采用系統(tǒng)生物學(xué)方法分析乳腺癌轉(zhuǎn)移中Runx2對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)重塑

1、采用系統(tǒng)生物學(xué)方法分析乳腺癌轉(zhuǎn)移中采用系統(tǒng)生物學(xué)方法分析乳腺癌轉(zhuǎn)移中Runx2對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)重塑的調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)重塑的調(diào)節(jié)機(jī)制李曉青李曉青 杜欣杜欣 楊帆楊帆 馮玉梅馮玉梅天津醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院生化及分子生物學(xué)室天津醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院生化及分子生物學(xué)室研究背景研究背景v 細(xì)胞外基質(zhì)（細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM） 癌細(xì)胞遷移的屏障癌細(xì)胞遷移的屏障 癌細(xì)胞遷移的必要介質(zhì)癌細(xì)胞遷移的必要介質(zhì) v ECM重塑是腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟重塑是腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟 腫瘤細(xì)胞接受細(xì)胞外信號(hào)腫瘤細(xì)胞接受細(xì)胞外信號(hào) 自身分泌或刺激間質(zhì)細(xì)胞分泌基質(zhì)蛋白酶降解自身分泌或刺激間質(zhì)細(xì)胞

2、分泌基質(zhì)蛋白酶降解ECM成分成分 ECM成分的重新合成和構(gòu)建成分的重新合成和構(gòu)建v 乳腺癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中乳腺癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中ECM重塑調(diào)控機(jī)制研究重塑調(diào)控機(jī)制研究 預(yù)測(cè)乳腺癌轉(zhuǎn)移的分子標(biāo)志預(yù)測(cè)乳腺癌轉(zhuǎn)移的分子標(biāo)志 阻斷乳腺癌轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵靶點(diǎn)阻斷乳腺癌轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵靶點(diǎn)v 系統(tǒng)生物學(xué)系統(tǒng)生物學(xué) 高通量高通量 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建前期研究結(jié)果前期研究結(jié)果v ECM重塑相關(guān)基因與成骨特異性轉(zhuǎn)錄因子（重塑相關(guān)基因與成骨特異性轉(zhuǎn)錄因子（runt-related transcription factor 2, Runx2）呈相關(guān)性表達(dá)）呈相關(guān)性表達(dá)v Runx2 基因定位：基因定位：6p21 蛋白功能蛋白功

3、能 轉(zhuǎn)錄因子，特異性結(jié)合序列轉(zhuǎn)錄因子，特異性結(jié)合序列ACCACAxA（x為任意堿基）為任意堿基） 參與骨基質(zhì)蛋白的合成與裝配參與骨基質(zhì)蛋白的合成與裝配 調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和運(yùn)動(dòng)能力調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和運(yùn)動(dòng)能力 上游調(diào)控信號(hào)：上游調(diào)控信號(hào)：WNT、MAPK、PI3K和和BMP/SAMDs等等 下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因：下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因：p21，RANKL，MMP2，MMP9，MMP13，VEGF，OP和和BSP等等 研究目的研究目的v 構(gòu)建構(gòu)建Runx2對(duì)對(duì)ECM重塑生物學(xué)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重塑生物學(xué)調(diào)控網(wǎng)絡(luò) v 分析乳腺癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中分析乳腺癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中Runx2對(duì)對(duì)ECM重塑的調(diào)節(jié)機(jī)制重塑的調(diào)節(jié)機(jī)制

4、 研究方法研究方法調(diào)控方向確定調(diào)控方向確定數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)據(jù)來(lái)源候選基因篩選候選基因篩選實(shí)驗(yàn)及文獻(xiàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及文獻(xiàn)驗(yàn)證調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建ChIP啟動(dòng)子區(qū)有無(wú)Runx2結(jié)合位點(diǎn) 49例乳腺原發(fā)癌和例乳腺原發(fā)癌和15例淋巴例淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移癌的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)結(jié)轉(zhuǎn)移癌的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)與與Runx2表達(dá)相關(guān)的基因表達(dá)相關(guān)的基因細(xì)胞定位細(xì)胞定位基因功能基因功能ECM組分組分ECM降解酶降解酶細(xì)胞外信號(hào)分子細(xì)胞外信號(hào)分子 膜受體信號(hào)分子膜受體信號(hào)分子 Runx2調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)ECM重塑候選基因重塑候選基因 Runx2上游調(diào)控候選信號(hào)分子上游調(diào)控候選信號(hào)分子Runx2表達(dá)量變化表達(dá)量變化阻斷上游信號(hào)通路文獻(xiàn)證實(shí)的調(diào)控關(guān)系

5、文獻(xiàn)證實(shí)的調(diào)控關(guān)系Runx2與與ECM組分啟動(dòng)子結(jié)合組分啟動(dòng)子結(jié)合Runx2對(duì)對(duì)ECM重塑生物學(xué)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重塑生物學(xué)調(diào)控網(wǎng)絡(luò) Runx2下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控候選基因下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控候選基因 r0.5無(wú) 有 研究結(jié)果研究結(jié)果v Runx2調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)ECM重塑候選基因重塑候選基因（52個(gè)）個(gè)） ECM成分成分11個(gè)個(gè) ECM降解酶及抑制劑降解酶及抑制劑8個(gè)個(gè) 細(xì)胞信號(hào)分子細(xì)胞信號(hào)分子33個(gè)個(gè) v Runx2上游調(diào)控候選信號(hào)分子（上游調(diào)控候選信號(hào)分子（19個(gè)）個(gè)）啟動(dòng)子區(qū)無(wú)啟動(dòng)子區(qū)無(wú)Runx2結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn) 4個(gè)基因參與個(gè)基因參與WNT信號(hào)通路信號(hào)通路 3個(gè)基因參與個(gè)基因參與TGF/BMPs信號(hào)通路信號(hào)通路 4個(gè)

6、生長(zhǎng)因子信號(hào)分子個(gè)生長(zhǎng)因子信號(hào)分子 8個(gè)個(gè)G蛋白信號(hào)分子蛋白信號(hào)分子 v Runx2下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控候選基因（下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控候選基因（33個(gè)）個(gè)）啟動(dòng)子區(qū)存在啟動(dòng)子區(qū)存在Runx2結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn) 11個(gè)個(gè)ECM組分組分 8個(gè)個(gè)ECM降解酶及抑制劑降解酶及抑制劑 14個(gè)信號(hào)分子個(gè)信號(hào)分子 Runx2Runx2上下游調(diào)控候選基因驗(yàn)證上下游調(diào)控候選基因驗(yàn)證v PubMed數(shù)據(jù)庫(kù)證實(shí)的調(diào)節(jié)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)證實(shí)的調(diào)節(jié)關(guān)系 上游調(diào)控信號(hào)分子：上游調(diào)控信號(hào)分子：SFRP2、TIP-1、DKK3、FST、FSTL1、CKTSF1B1 下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控ECM重塑相關(guān)基因：重塑相關(guān)基因：COL10A1、ECM2、O

7、SF-2、COL1A1、MMP13 v 本課題組實(shí)驗(yàn)證實(shí)的調(diào)節(jié)關(guān)系本課題組實(shí)驗(yàn)證實(shí)的調(diào)節(jié)關(guān)系 SB-431542阻斷阻斷TGF/BMPs信號(hào)通路后，信號(hào)通路后，Runx2表達(dá)量下調(diào)表達(dá)量下調(diào) ChIP實(shí)驗(yàn)證實(shí)實(shí)驗(yàn)證實(shí)COL11A1啟動(dòng)子區(qū)存在啟動(dòng)子區(qū)存在Runx2蛋白的結(jié)合模序蛋白的結(jié)合模序 Runx2Runx2調(diào)控的調(diào)控的ECMECM重塑生物學(xué)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重塑生物學(xué)調(diào)控網(wǎng)絡(luò) 信號(hào)分子信號(hào)分子WNT信號(hào)通路信號(hào)通路TGF/BMPs信號(hào)通路信號(hào)通路G蛋白信號(hào)分子蛋白信號(hào)分子生長(zhǎng)因子受體生長(zhǎng)因子受體Runx2細(xì)胞外基質(zhì)（細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）ECM降解酶及抑制劑降解酶及抑制劑信號(hào)分子信號(hào)分子信號(hào)分子信號(hào)

8、分子細(xì)胞膜細(xì)胞膜討論討論v Runx2上游調(diào)控信號(hào)通路上游調(diào)控信號(hào)通路 Wnt信號(hào)通路信號(hào)通路Wnt蛋白與蛋白與Fzd受體及受體及LRP 5/6輔助受體結(jié)合，使細(xì)胞內(nèi)輔助受體結(jié)合，使細(xì)胞內(nèi)DSH磷酸化磷酸化激活，抑制激活，抑制CTNNB1降解復(fù)合體解聚，降解復(fù)合體解聚，CTNNB1降解受阻，在胞漿降解受阻，在胞漿內(nèi)累積，并進(jìn)入細(xì)胞核與內(nèi)累積，并進(jìn)入細(xì)胞核與T細(xì)胞因子細(xì)胞因子TCF/LEF結(jié)合，促進(jìn)結(jié)合，促進(jìn)Runx2基因基因的轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄 WNT2、SFRP2、TIP-1、DKK3是是Wnt信號(hào)通路的調(diào)節(jié)因子信號(hào)通路的調(diào)節(jié)因子 TGFB/BMPs信號(hào)通路信號(hào)通路 BMPs/TGF -Smads復(fù)合物可以通過(guò)識(shí)別復(fù)合物可以通過(guò)識(shí)別Runx2蛋白羧基端蛋白羧基端SMID/NMTS結(jié)構(gòu)域，啟動(dòng)結(jié)構(gòu)域，啟動(dòng)Runx2的轉(zhuǎn)錄活性的轉(zhuǎn)錄活性 FST、FSTL1、CKTSF1B1調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)TGFB/BMPs信號(hào)通路信號(hào)通路v Runx2下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控的下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控的ECM重塑相關(guān)基因重塑相關(guān)基因 ECM重塑相關(guān)基因：重塑相關(guān)基因：COLs、OSF-2、ECM2、MMP13、TIMP2、MMP9和和MMP13等等結(jié)論結(jié)論v WNT和和T