Functional exploration of progenitor renewal and differentiation in oral epithelial homeostasis and cancer

口腔上皮稳态和癌症中祖细胞更新和分化的功能探索

基本信息

  • 批准号:
    10677648
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24.56万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-02 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is the most common cancer type initiated from stratified epithelium of oral and maxillofacial region. Despite great effort to characterize HNSCC via high throughput multi-omics approaches, significant improvements in patient prognosis are yet to be made. This is largely due to incomplete understanding of how cancer-associated lesions reprogram epithelial cells to expand and transform, at cellular and molecular levels. Stratified epithelium is a tissue characterized by (a) highly proliferative basal progenitor cells, (b) progenitor differentiation which is accompanied by complete loss of mitotic potential, and (c) stem cell fate choice between the proliferative progenitor and differentiated postmitotic states. As such, growth rate of stratified epithelia is controlled by balancing rates of renewal and differentiation. In my recently published work, I found that oncogenic activation of Pik3ca, the most commonly mutated oncogene in HNSCC, results in growth disadvantage in stratified epithelia. Using direct measure of cell fate choice in vivo, I found that oncogenic PI3K signaling induces differentiation. This serves to counterbalance accelerated cell cycle independently of senescence or apoptosis, and acts as a dominant cellular mechanism to restrict clonal expansion. Building on that study, my current proposal will test the hypothesis that genetic lesions and niche factors found in PI3K mutant HNSCC promote tumorigenesis by overcoming oncogene- induced differentiation. In my preliminary work I used multiple rounds of genetic screens in vivo to identify renewal promoters among ~500 patient-derived lesions associated with PIK3CA mutations. Through this large- scale effort I identified the minimal combination of lesions required to overcome PI3K induced differentiation and initiate HNSCC formation. Among these lesions, loss of Trp53 acts as a primary renewal promoter. Using a canonical p53 function deficient Trp533KR/3KR knock-in animal, I found that Trp53 loss drives HNSCC by promoting renewal, and independent of cell cycle arrest, senescence and apoptosis. By comparing chromosome accessibility between WT, Trp533KR/3KR and Trp53-/- epithelium I found that p53 can transcriptionally suppress key renewal genes, and I propose to study the importance of these genes for p53- mediated progenitor differentiation. In parallel, I identified secretory factors specifically expressed in HNSCC progenitor niche. I used a genetic screen to test their potential to overcome PI3K induced differentiation. With a novel intra-placenta lentivirus injection strategy, I am able to infect a spectrum of stromal cells present in niche of stratified epithelium. Thus, I will functional test key pro-renewal factors in stromal cells during HNSCC initiation to uncover the underlying molecular pathways mediating epithelial renewal. In summary, my preliminary data identify key genetic lesions and secreted niche factors that may drive HNSCC formation by overcoming PI3K induced differentiation. My proposal will continue to test this model, with the ultimate goal of uncovering molecular mechanism of how PI3K induced differentiation barrier is breached in HNSCCs.
项目概要 头颈鳞状细胞癌(HNSCC)是分层起始的最常见癌症类型 口腔颌面部的上皮细胞。尽管付出了巨大的努力来通过高通量表征 HNSCC 多组学方法尚未显着改善患者预后。这很大程度上是由于 不完全了解癌症相关病变如何重新编程上皮细胞以扩展和 在细胞和分子水平上进行转化。复层上皮是一种具有以下特征的组织:(a)高度 增殖的基底祖细胞,(b)祖细胞分化,伴随着完全丧失 有丝分裂潜力,以及(c)增殖祖细胞和分化的有丝分裂后细胞之间的干细胞命运选择 州。因此,复层上皮的生长速率是通过平衡更新和分化速率来控制的。 在我最近发表的工作中,我发现 Pik3ca(最常见的突变)的致癌激活 HNSCC 中的癌基因导致复层上皮生长不利。使用细胞命运的直接测量 在体内选择中,我发现致癌 PI3K 信号传导会诱导分化。这起到了平衡作用 加速细胞周期,独立于衰老或凋亡,并作为主导细胞机制 限制克隆扩张。在此研究的基础上,我目前的提议将检验基因假设 PI3K 突变型 HNSCC 中发现的病变和生态位因子通过克服癌基因促进肿瘤发生 诱导分化。在我的前期工作中,我使用了多轮体内遗传筛选来识别 约 500 个与 PIK3CA 突变相关的患者源性病变中的更新促进剂。通过这个大—— 我确定了克服 PI3K 诱导分化所需的最小病变组合 并启动 HNSCC 形成。在这些病变中,Trp53 的缺失充当主要的更新促进剂。使用 典型的 p53 功能缺陷 Trp533KR/3KR 敲入动物,我发现 Trp53 缺失通过以下方式驱动 HNSCC 促进更新,并且独立于细胞周期停滞、衰老和凋亡。通过比较 WT、Trp533KR/3KR 和 Trp53-/- 上皮之间的染色体可及性 我发现 p53 可以 转录抑制关键的更新基因,我建议研究这些基因对 p53- 的重要性 介导的祖细胞分化。与此同时,我确定了 HNSCC 中特异表达的分泌因子 祖先生态位。我使用基因筛选来测试它们克服 PI3K 诱导分化的潜力。与一个 新颖的胎盘内慢病毒注射策略,我能够感染微环境中存在的一系列基质细胞 复层上皮。因此,我将在 HNSCC 期间对基质细胞中的关键促更新因子进行功能测试 开始揭示介导上皮更新的潜在分子途径。总而言之,我的 初步数据确定了可能通过以下方式驱动 HNSCC 形成的关键遗传病变和分泌的生态位因子: 克服 PI3K 诱导的分化。我的建议将继续测试这个模型,最终目标是 揭示了 HNSCC 中 PI3K 诱导的分化屏障如何被破坏的分子机制。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

ZHE YING其他文献

ZHE YING的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('ZHE YING', 18)}}的其他基金

Functional exploration of progenitor renewal and differentiation in oral epithelial homeostasis and cancer
口腔上皮稳态和癌症中祖细胞更新和分化的功能探索
  • 批准号:
    10475404
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 24.56万
  • 项目类别:
Functional exploration of progenitor renewal and differentiation in oral epithelial homeostasis and cancer
口腔上皮稳态和癌症中祖细胞更新和分化的功能探索
  • 批准号:
    10004026
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 24.56万
  • 项目类别:

相似国自然基金

STAB1调控Fas/FasL介导牦牛胎盘滋养层细胞凋亡及胎盘炎症性流产的作用与机制研究
  • 批准号:
    32360836
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
萱草花细胞程序性凋亡生物钟调控机制研究
  • 批准号:
    32371943
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于VEGFR2/Ca2+信号通路研究可视化针刀“调筋治骨”减轻颈椎病颈肌细胞凋亡的分子机制
  • 批准号:
    82360940
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
STING/ALG-2复合物的结构及其在STING激活诱导的T细胞凋亡中的功能
  • 批准号:
    32371265
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
SIRT2/Annexin A2/autophagy通路形成的分子机制及其在HCC细胞失巢凋亡抵抗中的作用研究
  • 批准号:
    32300626
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Human brain multi-omics to decipher major depression pathophysiology
人脑多组学破译重度抑郁症病理生理学
  • 批准号:
    10715962
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.56万
  • 项目类别:
Advanced Single Cell Technology Innovation Core
先进单细胞技术创新核心
  • 批准号:
    10729389
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.56万
  • 项目类别:
A novel genetic mutation reveals the molecular and cellular mechanisms of severe recurrent skin inflammation
一种新的基因突变揭示了严重复发性皮肤炎症的分子和细胞机制
  • 批准号:
    10679177
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.56万
  • 项目类别:
Synthetic lethalities to cell cycle disruption in glioma
神经胶质瘤细胞周期破坏的综合致死率
  • 批准号:
    10443386
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 24.56万
  • 项目类别:
Kinases as Therapeutic Targets for Endometriosis
激酶作为子宫内膜异位症的治疗靶点
  • 批准号:
    10674987
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 24.56万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了