ROR1 在乳腺癌肿瘤干细胞中的作用研究

Despite recent advances, many patients with breast cancer relapse after apparently responding well to chemotherapy, often developing metastatic disease. This is thought due to the post-treatment survival of a small number of breast cancer stem cells (CSC), which are relatively resistant to chemotherapy, have self-renewal capacity, can repopulate the tumor, and spread to distant sites. Therefore, identification of new surface protein specifically expressed on the breast cancer stem cell (CSC) will help develop novel approach to eradicate breast CSC to improve clinical outcome of treatment for patient with breast cancer. ROR1, a receptor tyrosine kinase (RTK)–like orphan receptor that ordinarily is expressed during embryogenesis, then is found on neoplastic cells of many different types of cancer, but not on normal adult tissues. Moreover, ROR1 is expressed on less well-differentiated tumors that have high potential for relapse and metastasis and that also express markers associated with the EMT. However, ROR1 function in breast CSC remains unknown. Therefore, we will use patient-derived xenograft (PDX) mice model to perform functional study to examine the role of ROR1 and/or its associated proteins in breast CSC. We will also explore mechanism underlying the function of ROR1 and its associated proteins in breast CSC. Through successfully completion of this project, we will identify new targets for breast CSC and also determine activated signaling pathway in CSCs.

尽管传统治疗乳腺癌的方法对癌症病人有一定的帮助，但是大多数已经发生转移的病人经传统方法治疗之后都会复发，这是由于传统治疗方法无法杀免肿瘤干细胞，肿瘤干细胞是肿瘤中存在的一个很小的细胞亚群，该亚群具有自我更新和分化的能力，从而能够致使肿瘤发生，发展和转移。ROR1是在胚胎期表达而在成人组织中不再表达的I型孤儿受体络氨酸激酶，最近研究表明其在许多癌症中包括乳腺癌中又重新表达，其表达和上皮间质转化(EMT)，乳腺癌的转移和复发密切相关，可是，ROR1是否在乳腺癌肿瘤干细胞中起作用及其作用机理并不清楚。本研究将采用 PDX小鼠模型，通过生物信息学和质谱分析确定与ROR1相互作用的蛋白及信号通路，进而确定ROR1及其互作蛋白和所激活的信号通路对肿瘤干细胞干性维持的作用。通过该研究，我们将会鉴定出乳腺癌肿瘤干细胞的新靶点及其该靶点的作用机理，从而有助于开发可以清除肿瘤干细胞的靶向药物。

尽管传统治疗乳腺癌的方法对癌症病人有一定的帮助，但是绝大多数已经发现转移病灶的病人，治疗一段时间之后就会复发，根据目前癌症研究的最新进展，致使癌症复发是由于肿瘤干细胞（cancer stem cell，CSC or tumor initiation cells）的存在。肿瘤干细胞是肿瘤中存在的一个很小的细胞亚群，该亚群具有自我更新和分化的能力，从而能够致使肿瘤发生，发展和转移；由于其分裂速度比非肿瘤干细胞慢，致使传统的放化疗无法杀灭该细胞群，从而成为癌症复发的根源。因此，特异性的清除肿瘤干细胞有望成为治疗癌症的有效的新方法。而要特异的清除肿瘤干细胞就需要清楚肿瘤干细胞和其它细胞包括非肿瘤干细胞之间的差异，包括表面标记物，功能及激活的信号通路等，从而才能开发特异的靶向杀伤肿瘤干细胞的有效药物。.ROR1是在胚胎期表达而在大多数成人组织中不再表达的I型孤儿受体络氨酸激酶，已有研究表明其在许多癌症中包括乳腺癌中又重新表达，其表达和上皮间质转化(EMT)，乳腺癌的转移和复发密切相关，进而我们发现ROR1可以调控卵巢癌肿瘤干细胞的自我更新及肿瘤转移。可是，ROR1是否在乳腺癌肿瘤干细胞中起作用及其作用机理并不清楚，靶向ROR1是否可以有效的抑制肿瘤的转移及复发也不清楚。从而，本研究通过分析ROR1在乳腺癌PDX原代肿瘤组织中的表达，发现ROR1在乳腺癌肿瘤干细胞中高表达。进一步通过生物信息学分析发现，ROR1可以激活调节细胞干性的Rho-GTPase、Hippo-YAP/TAZ信号，上调BMI1的表达，用人源化的抗ROR1的单克隆抗体cirmtuzumab处理肿瘤细胞，可以抑制这些信号，抑制肿瘤干细胞干性，从而增强了传统化疗药物比如paclitaxel等药物的治疗效果，有望有效的抑制肿瘤复发，该研究成果于2019年发表在PNAS杂志上。.鉴于该项研究成果，美国加州大学圣地亚哥分校Moores癌症中心开展了cirmtuzumab联合paclitaxel治疗晚期乳腺癌的临床试验（NCT02776917）,给复发转移的乳腺癌肿瘤患者带来新的治疗方法。