G蛋白偶联受体116(GPR116)在乳腺癌发生、发展和转移中的功能研究

Adhesion GPCR family contains many adhesion domains, which only exist in adhesion molecules, such as integrins, cadherins, and selectins. These adhension molecules have been reported very important in tumors. Therefore, we speculated that adhension GPCR could be involved in tumors. By screening of expression and functional assay, we identified the new member GPR116 could regulate breast cancer growth and metastasis in vivo and in vitro. And GPR116 expression was upregulated in human breast cancer samples and the tumors from MMTV-Wnt1 mice. We also found GPR116 could regulate the activity of small GTPase. Based on the preliminary data, this project will focus on the function of GPR116 in breast cancer initiation, progression and metastasis using mammary gland specific knock-out mice and the breast cancer transgenic mice model. Carrying out of this project will further our understanding in GPR116 and breast cancer, and identify new signaling pathway. all of which will provide theoretical evidence for prevention and cure breast cancer.

黏附G蛋白偶联受体（adhesion GPCR）家族由于具有黏附结构域而备受关注。存在黏附结构域的黏附蛋白（integrins，cadherins等）已被证明在肿瘤中具有重要作用，暗示黏附GPCR家族也可能参与肿瘤的病理过程。我们通过表达和功能筛选，发现黏附GPCR家族成员GPR116能在体内和体外调控乳腺癌细胞生长和转移，并在人类乳腺癌临床标本和转基因乳腺癌小鼠MMTV-Wnt1肿瘤中强烈表达。GPR116还能通过调控小G蛋白活性调节癌细胞转移过程。基于这些工作基础，本项目将利用乳腺特异基因敲除小鼠和转基因乳腺癌模型，结合体外细胞模型，研究GPR116在乳腺癌发生、发展和转移中的功能和分子机理。本项目的实施能揭示GPR116在乳腺癌中的作用，及阐明新的信号转导通路，以期为乳腺癌的防治提供理论依据。

在这项研究中，通过表达和功能筛选，我们确定GPR116调节乳腺癌转移进程。我们发现，在高度转移的乳腺癌细胞中敲除GPR116会抑制细胞迁移和侵袭。相反，在转移低迁移的乳腺癌细胞中， GPR116异常高表达会促进细胞侵袭。我们在两个乳腺肿瘤转移小鼠模型中证明，敲低GPR116抑制乳腺癌细胞转移。此外，GPR116据有调节细胞中的板状伪足、肌动蛋白纤维的形成、细胞运动和形态等多中功能。 GPR116在乳腺癌中的生物学意义在人类乳腺癌患者组织样品中得到证实， GPR116表达与乳腺肿瘤进展，复发和不良预后显着相关。这些结果表明GPR116在乳腺癌的转移过程其重要作用，所以GPR116可作为潜在的预后标记和针对转移性人类乳腺癌的药物靶点。该研究已与2013年发表在《Cancer Res》。.通过Micro-array分析发现敲低GPR116的乳腺癌细胞的MMP8、CXCL8表达显著提高。目前我们阐明了GPR116调控MMP8和CXCL8表达的分子机制；并发现干扰GPR116抑制了乳腺癌细胞的生长。同时，我们发现下调GPR116特异地增加了中性粒细胞的浸润，抑制了肿瘤内部TGF-β信号通路的激活，显著降低了肿瘤微环境中“pro-tumor”型中性粒细胞的比例，增强了中性粒细胞的杀伤能力，有效抑制了肿瘤的发生及生长过程。该研究工作已初步完成，目前正在撰写论文中。.GPR116是目前发现的33个粘附GPCRs中的一员，有着较长的胞外N端，其最为显著特点是具有GPS和SEA两个胞外水解结构域。结合已有研究，GPS水解可能对GPR116的功能具有重要影响。关于GPR116 SEA domain水解功能尚不清楚，其与GPS domain之间的联系也尚无报道。因此，为了深入研究我们已在体外真核表达系统中，构建且表达了SEA domain水解后产生的短肽蛋白，初步研究发现该肽段可以促进乳腺癌细胞迁移。我们也运用CRISPR-Cas9技术，正在构建在SEA domain 及GPS domain缺失和点突变的基因敲除小鼠，以研究上述问题。该研究工作正在进行中。 .在该基金支持下，本人以通讯或第一作者在《Nat Med》，《JNCI》《Cancer Res》，等杂志共发表论文12篇，累计影响因子为96。同时，我们还把研究方向拓展到骨微环境，骨代谢，药物研发等领域，并且已经做出了出色的研究工作。