βig-h3调控细胞运动促进骨肉瘤转移的机制研究

Osteosarcoma metastasis is the main reason for the failure of osteosarcoma treatment. Mesenchymal mode movement and amoeboid mode movement is the two basic forms of tumor cell movement, and the two movement modes interconvert to promote tumor metastasis. However, the regulatory mechanism of cell motion is still unclear. Our previous studies has found that βig-h3 interacts with integrin α2β1 and AnnexinII, which are involved in the regulation of mesenchymal mode movement and amoeboid mode movement, respectively. Moreover, osteosarcoma cells appears amoeboid mode movement when upregulation βig-h3 expression and osteosarcoma cells appears mesenchymal mode movement when downregulation βig-h3 expression. However, it has not been reported that whether βig-h3 may regulate cell movement modes and promotes osteosarcoma metastasis. In this study, we use gene knockout mice、gene knockout cell lines, small animal imaging, live cell workstation and the 3D cell culture system to monitor the modes of cell movement and explore the role of βig-h3 in the regulation of cell movement, and clarify the mechanism of osteosarcoma metastasis.Thus giving rise to the promise of new clue to inhibit metastasis in osteosarcoma treatments.

骨肉瘤转移是骨肉瘤治疗失败的主要原因。间充质样运动和阿米巴样运动是肿瘤细胞运动的两种基本形式，它们协同作用促进了肿瘤转移。然而这两种运动的调控机制仍不清楚。申请者前期的研究发现βig-h3分别与介导细胞间充质样运动关键分子integrin α2β1和介导阿米巴样运动关键分子AnnexinII相互作用促进骨肉瘤转移。进一步研究发现上调βig-h3表达细胞呈现间充质样运动特点，下调βig-h3表达细胞呈现阿米巴样运动特点。但是βig-h3能否调控细胞运动从而促进骨肉瘤的转移，目前尚未报道。本项目拟从βig-h3调控骨肉瘤细胞运动入手，应用βig-h3基因敲除小鼠和细胞等模型，采用小动物活体成像、细胞3D培养、活细胞工作站等手段，原位、实时、动态研究骨肉瘤转移过程中βig-h3对细胞运动的调控，明确βig-h3调控骨肉瘤细胞运动促进骨肉瘤转移的分子机制，为骨肉瘤转移的临床诊治提供新的线索和靶点。

骨肉瘤是儿童和青少年期最常见的原发性恶性骨肿瘤，肿瘤转移是骨肉瘤治疗失败的主要原因。肿瘤细胞运动在肿瘤转移过程中发挥着重要作用，然而肿瘤细胞运动的调控机制仍不清楚。本项目从βig-h3调控骨肉瘤细胞的细胞运动入手，采用裸鼠原位荷瘤、小动物活体成像、细胞3D培养、活细胞工作站等手段，原位、实时、动态研究骨肉瘤转移过程中βig-h3对细胞运动的调控作用。我们在本项目的研究中发现：βig-h3在骨肉瘤组织高表达并与骨肉瘤的恶性程度相关。在人骨肉瘤Saos-2和MG63细胞中，分别降低或增加βig-h3表达后，可引起细胞形态和细胞侵袭与迁移以及分泌基质金属蛋白酶能力的显著改变，提示：βig-h3参与调控骨肉瘤的间充质样细胞运动。进一步研究发现βig-h3可促进细胞伪足的的关键组成分子细胞连接蛋白E-cadherin、 桩蛋白paxillin、黏着斑激酶FAK的表达，提示：βig-h3参与调控骨肉瘤细胞的伪足形成。在体内和体外的研究中证实βig-h3可通过与Integrin α2β1结合并相互作用，激活下游PI3K-AKT及Rac1-WAVE2信号通路调控骨肉瘤细胞的间充质样细胞运动过程，从而促进骨肉瘤细胞的浸润和转移。本研究在体外、体内深入探讨βig-h3 参与调控细胞运动的分子机制，从而更全面的认识骨肉瘤转移过程，揭示骨肉瘤转移的调控机制，为骨肉瘤转移的临床诊治提供新的线索和靶点。