生长抑制因子ING1调控FOXC1抑制基底样乳腺癌转移的机制研究

Basal-like breast cancer (BLBC) is a highly metastatic disease which leads to low cure rate and poor prognosis in patients. Lack of useful biomarkers of BLBC represent a significant clinical obstacle to diagnosis and curative therapy. Our preliminary data indicated that Inhibitor of Growth 1 (ING1) reversed the vicious invasion of BLBC cells by maintaining the acini structure and keeping ECM integrity in 3D culture. Moreover, in our ING1 regulated gene expression profile obtained from RNA sequencing, ING1 downregulated Forkhead box C1 transcription factor (FOXC1) gene expression level over 10 fold which is highly expressed in BLBC. Therefore, we hypothesize that ING1 inhibits BLBC metastasis by negatively regulating FOXC1 at transcriptional level. To address this hypothesis, we will investigate correlation between ING1 and FOXC1 in BLBC patient samples and the possible regulatory roles of ING1 and FOXC1 in BLBC cell lines and metastasis nude mouse model; To explore the interaction between ING1 and FOXC1, we will test ING1 occupancy on FOXC1 promoter and whether ING1 blocks metastasis in a FOXC1-dependent manner. This project aims to provide new diagnostic evidence and clinical therapeutic targets for BLBC patients.

基底样乳腺癌因其高转移的特性，临床治愈率低预后差，且缺少特异性诊断标记物，限制临床诊断与治疗。我们前期研究发现在模拟体内环境的三维细胞培养条件下，生长抑制因子ING1能够促进基底样乳腺癌细胞维持三维腺泡结构并保持基底膜完整性，从而阻止基底样乳腺癌恶性侵袭，并且在我们现有ING1调控表达基因谱中，发现叉头框转录因子FOXC1作为基底样乳腺癌高表达标记物其表达可被ING1下调10倍以上。因此，我们推测ING1在转录水平负性调控FOXC1表达从而抑制基底样乳腺癌转移。为证实这一假说，我们分别在病理标本、细胞系与裸鼠转移模型中研究 ING1和FOXC1表达的相关性、二者对基底样乳腺癌转移的作用以及与Hedgehog信号通路的关系，探索ING1是否通过表观遗传学调节机制作用于FOXC1启动子区域并依赖于FOXC1发挥抑制转移的作用。本课题旨在为临床诊断治疗基底样乳腺癌提供新的理论依据与治疗靶点。

基底样乳腺癌因其高转移的特性，临床治愈率低预后差，且缺少特异性诊断标记物，限制.临床诊断与治疗。我们前期研究发现在模拟体内环境的三维细胞培养条件下，生长抑制因子ING1能够促进基底样乳腺癌细胞维持三维腺泡结构并保持基底膜完整性，从而阻止基底样乳腺癌恶性侵袭，并且在我们现有ING1调控表达基因谱中，发现叉头框转录因子FOXC1作为基底样乳腺癌高表达标记物其表达可被ING1下调10倍以上。本课题证实ING1在转录水平负性调控FOXC1表达从而抑制基底样乳腺癌增殖、转移并促进凋亡。通过对TCGA基底样乳腺癌数据分析，我们发现，FOXC1在基底样乳腺癌中普遍升高，FOXC1与ING1存在显著负相关，二者共同参与的调控通路17条，其中通过调控DNA复制与细胞周期通路，影响基底样乳腺癌的细胞增殖。我们对基底样乳腺癌组织芯片进行免疫荧光染色发现，基底样乳腺癌中ING1表达明显低于正常组织和非基底样乳腺癌组织，而FOXC1表达显著高于另外两组。在对不同来源分型的乳腺癌细胞系的蛋白检测中，ING1表达量各有不同，基底样乳腺癌细胞系中ING1表达量较上皮样乳腺癌细胞系中明显降低，而FOXC1表达成相反趋势。以上结果分别从组织与细胞水平证实了ING1与FOXC1的负性调控关系。同时在乳腺癌细胞中，共过表达或共敲除ING1与FOXC1实验发现，ING1依赖下调FOXC1表达水平对基底样乳腺癌生物学行为进行调节，如促进凋亡、抑制增殖，发挥抑癌基因作用。ING1-FOXC1调节轴抑制上皮间质转化过程（EMT）从而抑制基底样乳腺癌的侵袭转移。最后深入探索ING1-FOXC1调控机制，我们发现ING1在表观遗传学水平，通过其PHD蛋白结构域，招募HDAC从而发挥对FOXC1的抑制作用,HDAC抑制剂干扰ING1发挥基因调节作用。本课题为临床诊断基底样乳腺癌提供新的可能标志物，并为治疗提供理论依据与新靶点。

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