缺氧微环境下DACH1受HIF-1α/SNAI1轴负调控促进ER阳性乳腺癌EMT作用及机制研究

Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is an important mechanism of hypoxia-induced distant metastasis of estrogen receptor (ER) positive breast tumors. The applicant has previously found that tumor suppressor protein DACH1 inhibited EMT by binding to SNAI1 in breast cancer (Oncogenesis. 2015), but the expression characteristics and regulatory mechanisms were still unknown in breast cancer. Our recent study results showed that hypoxia down-regulated the expression of DACH1 in ER-positive breast cancer cells, further study found that DACH1 expression was negatively regulated by HIF-1α/SNAI1 axis; and DACH1 could notablely inhibited hypoxia-induced EMT. This study will use ER-positive breast cancer cells, mouse lung metastasis model and clinical tissue samples to verify the potential mechanism of HIF-1α/SNAI1 axis down-regulated transcription of DACH1 gene under the hypoxia microenvironment; the mechanism of DACH1 inhibited hypoxia-induced EMT; and the correlation between DACH1 and related proteins expressions through the experimental method such as reproter gene, Co-IP and ChIP. The results will provide new insights into the clinical sorting, prognostic evaluation and development of effective molecular targeted drugs for ER-positive breast cancer patients.

上皮间质转化（EMT）是缺氧诱发雌激素受体（ER）阳性乳腺肿瘤远端转移的重要机理。申请人前期发现，抑癌蛋白DACH1通过结合SNAI1抑制乳腺癌EMT（Oncogenesis. 2015），但其在乳腺癌中的表达特征及调控机制尚不清楚。我们近期研究结果显示，缺氧下调ER阳性乳腺癌细胞中DACH1表达，进一步发现DACH1表达受HIF-1α/SNAI1轴负调控；且DACH1可显著抑制缺氧诱导的EMT。本项目拟在此基础上，应用ER阳性乳腺癌细胞、小鼠肺转移模型及临床组织样本，通过报告基因、Co-IP、ChIP等实验方法，深入探究：① 缺氧微环境下，HIF-1α/SNAI1轴下调DACH1基因转录的潜在分子机制；② DACH1抑制缺氧诱导乳腺癌EMT的作用机制；③ DACH1及相关蛋白在临床组织样本中表达的相关性。该项目将为ER阳性乳腺癌患者的临床分选、预后评估及开发有效的分子靶向药物提供新思路。

DACH1作为新型的抑癌蛋白在乳腺癌乃至其他癌症中的表达调控机制在很大程度上仍是未知的。本课题采用多种体内外实验和技术，从分子、细胞、动物及组织等不同层次系统深入的解析DACH1在缺氧诱导乳腺癌EMT中的作用及分子机制。为ER阳性乳腺癌患者的临床分选、预后评估及开发有效的分子靶向药物提供新的思路。.在研究DACH1与EMT调控课题的同时，我们延伸了相关课题的研究，发现DACH1对新的骨架蛋白Septin家族中的部分成员以及多种microRNA具有调控作用。Septin7对哺乳类细胞的有丝分裂起着十分关键的调控作用，基因的沉默会造成细胞有丝分裂阻滞及多核现象；miR-223及其他microRNA已报道在多种肿瘤的发生发展过程中具有重要的调控作用。暗示DACH1可能在与Septin家族相关的病理生理过程以及microRNA的调控的肿瘤病理生理过程中发挥重要的调控作用。. 我们首先研究了Septin7在黑素瘤中的相关功能，结果发现Septin7能够促进黑素瘤细胞的侵袭迁移和转移。同时，为了研究肝实质细胞中的Septin7与肝损伤及肝纤维化之间的关系，我们构建了全身Septin7条件型敲除小鼠和肝细胞特异性Septin7敲除小鼠，结果发现Septin7的缺失加剧了高脂饮食诱导小鼠肝纤维化进程，并对其机制进行了初步探讨。. 因此，以该项目为依托，建立以DACH1及相关靶基因为研究对象的多切入点及多角度的针对肿瘤及肝脏等相关疾病的研究体系，为后续深入探究和临床转化打下坚实基础。