小窝蛋白-1通过影响细胞能量策略和力学性质调控癌细胞迁移机制研究

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基本信息

  • 批准号:
    31800780
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 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:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The process of cancer cell migration involves a series of adjustments from metabolic strategy and cellular mechanical property, for example, the sustaining of subcellular high energy demands of cell leading edge and the force generated by stress fiber and myosin drags cell to move forward. Caveoin-1, the structural protein of a specialized invagination of cell membrane “caveolae” was shown to be a predictor of metastasis and key regulator of cellular metabolism in breast cancer. Our preliminary data suggested that Cav-1 directly associated with cell’s metabolic factory-mitochondria, mediating their fusion and fission dynamic. The motility of mitochondria, which relies on mitochondrial dynamics, promotes its subcellular trafficking to high energy consuming region and generating ATP to replenish local consumption. Moreover, substantial studies reported the close association between Cav-1 and cytoskeleton as well as determinant factors of cell mechanical property, such as Rho/ROCK. Accordingly, we hypothesize that Cav-1 simultaneously adjusts cellular metabolism strategy and mechanical property to potentiate cancer cell migration and thereby promote metastasis. To illuminating the underlying signaling of Cav-1 mediating metabolism strategy and mechanical property will be contributed to the development of cancer therapy targeting cancer metastasis.
癌细胞迁移过程中涉及一系列能量代谢策略和细胞力学性质的改变,例如细胞运动前缘和伪足区域耗能巨大需要及时的能量补充,同时应力纤维和肌球蛋白等活化产生应力拖动细胞往前移动。研究显示一种细胞膜上特化内陷结构“小窝”的主要骨架蛋白:小窝蛋白-1(Cav-1)是乳腺癌细胞中调节其转移能力和细胞能量代谢的关键蛋白。我们前期研究结果显示,Cav-1能够直接作用于细胞能量代谢场所—线粒体,改变其融合分裂动态水平。而线粒体高动态水平的维持赋予其运动性,保障其运动到细胞高耗能区域,生成ATP,及时补充局部能量消耗。并且大量文献报道其与细胞骨架蛋白以及控制细胞力学性质的Rho/ROCK等因子具有密切相互作用。据此我们假设Cav-1通过同时调节细胞的能量策略和力学性质影响癌细胞的迁移能力进而控制癌症转移。对Cav-1介导的细胞能量策略和力学性质的信号途径的解析,有助于抑制癌症转移能力的治疗方案的开发。

结项摘要

癌细胞的高转移能力是患者死亡率增加的关键影响因素,线粒体的生物学功能与癌细胞的转移能力密切相关,但对线粒体动力学介导的分子信号通路在癌细胞迁移过程中的作用知之甚少。本课题围绕小窝蛋白-1 (Cav-1) 通过影响线粒体动力学调控乳腺癌转移中的机制问题展开研究, 结果发现Cav-1可通过调节线粒体动力学来诱导mtROS的产生,促使Rac1 GTPase的活化,而其活化会上调Profilin-1和p-Cofilin-1的表达水平,从而促使细胞骨架重排来促进板状伪足的形成,最终促进癌细胞的迁移。本研究所发现的Cav-1通过影响线粒体动力学调控癌细胞迁移的分子机制为临床癌症治疗提供了潜在靶标。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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
Simultaneous 2D and 3D cell culture array for multicellular geometry, drug discovery and tumor microenvironment reconstruction
用于多细胞几何、药物发现和肿瘤微环境重建的同时 2D 和 3D 细胞培养阵列
  • DOI:
    10.1088/1758-5090/ac1ea8
  • 发表时间:
    2021-10-01
  • 期刊:
    BIOFABRICATION
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Li, Shun;Yang, Kaifu;Liu, Yiyao
  • 通讯作者:
    Liu, Yiyao
ROCK isoforms differentially modulate cancer cell motility by mechanosensing the substrate stiffness
ROCK亚型通过机械感应基质硬度来差异调节癌细胞运动
  • DOI:
    10.1016/j.actbio.2019.02.015
  • 发表时间:
    2019-04-01
  • 期刊:
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Peng, Yueting;Chen, Zhongyuan;Liu, Yiyao
  • 通讯作者:
    Liu, Yiyao
Matrix stiffness modulates ILK-mediated YAP activation to control the drug resistance of breast cancer cells
基质硬度调节ILK介导的YAP激活以控制乳腺癌细胞的耐药性
  • DOI:
    10.1016/j.bbadis.2019.165625
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-MOLECULAR BASIS OF DISEASE
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Qin, Xiang;Lv, Xiaoying;Liu, Yiyao
  • 通讯作者:
    Liu, Yiyao
Shear stress stimulates integrin beta 1 trafficking and increases directional migration of cancer cells via promoting deacetylation of microtubules
剪切应力刺激整合素β1运输并通过促进微管脱乙酰化增加癌细胞的定向迁移
  • DOI:
    10.1016/j.bbamcr.2020.118676
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Cell Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tang Kai;Li Shun;Li Ping;Xia Qiong;Yang Rui;Li Tingting;Li Li;Jiang Ying;Qin Xiang;Yang Hong;Wu Chunhui;You Fengming;Tan Youhua;Liu Yiyao
  • 通讯作者:
    Liu Yiyao

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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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