基质变硬介导的YAP活化在结直肠癌侵袭转移中的作用机制研究

Invasion and metastasis is the main cause for the failure of the colorectal cancer（CRC) treatment.Clarifying the molecular mechanisms of invasion and metastasis has important theoretical and practical significance in the prevention,diagnosis and treatment of CRC. Matrix stiffen can promote tumor invasion and metastasis, in CRC, the force - chemical coupling mechanisms caused by the the matrix stiffen lead the changes in the nucleus is still unclear. RhoA is important cytoskeletal regulatory protein, YAP is a mechanical sensing signal molecules exposed to nuclear. In our previous studies, both RhoA and YAP was upregulated in colorectal cancer and has relevance. in vitro, RhoA can regulate YAP into the nucleus by matrix stiffen. Based on our previous studies,we prepared different hardness by extracellular matrix to detect RhoA-YAP and related downstream protein and nuclear localization at the cellular level in colorectal cancer cells ; explore the function of RhoA-YAP in the matrix stiffen cause invasion and metastasis of CRC by RNAi, transfection,cell and animal models; further elucidate the biology function and molecular mechanisms of matrix stiffen -RhoA-YAP in the invasion and metastasis of CRC.

侵袭和转移是结直肠癌治疗失败的主要原因，明确结直肠癌侵袭和转移的分子机制对结直肠癌的预防、诊断和治疗具有重要的理论和实际意义。基质变硬可促进肿瘤侵袭转移,在结直肠癌中，基质变硬所致的力-化学偶联引起细胞核相关机制改变尚未见报道。RhoA是重要的细胞骨架调节蛋白，YAP是外露于核的力学信号传感分子。前期我们通过免疫组化证实RhoA与YAP在结直肠癌中表达上调且具有相关性，进一步在体外构建硬度可控的基质发现RhoA可调控YAP入核。因此我们将通过制备不同硬度的细胞外基质，在细胞水平观察RhoA-YAP及相关下游蛋白在结直肠癌细胞表达改变及核定位；采用细胞转染和RNAi 等分子细胞生物学方法，结合体外细胞模型与实验动物模型研究RhoA-YAP在基质变硬引起结直肠癌结直肠癌侵袭转移中的功能；进一步阐明基质变硬-RhoA-YAP在结直肠癌侵袭和转移过程中的生物学功能及机制。

侵袭和转移是结直肠癌治疗失败的主要原因，明确结直肠癌侵袭和转移的分子机制对结直肠癌的预防、诊断和治疗具有重要的理论和实际意义。基质变硬可促进肿瘤侵袭转移,在结直肠癌中，基质变硬所致的力-化学偶联引起细胞核相关机制改变尚未见报道。RhoA是重要的细胞骨架调节蛋白，YAP是外露于核的力学信号传感分子。本项目中，我们通过制备不同硬度的细胞外基质，在细胞水平观察RhoA-YAP及相关下游蛋白在结直肠癌细胞表达改变及核定位；采用细胞转染和RNAi 等分子细胞生物学方法，结合体外细胞模型与实验动物模型研究RhoA-YAP在基质变硬引起结直肠癌结直肠癌侵袭转移中的功能；进一步阐明基质变硬-RhoA-YAP在结直肠癌侵袭和转移过程中的生物学功能及机制。研究结果表明：（1）在III-IV期结肠癌组织标本中，RhoA的表达与YAP1的表达呈正比，提示RhoA可能通过YAP1促使结肠癌侵袭转移；（2）通过体外制备不同硬度的基质培养结肠癌细胞系，观察到RhoA的表达与YAP1的表达增高，并且可观察到YAP1的入核，敲降YAP1后，细胞的侵袭转移能力减弱。表明RhoA可能通过YAP1调节结肠癌细胞侵袭转移；（3）不同硬度基质培养敲降RhoA的结肠细胞系中，YAP1及其下游蛋白表达未见明显改变，同时上调RhoA的表达，YAP1表达增高且入核；（4）在动物实验中分别皮下成瘤，检测RhoA、YAP1、ANLN及DIAPH3的表达，与我们体外实验结果一致。综上，我们结果表明，基质变硬可能通过RhoA的激活，进而导致YAP1的活化及入核，导致下游蛋白的激活，引起结肠癌的侵袭转移。