抑癌基因缺失下EGFR活化通过调控微环境适变介导胶质母细胞瘤恶性发展

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81472367
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1815.肿瘤靶向治疗
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Formation of murine primary glioblastoma multiforme (GBM) induced by overexpression of the epidermal growth factor receptor (EGFR) accompanied with loss of tumor suppressor PTEN and INK4a/ARF was recently demonstrated. The tumor was highly proliferating and infiltrative, however the mechanisms are yet unknown. In this study, U87MG GBM cells which intrinsically carry mutated PTEN and deleted INK4a/ARF locus was used as the primary GBM cell model. Different phenotypes of stable transfected U87MG cells were constructed including U87MG- EGFRvIII (mutated EGFR), U87MG-EGFR (wild type), U87MG-PTEN, U87MG-INK4a/ARF, U87MG-PTEN-INK4a/ARF and U87MG-vector as the vehicle control. Based on these cell models, in vitro, in vivo and ex vivo GBM models was further set up and compared. Combined methodology with Bioinformatics methods and laboratory techniques was employed to investigate mechanisms of the combined effect induced by the three gene variations in GBM cells on key intracellular signaling networks, functional modules with key molecule signatures and the tumor adaptation with the microenvironment through in vitro, in vivo and ex vivo transitions. Furthermore, the role of EGFR siganing activation on tumor microenvironmental adaptation and shaping up was the most investigated. We aim to find key molecular targets, multiple kinase target combination for effective suppression on tumor growth and infiltration in vivo, and in vitro methodology for monitoring efficacy of targeted therapy in GBM in vivo. Moreover, bioinformatics tools was used to analyze and compare high-throughout data of the present biological models in this study, those of clinical GBM of the same phenotype from relevant public databases such as TCGA, and those of Immune and inflammatory related diseases and chronic metabolism diseases obtained from public resources, in order to reveal common features on the regulation network and key nodes among different diseases. Moreover, combinations of anti-inflammation drugs, or antidiabetic drugs with targeted agents were tested on our GBM models to acquire the most effective treatment strategy on the GBM models. In summary, the methodology and results of our project may not only illustrate key mechanisms involved in the formation and progression of human GBM, but also provide interdisciplinary technical platform on relevant cancer research studies.
表皮生长因子EGFR过表达以及抑癌基因PTEN、INK4a/ARF突变缺失是一部分人胶质母细胞瘤(GBM)的特征性分子变异。这些基因变异可联合促发鼠原发性GBM发生,其肿瘤呈高侵袭性及恶性进展;而仅有抑癌基因缺失的肿瘤则较局限并呈慢性进展。本研究通过已构建的三基因联合变异的GBM模型包括体外细胞、裸鼠原位以及活体外组织培养模型等,结合生物学实验与生物信息学分析,剖析三基因变异组合所致肿瘤信号通路网络、功能模块和效应分子标签、可控性分子靶点以及携带基因变异细胞所介导的体内外微环境适变及其分子机制。通过比较抑癌基因缺失背景下EGFR活化通路对肿瘤体系建立和微环境的影响,寻找最佳靶控分子点,揭示肿瘤发生发展的机制。进一步通过在生物学模型所获得的高通量数据与临床肿瘤及免疫炎性疾病数据的比对分析,揭示不同疾病发展的规律,通过联合应用抗炎药及靶向抑制剂摧毁肿瘤微环境及其体系,有效控制GBM侵袭及进展。

结项摘要

本研究基于经典型胶质母细胞瘤(GBM)中三基因变异是致病的重要基因变异产生致病表型而展开研究工作。这些变异为抑癌基因PTEN、INK4a/ARF缺失,癌基因EGFR基因扩增、突变致使其蛋白过表达及高活性。EGFR及其突变体EGFRvIII是GBM靶向治疗方案的重要靶点,但极易产生耐药性。通过构建三基因变异的细胞学模型,以及裸鼠原位模型和收集相关临床数据及对比分析等策略,从体外、体内裸鼠原位GBM、以及临床标本活体等不同侧面收集研究数据。其中,1)体外GBM细胞模型实验中明确,PTEN缺失可引起炎症通路STAT3活化并促进细胞形态改变,快速侵袭与迁移;抑癌基因确实背景下,EGFRvIII对炎性微环境产生应答效应,表现为EGFRvIII/NF-kB/STAT3形成三分子复合体,促进GBM细胞侵袭与迁移;EGFRvIII在裸鼠内显著促进血管生成,表现为血管密度增加,并存在血管生成拟态现象(vasculogenic mimicry, VM);在体外可形成管网状结构,并与内皮细胞可通过NOTCH途径促进血管生成,其中STAT3可为重要靶点。2)在裸鼠颅内原位模型中,在抑癌基因缺失下,EGFRvIII表达可显著促进肿瘤恶性进展。通过对裸鼠颅内肿瘤微环境中不同部位的分析发现,肿瘤免疫微环境中单核-巨噬细胞是最多浸润的免疫细胞,肿瘤中心与边缘呈现不同的免疫调控特征。对临床标本的整理与分析发现,3)GBM患者颅内肿瘤也存在大量的单核-巨噬细胞和CD4+Th细胞等。综上所述,本研究明确STAT3信号通路作为抑癌基因缺失下,EGFRvIII+肿瘤及微环境中STAT3可能为重要靶点,联合应用可有效抑制EGFRvIII介导的微环境适变及肿瘤恶性进展。相关临床数据在进一步分析中。本研究研究体系及分析可为相关治疗提供重要线索与依据,为进一步申请专利、申报成果奖及转化应用打下坚实基础。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
LncRNAs2Pathways: Identifying the pathways influenced by a set of lncRNAs of interest based on a global network propagation method.
LncRNAs2Pathways:基于全局网络传播方法识别受一组感兴趣的 lncRNA 影响的途径
  • DOI:
    10.1038/srep46566
  • 发表时间:
    2017-04-20
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Han J;Liu S;Sun Z;Zhang Y;Zhang F;Zhang C;Shang D;Yang H;Su F;Xu Y;Li C;Ren H;Li X
  • 通讯作者:
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Up-regulation of MSH6 is associated with temozolomide resistance in human glioblastoma
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018-02-19
  • 期刊:
    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Sun, Quanye;Pei, Chunying;Ren, Huan
  • 通讯作者:
    Ren, Huan
Neuroprotection by IFN-γ via astrocyte-secreted IL-6 in acute neuroinflammation.
IFN-γ 通过星形胶质细胞分泌的 IL-6 在急性神经炎症中发挥神经保护作用
  • DOI:
    10.18632/oncotarget.16990
  • 发表时间:
    2017-06-20
  • 期刊:
    Oncotarget
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sun L;Li Y;Jia X;Wang Q;Li Y;Hu M;Tian L;Yang J;Xing W;Zhang W;Wang J;Xu H;Wang L;Zhang D;Ren H
  • 通讯作者:
    Ren H
DNA methylation-mediated caspase-8 downregulation is associated with anti-apoptotic activity and human malignant glioma grade
DNA 甲基化介导的 caspase-8 下调与抗凋亡活性和人类恶性胶质瘤分级相关
  • DOI:
    10.3892/ijmm.2017.2881
  • 发表时间:
    2017-03-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR MEDICINE
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Teng,Yueqiu;Dong,Yu-Cui;Ren,Huan
  • 通讯作者:
    Ren,Huan
Nuclear EGFRvIII resists hypoxic microenvironment induced apoptosis via recruiting ERK1/2 nuclear translocation.
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016-02
  • 期刊:
    Biochem Biophys Res Commun
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xie Hui;Yang Jinfeng;Xing Wenjing;Dong Yucui;Ren Huan
  • 通讯作者:
    Ren Huan

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    2.Graduate School of China Academy of Engineering
拟南芥莲座叶芥子油苷含量对水分胁迫的响应
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    任欢

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任欢的其他基金

EGFR过表达协同PTEN缺失介导的免疫炎性网络促进胶质母细胞瘤恶性进展的分子机制
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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