TGFβ信号-OVOL2双负反馈环在乳腺癌上皮-间质转化（EMT）中的作用机制

TGFβ signaling relates to epithelial mesenchymal transition (EMT) in several cancer types; however, the regulation of TGFβ signaling during EMT process in tumors especially in breast cancer still remains unknown. Our preliminary data of this proposal indicated that TGFβ signaling may inhibit OVOL2 protein level via Smurf1 mediated ubiquitin proteasome pathway. On the other hand, OVOL2 was found to inhibit TGFβ signaling through multiple mechanisms including upregulation of Smad7, downregulation of Smad4 and direct association with Smad4 to suppress Smads complex function. In this proposal, we will systematically study the mechanism and function of the Double-Negative Feedback Loop between TGFβ signaling and OVOL2, in molecular, cellular, mouse orthotopic and transgenic tumor model and clinical tumor sample levels. Our study will reveal a complex association between TGFβ signaling and OVOL2, and highlights the role of the Double-Negative Feedback Loop between TGFβ signaling and OVOL2 in regulating EMT in breast cancer.

TGFβ信号在多种肿瘤中介导EMT过程，但在肿瘤尤其是乳腺癌EMT中的调节机制并未清楚。我们前期发现TGFβ信号通过Smurf1介导的泛素化降解途径抑制OVOL2蛋白表达；反之OVOL2能通过多种途径抑制TGFβ信号，包括通过ZEB1上调 Smad7表达、直接下调Smad4表达及与Smad4结合抑制Smads复合体功能等，这样就形成一个“TGFβ信号-OVOL2双负反馈环”。该反馈环的作用反映在乳腺癌EMT中，可能是在肿瘤初期未发生侵袭转移时，OVOL2默认通过调节Smad7、Smad4表达及结合于Smads 复合体上控制TGFβ信号输出；当肿瘤后期要发生侵袭转移时， TGFβ信号降解OVOL2以解除其对本身的抑制，使TGFβ信号的作用进一步加强而促进EMT。本课题将从分子、细胞、原位与转基因小鼠模型及临床标本分析，系统研究TGFβ信号与OVOL2双负反馈作用环在乳腺癌EMT过程中的作用。

TGFβ信号在多种肿瘤中介导上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition ，EMT）过程，但在肿瘤尤其是乳腺癌EMT中的调节机制并未清楚。本项目我们发现TGFβ信号通过Smurf1介导的泛素化降解途径抑制OVOL2蛋白表达。同时，我们确定了OVOL2抑制TGFβ信号的机制：我们发现OVOL2通过上调Smad7、下调Smad4抑制TGFβ信号通路；而且我们确定了Smad4是OVOL2的直接下游靶基因，并筛选出OVOL2与Smad4启动子的结合位点；证明OVOL2可干扰Smad4与靶基因结合，从而抑制TGFβ信号介导的EMT过程。基于上述研究结果，我们提出了“TGFβ信号-OVOL2双负反馈环”的作用模型，该反馈环的作用反映在乳腺癌EMT过程中：在肿瘤初期未发生侵袭转移时，OVOL2默认通过调节Smad7、Smad4表达及结合于Smads 复合体上抑制TGFβ信号输出；当肿瘤后期要发生侵袭转移时，TGFβ信号通过Smurf1介导的泛素化降解途径抑制OVOL2蛋白表达以解除其对本身的抑制，使TGFβ信号的作用进一步加强而促进EMT。我们的工作首次揭示了“TGFβ信号-OVOL2双负反馈环”在乳腺癌侵袭转移过程的分子机制，在乳腺癌转移预测、药物靶点研发、乳腺癌复发监测等方面具有重大的应用前景，有望为乳腺癌的复发转移提供潜在的干预靶点和防治策略。