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复旦大学附属肿瘤医院揭开SSBP1抑制乳腺癌转移之谜

2016/07/15

 

 

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        近日,华盈生物客户复旦大学附属肿瘤医院金伟研究员课题组发现了一种新的肿瘤转移抑制因子SSBP1 ,SSBP1可以通过调节线粒体反向信号抑制TGFβ所致三阴性乳腺癌上皮间质转化和转移(Jiang HL et al, 2016, Cancer Res)。

        肿瘤转移复发,累及命脉器官的正常功能,是绝大部分肿瘤患者死亡的最直接原因,而乳腺癌发病率更是居于我国女性恶性肿瘤的首位。尽管肿瘤转移复发具有重要的临床意义,但是相关研究非常薄弱,肿瘤转移领域仍存在许多未解之谜。

iTRAQ : 高转移乳腺癌细胞中SSBP1表达显著下调

       
        线粒体功能紊乱与肿瘤发生发展密切相关,为进一步揭开其中的分子机制,研究人员在该文章中进行了系列探讨分析。作者以不同转移能力的MDA-231乳腺癌细胞系为研究对象,应用iTRAQ技术来寻找与乳腺癌转移直接相关的线粒体蛋白。

        实验发现,在高转移的乳腺癌细胞MDA-231-HM和 MDA-231-Bo中,调变倍数超过1.5的差异蛋白分别有50个和66个。进一步,研究人员挑选了感兴趣的蛋白SSBP1进行了后续分析,SSBP1在高转移的乳腺癌细胞中显著下调。


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                                                        图1. SSBP1在高转移乳腺癌细胞中显著下调

SSBP1缺失促进乳腺癌迁移


        在此基础上,研究人员通过行体外和体内实验对SSBP1功能进行了深入研究。Trans well结果显示SSBP1的抑制促进了乳腺癌细胞的转移和侵袭,体内实验结果与之也有着非常好的一致性。


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                                                                      图2. SSBP1缺失促进乳腺癌迁移

SSBP1下调激活线粒体反向信号


        SSBP1是单链DNA结合蛋白,对于mtDNA复制、重组、修复有重要意义。由此,研究人员从mtDNA拷贝数、活性氧生成、线粒体膜电位等几个层面进行了线粒体表征测定,试图找出线粒体功能改变与肿瘤发展之间的关系。

        研究表明:SSBP1下调造成高转移乳腺癌细胞的线粒体膜电势损失,激活了线粒体反向信号,抑制Ca2+线粒体内流,增加了胞质Ca2+浓度。


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                                                            图3. SSBP1下调激活线粒体反向信号

蛋白芯片:迅速锁定NFκB和TGFβ信号通路

  
        根据报道,线粒体能通过反向信号实现和细胞核之间的通讯,调节相关信号通路。为深入解析抑制SSBP1促进乳腺癌细胞转移机理,金伟研究员课题组先后与上海华盈生物在蛋白组学层面多次开展友好合作,在本次研究中主要应用PEX100信号通路磷酸化抗体芯片,一次性对胞内31条信号通路的磷酸化水平进行全面检测。芯片结果显示:SSBP1功能缺失后,NFκB和TGFβ信号通路的几个关键蛋白,包括p105/p50和SMAD3磷酸化水平显著调变。


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                                                      图4. NFκB和TGFβ信号通路磷酸化水平显著调变

 
        进一步研究发现: NFκB信号通路的激活能导致转录激活子c-Rel/p50二聚体的细胞核移位。后续ChIP实验证实:c-Rel/p50二聚体能与TGFβ结合,从而激活TGFβ的转录。


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                                                                    图5. SSBP1缺失激活TGFβ的转录


        根据报道,TGFβ可以诱发乳腺癌细胞发生上皮间质转化(EMT),促进肿瘤细胞侵袭和迁移。研究人应用TGFβ/SMAD3信号通路抑制剂GW788388进行了系列研究,证实SSBP1的下调可以促进TGFβ介导的乳腺癌EMT,影响肿瘤转移,最终成功解释了SSBP1缺失导致的线粒体功能紊乱与肿瘤发展之间的关系。


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                                                        图6. SSBP1的下调促进TGFβ介导的乳腺癌EMT

小结


        来自复旦大学附属肿瘤医院金伟研究员课题组通过iTRAQ蛋白组学技术找到了高转移乳腺癌细胞中表达显著下调的SSBP1蛋白。后应用PEX100芯片,迅速将研究目光聚焦在磷酸化调变最显著NFκB和TGFβ信号通路上。最终证实SSBP1是一种新的肿瘤转移抑制因子SSBP1,可以通过调节线粒体反向信号抑制TGFβ所致乳腺癌上皮间质转化和转移。该研究对理解乳腺癌发展有重要意义,SSBP1可以作为乳腺癌预后的预测指标,为临床早期预测乳腺癌的转移提供了可参考的依据。

文献原文链接:

http://cancerres.aacrjournals.org/content/76/4/952.long