肿瘤微环境中TGF-β信号通路的失活调控前列腺癌骨转移的分子机制研究

Once prostate cancer (PCa) patients have bone metastasis, it is incurable. Transforming growth factor-β (TGF-β) type II receptor (Tgfbr2: TβRII) is usually found loss of expression in PCa stromal cells, and induces the initiation and progression of PCa. However, how does this loss of TβRII in stromal cells affect PCa bone metastasis and what’s the mechanism involved in this process are still not clear. In this study, in order to explore the influence and molecular mechanism of loss of TβRII in prostate fibroblasts on PCa metastatic ability, especially bone metastasis, primary prostate fibroblasts from transgenic mice (Tgfbr2 KO) and its control mice will be used to mimic loss of TβRII in PCa fibroblast cells. The effect of loss of TβRII in prostate fibroblasts on PCa bone metastasis will be examined by prostate fibroblasts and PCa cells co-cultured system, in vivo orthotopic injection model and intra-tibiae injection model. Cellular and molecular biology experiments will be conducted to find the functional downstream mediator. This study will further clarify the role and mechanism of prostate fibroblasts specific TGF-β signaling on PCa bone metastasis and provide insight for the putative clinical targets of PCa bone metastasis.

前列腺癌（PCa）一旦发生骨转移，便不可治愈。转化生长因子β（TGF-β）信号通路的受体II(Tgfbr2：TβRII)蛋白在PCa微环境基质细胞中经常失去表达，并促进PCa发生、发展。但该表达变化对PCa细胞迁移能力、特别是骨转移的影响以及具体机制目前还不清楚。本课题拟利用条件诱导型Tgfbr2基因敲除鼠（Tgfbr2 KO）的原代培养前列腺成纤维细胞及对照细胞为实验手段，模拟前列腺微环境中TβRII蛋白的表达变化。通过体外与PCa细胞共培养实验以及体内原位移植瘤和胫骨内转移为实验模型，结合细胞生物学和分子生物学实验方法，研究PCa微环境成纤维细胞中TGF-β信号通路的失活对PCa细胞迁移和侵袭能力，特别是骨转移的影响，并找出介导其中的关键细胞因子。进一步阐明肿瘤微环境中成纤维细胞特异性的TGF-β信号通路在PCa骨转移中的作用及分子机制，以期找到PCa病人骨转移的潜在治疗靶点。

前列腺癌（prostate cancer, PCa）一旦发生骨转移，便不可治愈。伴随着骨痛及易骨折，患病病人的生活质量显著降低。转化生长因子β（TGF-β）信号通路的受体II(TGFBRII)蛋白在Pca微环境基质细胞中经常失去表达，并促进Pca发生、发展。但骨微环境中，细胞特异性的TGF-β信号通路对Pca细胞迁移能力、特别是骨转移的影响以及具体机制目前还不清楚。.本项目主要利用条件诱导型Tgfbr2基因敲除鼠（Tgfbr2 KO）以及肿瘤细胞胫骨转移模型，研究骨细胞特异性TGF-β信号通路对前列腺癌骨转移的影响，进而研究其对肿瘤微环境的重塑作用。拟通过细胞因子芯片，检测肿瘤微环境中差异表达细胞因子，并综合利用ELISA，qRT-PCR以及免疫组织化学染色等实验方法确证其表达变化。最后，利用体外原代细胞培养与分化技术，以及小鼠体内给药（重组蛋白或中和抗体），探索相关细胞因子在其中扮演的重要角色。我们的结果显示：1.破骨细胞中TGF-β信号通路的失活抑制前列腺癌的骨转移，成骨细胞中TGF-β信号通路的失活则促进其发展；2.成果细胞中TGF-β信号通路的失活可以重塑骨微环境促进前列腺癌骨转移；3.成骨细胞中TGF-β信号通路失活通过调控bFGF表达促进前列腺癌骨转移；4.前列腺癌细胞有可能是通过分泌PTHrP促进成骨细胞中bFGF的表达上调。.通过本项目的研究，我们首次明确了骨细胞特异性的TGF-β信号通路在前列腺癌骨转移中的重要作用，首次证实了bFGF在其中扮演的重要角色。我们的研究结果提示，临床治疗中在肿瘤微环境全面阻断TGF-β信号通路，也许不是一个最佳的策略，相反有可能会促进骨病变的发展；选择细胞特异性的阻断该通路，有可能是未来的发展方向。