The Role of Physical Cues in Collective Cell Invasion

物理线索在集体细胞入侵中的作用

基本信息

  • 批准号:
    10016201
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-08-29 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Summary of Project 1: The Role of Physical Cues in Collective Cell Invasion The ability of tumors to invade adjacent tissues, leading to local or distant metastasis, is a hallmark of cancer. Cancer cells frequently invade as groups of adherent cells in a process termed collective invasion. Previous studies have primarily focused on single cell or semi-collective (multicellular streaming) cell invasion. Single cell models for metastasis have direct implications for tumors whose cells migrate constitutively as individual cells, such as leukemias and lymphomas, or after cell detachment from a primary tumor via epithelial-to- mesenchymal transition (EMT). However, EMT has long been controversial among pathologists as breast tumors at metastatic sites typically display epithelial features. While EMT-like gene signatures can be observed in specific mouse models and breast cancer subtypes, the majority of breast tumors do not exhibit clear molecular features of EMT. Intravital microscopy studies reveal that tumor cells preferentially migrate collectively along pre-existing channels that are defined by various anatomical structures in vivo. However, it is currently unknown how the physical properties of the microenvironment, such as confinement and compliance, regulate the molecular mechanisms of collective cell invasion. Intriguing preliminary data reveal that cancer cells migrate through wide (≥50 µm) tracks as a collective unit. However, as confinement increases, the cancer cells spontaneously disseminate, first as clusters of 2-5 cells and eventually, in very narrow tracks (≤10 µm), as single cells. We hypothesize that the physical microenvironment induces a signaling cascade of events that transforms the classical collective to single cell invasion. To test this hypothesis, we will employ a multidisciplinary approach combining novel bioengineering tools and mathematical modeling with sophisticated molecular cell biology and imaging techniques and in vivo models. In Aim 1, we will develop an integrated experimental and computational model of collective cell movement in confined geometries modeling primary tumor invasion, and dissect the mechanisms by which cell-cell contact is released during mechanically-induced transitions to single cell movement, focusing on the role of E-cadherin cleavage and possible EMT induction. In Aim 2, we will delineate the relative contributions of actomyosin contractility, small GTPases and osmotic engine model to locomotion in rigid versus compliant confined microenvironments. In Aim 3, we will validate our in vitro understanding of the dissemination and locomotion of cancer cells in more complex microenvironments characteristic of in vivo breast tumors using an organotypic 3D culture system and genetically engineered mouse models. Elucidation of the underlying mechanisms of collective cancer cell invasion will offer insights into our understanding of how cancer cells spread through the body, and it could shift the currently prevailing single cell paradigm in cancer to incorporate concepts of mechanical signaling, cell-cell adhesion, and cell-cell cooperation.
项目1的摘要:物理线索在集体细胞入侵中的作用 肿瘤侵入相邻组织(导致局部或远处转移)的能力是癌症的标志。 在称为集体侵袭的过程中,癌细胞经常侵入作为依从细胞的组。以前的 研究主要集中于单细胞或半体体(多细胞流)侵袭。单身的 转移的细胞模型对肿瘤的细胞作为个体迁移的肿瘤具有直接影响 细胞,例如白血病和淋巴瘤,或通过上皮到原发性肿瘤的细胞脱离后的细胞 间充质转变(EMT)。但是,EMT长期以来一直在病理学家作为乳房引起争议 转移部位的肿瘤通常显示上皮特征。虽然可以观察到EMT样基因特征 在特定的小鼠模型和乳腺癌亚型中,大多数乳腺肿瘤不暴露明显 EMT的分子特征。弹性显微镜研究表明,肿瘤细胞优先迁移 沿着体内各种解剖结构定义的先前的通道统称。但是,是 目前未知微环境的物理特性,例如限制和合规性, 调节集体细胞侵袭的分子机制。有趣的初步数据表明癌症 细胞通过宽(≥50µm)的轨道迁移,作为集体单位。但是,随着监禁的增加,癌症 细胞赞助传播,首先是2-5个细胞的簇,最终以非常狭窄的轨道(≤10µm)为 单细胞。我们假设物理微环境引起了一系列信号的事件,这些事件是 将经典集体转变为单细胞入侵。为了检验这一假设,我们将采用 多学科方法将新颖的生物工程工具和数学建模与精致的 分子细胞生物学和成像技术以及体内模型。在AIM 1中,我们将开发一个集成的 限制几何形状建模主要的集体细胞运动的实验和计算模型 肿瘤侵袭,并剖析机械诱导期间释放细胞细胞接触的机制 向单细胞运动的过渡,重点是E-钙粘蛋白裂解和可能的EMT诱导的作用。在 AIM 2,我们将描述Actomyosin收缩力,小GTPases和渗透的相对贡献 发动机模型,以刚性与符合统一的限制微环境。在AIM 3中,我们将验证 我们对更复杂的癌细胞的传播和运动的体外理解 使用有机3D培养系统和 基因工程的鼠标模型。阐明集体癌细胞的基本机制 入侵将为我们了解我们对癌细胞如何通过身体传播的理解,并且可以 将当前主要的单细胞范式转移到癌症中,以结合机械信号的概念, 细胞细胞粘附和细胞 - 细胞合作。

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 }}

Konstantinos Konstantopoulos其他文献

Konstantinos Konstantopoulos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('Konstantinos Konstantopoulos', 18)}}的其他基金

Stimulated Brillouin Flow Cytometry for biomechanical assessment of metastatic potential
受激布里渊流式细胞仪用于转移潜能生物力学评估
  • 批准号:
    10358051
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
Stimulated Brillouin Flow Cytometry for biomechanical assessment of metastatic potential
受激布里渊流式细胞仪用于转移潜能生物力学评估
  • 批准号:
    10571938
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
The interplay of ion transporters and cytoskeleton in breast cancer migration and metastasis
离子转运蛋白和细胞骨架在乳腺癌迁移和转移中的相互作用
  • 批准号:
    10338164
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
The interplay of ion transporters and cytoskeleton in breast cancer migration and metastasis
离子转运蛋白和细胞骨架在乳腺癌迁移和转移中的相互作用
  • 批准号:
    10759092
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
Cell mechanobiology in confinement using an integration of bioengineering, materials systems and in vivo models
结合生物工程、材料系统和体内模型的限制细胞力学生物学
  • 批准号:
    10582153
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
Cell mechanobiology in confinement using an integration of bioengineering, materials systems and in vivo models
结合生物工程、材料系统和体内模型的限制细胞力学生物学
  • 批准号:
    10374917
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
The interplay of ion transporters and cytoskeleton in breast cancer migration and metastasis
离子转运蛋白和细胞骨架在乳腺癌迁移和转移中的相互作用
  • 批准号:
    10381200
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
Viscotaxis: Novel cell migration mechanisms regulated by microenvironmental viscosity
Viscotaxis:微环境粘度调节的新型细胞迁移机制
  • 批准号:
    10379292
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
Viscotaxis: Novel cell migration mechanisms regulated by microenvironmental viscosity
Viscotaxis:微环境粘度调节的新型细胞迁移机制
  • 批准号:
    10622450
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
The interplay of ion transporters and cytoskeleton in breast cancer migration and metastasis
离子转运蛋白和细胞骨架在乳腺癌迁移和转移中的相互作用
  • 批准号:
    10524192
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:

相似国自然基金

由actomyosin介导的集体性细胞迁移对唇腭裂发生的影响的研究
  • 批准号:
    82360313
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
丙酮酸激酶催化肌动球蛋白磷酸化调控肉嫩度的分子机制
  • 批准号:
    32372263
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
鱼糜肌动球蛋白的增效转化及其氧化控制分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Pickering纳米乳液脂质诱导肌动球蛋白凝胶的空间位阻效应及其机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Pickering纳米乳液脂质诱导肌动球蛋白凝胶的空间位阻效应及其机制
  • 批准号:
    32172242
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Generation of Neurons by Force-Mediated Epigenetic Mechanisms through Manipulation of Intrinsic Mechanoregulators
通过操纵内在机械调节器通过力介导的表观遗传机制产生神经元
  • 批准号:
    10664507
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
Mechanics of Cells & Tissues impact Chromosome Instability & Phagocytic Interactions
细胞力学
  • 批准号:
    10626283
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
Regulation of Adherent Cell Proliferation by Matrix Viscoelasticity
基质粘弹性对贴壁细胞增殖的调节
  • 批准号:
    10735701
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
Role of AJC in umbrella cell function and dysfunction
AJC 在伞细胞功能和功能障碍中的作用
  • 批准号:
    10655616
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
Core1: Computational
核心1:计算
  • 批准号:
    10271569
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 31.3万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了