究血清总钙离子和子宫内膜癌的关系，以及钙离子通过TRPV4如何促进子宫内膜癌细胞转移的分子机制，具有重要意义。.主要内容：研究子宫内膜癌患者血清离子化钙与临床病理特征之间的相关性，并通过生物信息学分析筛选子宫内膜癌中发挥重要作用的钙离子通道，研究并验证该通道的生物学功能及其在子宫内膜癌转移过程中的分子机制，初步研究基质刚度通过该通道对癌细胞表面杨氏模量的影响，为子宫内膜癌治疗提供力学相关靶向分子。.重要结果：1.子宫内膜癌患者的血清离子化钙与患者多项临床病理特征具有相关性，是子宫内膜癌腹水肿瘤细胞学阳性、淋巴结转移的独立危险因素。.2.TRPV4是子宫内膜癌患者中发挥重要作用的钙离子通道，具有促进肿瘤细胞转移的功能。其作用机制可能是通过TRPV4和钙离子激活RhoA/ROCK1/LIMK/Cofilin通路，调控子宫内膜癌细胞肌动蛋白和桩蛋白数目与结构，促进肿瘤细胞发生转移。.3.子宫内膜癌细胞表面杨氏模量可受到TRPV4和基质刚度调控，随着基质刚度增加，细胞骨架蛋白表达和细胞表面杨氏模量增加，微环境的基质刚度可通过TRPV4调控细胞表面杨氏模量。.关键意义阐述：综上所述，本研究认为，在子宫内膜癌的转移过程中，癌基因和基质刚度的协同作用比单一癌基因的作用更为重要，从基质刚度和钙离子通道TRPV4两者相互作用的角度研究子宫内膜癌细胞的转移机制，为进一步研究在子宫内膜癌力学微环境提供实验基础，为研究子宫内膜癌转移靶向治疗提供新思路。