小窝蛋白-1在肿瘤细胞抗失巢凋亡力学信号转导中的功能与调控机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31470906
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1001.生物力学与生物流变学
  • 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

Hematogenous metastasis is the mainly leading cause of death in cancer patients, which is a multistep process including dissociation of cancer cells from primary sites, survival in the vascular system, and proliferation in distant target organs. The acquisition of anoikis resistance (anti-anoikis) for metastatic cancer cells is required for hematogenous metastasis. Cancer cells acquire anoikis resistance to survive after detachment from the primary sites and travel through the circulatory and lymphatic systems to disseminate throughout the body. Currently, anoikis resistance becomes a hot topic in cancer research. A better understanding of the underlying molecular and cellular mechanisms is crucial for the development of effective treatment for metastatic cancer. Our previous studies demonstrated that caveolin-1 (cav-1) is related to cell survive and migration of human breast cancer cells (MDA-MB-231), and low shear stress up-regulated cav-1 expression. However, the mechanobiological roles of cav-1 in anti-anoikis of human breast cancer cells under shear flow conditions and its mechanotransduction or regulatory mechanisms are not well understood and remain to be elucidated. In this project, we will firstly investigate the effects of low shear stress on the expression, distribution, internalization and activation of cav-1 by suspenssion cultured shear stress loading apparatus (Couette rotation system) combining immunofluorescence cytochemistry, real time fluorescence quantitative PCR and western blot. Then we further explore how the low shear stress regulates cav-1 function and its triggered mechanotransduction pathways. The affinity of beta(1) integrin, FAK/beta(1) integrin interaction, and the expression of anti-apoptosis related genes will be also investigated after MDA-MB-231 cells exposure to low shear stress. Through the above-mentioned experiments, we want to elucidate the relationship between of cav-1 and anti-anoikis, and the mechanobiological roles and regulatory mechanisms of cav-1 in anti-anoikis of cancer cells under shear flow conditions. The detailed contribution of cav-1 and shear stress to anti-anoikis of human breast cancer cells, and their internal relationships will be illuminated through this proposed project investigation. These studies will provide insight into the biology of cancer metastasis and identify novel therapeutic targets for prevention of cancer dissemination.
肿瘤细胞获得抗失巢凋亡能力是其发生转移的先决条件之一,阐明肿瘤细胞抗失巢凋亡分子机制有重要意义。我们前期研究结果发现小窝蛋白-1(cav-1)与乳腺癌细胞的生存和迁移能力密切相关,且切应力作用可以上调cav-1表达,但切应力条件下cav-1在肿瘤细胞抗失巢凋亡力学信号转导中的具体功能与调控机制仍不清楚。该项目采用悬浮培养切应力加载技术联合免疫细胞化学、免疫印迹及定量PCR等分析方法,研究切应力作用对肿瘤细胞膜上小窝形成及cav-1表达、分布、内化和活化的影响规律,重点探讨切应力如何调控cav-1功能改变及所引发的信号转导途径、整合素beta(1)亲和性、及抗细胞凋亡相关基因表达水平,揭示cav-1在肿瘤细胞抗失巢凋亡力学信号转导中的功能与影响机制,阐明切应力和cav-1与细胞抗失巢凋亡的内在关系和贡献大小,从而开辟遏制肿瘤细胞抗失巢凋亡能力的新途径,为防治肿瘤转移和抗癌药物开发提供新靶点。

结项摘要

循环肿瘤细胞在通过血液或淋巴系统转移时,需要获得抗失巢的能力才能生存下来。然而,肿瘤细胞如何在流体切应力环境中如何获得抗失巢凋亡能力及其调控机制仍知之甚少。该项目以乳腺癌细胞为研究对象,重点探讨肿瘤力学微环境对肿瘤细胞转移影响的力学-生物学耦合机制。主要研究结果如下:(1)深入研究了悬浮培养条件下小窝蛋白-1(Cav-1)在乳腺癌细胞抗失巢凋亡的力学生物学功能,阐明了切应力作用影响肿瘤细胞抗失巢凋亡的分子机制。研究发现切应力通过上调Cav-1表达,提高了肿瘤细胞抗失巢凋亡能力。细胞通过解离Cav-1/Fas复合物、抑制死亡复合体(DISC)的形成和Caspase-8活性,调节外源凋亡途径抑制细胞凋亡;通过增加integrin β1/FAK介导的细胞聚团、抑制t-BID介导的内外源途径间交互作用、提高Bcl-2水平和恢复线粒体功能来调节内源凋亡途径,抑制肿瘤细胞失巢凋亡。(2)深入探讨了切应力条件下肿瘤细胞侵袭伪足形成的力学调控机制。发现切应力通过活化Cav-1引发PI3K/Akt/mTOR信号通路去上调MT1-MMP的表达,并通过Cdc42和Rac1来调节MT1-MMP向侵袭伪足部位的胞内转运与聚集,加速细胞外基质的降解,从而促进了肿瘤细胞的迁移与转移。(3)揭示了Cav-1介导切应力引起的肿瘤细胞骨架重排和细胞粘附的变化规律及其生物力学机制。切应力可以通过Cav-1调控ROCK/p-MLC通路影响细胞骨架重排,也可通过FAK/Src信号通路调控黏着斑的动态变化,两者协同作用促进了肿瘤细胞运动。相关研究成果发表在Nat Commun、J Cell Physiol、Cell Mol Immunol、BBA-Mol Cell Res等国际重要学术期刊上。通过该项目的研究,阐明了切应力作用可以通过抑制Cav-1依赖内外源细胞凋亡途径提高了肿瘤细胞抗失巢凋亡的能力,揭示了肿瘤力学环境对肿瘤进程的调节作用,深化了切应力调控肿瘤细胞血源性转移的力学信号转导过程与机制,尤其是肿瘤细胞粘附、运动和转移的力学生物规律,为肿瘤发生发展及其治疗提供参考信息和实验证据,圆满完成了该项目的主要研究任务,达到了预期研究目标。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(1)
Rational Design of Multifunctional Polymeric Micelles with Stimuli-Responsive for Imaging-Guided Combination Cancer Therapy
合理设计刺激响应的多功能聚合物胶束,用于成像引导的癌症联合治疗
  • DOI:
    10.1166/jbn.2017.2444
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Journal of Biomedical Nanotechnology
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yang Hong;Zhang Chengchen;Li Tingting;Shen Xue;Chen Zhongyuan;Xie Xiaoxue;Li Shun;Qin Xiang;Wu Chunhui;Liu Yiyao
  • 通讯作者:
    Liu Yiyao
Multifunctional core/shell nanoparticles cross-linked polyetherimide-folic acid as efficient Notch-1 siRNA carrier for targeted killing of breast cancer.
多功能核/壳纳米粒子交联聚醚酰亚胺-叶酸作为高效Notch-1 siRNA载体用于靶向杀伤乳腺癌
  • DOI:
    10.1038/srep07072
  • 发表时间:
    2014-11-17
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yang H;Li Y;Li T;Xu M;Chen Y;Wu C;Dang X;Liu Y
  • 通讯作者:
    Liu Y
Essential oils from Inula japonica and Angelicae dahuricae enhance sensitivity of MCF-7/ADR breast cancer cells to doxorubicin via multiple mechanisms
土木香和白芷精油通过多种机制增强 MCF-7/ADR 乳腺癌细胞对阿霉素的敏感性
  • DOI:
    10.1016/j.jep.2016.01.015
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Ethnopharmacology
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Wu Min;Li Tingting;Chen Lilan;Peng Sugang;Liao Wei;Bai Ruolan;Zhao Xue;Yang Hong;Wu Chunhui;Zeng Hongjuan;Liu Yiyao
  • 通讯作者:
    Liu Yiyao
Synergistic anticancer activity of photo- and chemoresponsive nanoformulation based on polylysine-functionalized graphene
基于聚赖氨酸功能化石墨烯的光和化学响应纳米制剂的协同抗癌活性
  • DOI:
    10.1021/am5066128
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Wu Chunhui;He Qiuming;Zhu Anni;Li Dan;Xu Min;Yang Hong;Liu Yiyao
  • 通讯作者:
    Liu Yiyao
Polyetherimide-grafted Fe₃O₄@SiO2₂ nanoparticles as theranostic agents for simultaneous VEGF siRNA delivery and magnetic resonance cell imaging.
聚醚酰亚胺接枝 Fe3O4@SiO2 纳米粒子作为同时 VEGF siRNA 递送和磁共振细胞成像的治疗诊断剂
  • DOI:
    10.2147/ijn.s85095
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    International journal of nanomedicine
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Li T;Shen X;Chen Y;Zhang C;Yan J;Yang H;Wu C;Zeng H;Liu Y
  • 通讯作者:
    Liu Y

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其他文献

纳秒脉冲电场诱导B16细胞凋亡的机制研究
  • DOI:
    10.12178/1001-0548.2020099
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电子科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    饶鑫;陈晓东;周俊;刘贻尧;Yasir Alfadhl
  • 通讯作者:
    Yasir Alfadhl
整合素介导血源性转移中肿瘤细胞与宿主细胞相互作用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    医用生物力学. (in press)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵凤龙;李莉;杨红;刘贻尧
  • 通讯作者:
    刘贻尧
基质刚度通过调节YAP活化控制乳腺癌细胞的耐药性
  • DOI:
    10.16156/j.1004-7220.2019.02.002
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦翔;吕晓莹;李顺;李莉;江莹;刘贻尧
  • 通讯作者:
    刘贻尧
肿瘤细胞间相互作用:Notch-1信号转导与调控机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张婧;杨红;吴春惠;刘贻尧
  • 通讯作者:
    刘贻尧

其他文献

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三维力学微环境调控肿瘤细胞核形变与基因簇重构的力学生物学机制
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    12132004
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生物-磁双重靶向核壳型Fe3O4@SiO2荧光纳米探针制备及其生物医学应用初步研究
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剪切流场下靶向抗VCAM-1超声微泡在内皮细胞上的粘附规律及其在动脉粥样硬化检测中的应用
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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