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JBC:南京澳门永利严俊课题组揭示新的膀胱癌转移机制

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摘要 : 2018年5月4日,国际知名生物化学杂志《Journal of Biological Chemistry》在线发表了南京澳门永利模式动物研究所严俊实验室、中国科学院上海药物研究所黄锐敏课题组以及南京澳门永利附属鼓楼医院泌尿外科系郭宏骞主任合作完成的一篇研究论文

2018年5月4日,国际知名生物化学杂志《Journal of BioLogical Chemistry》在线发表了南京澳门永利模式动物研究所严俊实验室、中国科学院上海药物研究所黄锐敏课题组以及南京澳门永利附属鼓楼医院泌尿外科系郭宏骞主任合作完成的一篇研究论文,研究报道了膀胱癌转移的最新研究成果“Wnt7a activates canonical Wnt signaling, promotes bladder cancer cell invasion, and is suppressed by miR-370-3p”。研究利用筛选分离所获得低侵袭和高侵袭能力的两个膀胱癌细胞系亚群并进行蛋白质谱分析,发现并验证了Wnt配体之一的Wnt7a是新的膀胱癌侵袭转移蛋白,深入揭示了肿瘤中Wnt7a过表达激活经典Wnt/β-catenin通路促进膀胱癌转移的分子机制。南京澳门永利模式动物研究所博士研究生黄晓静和上海药物研究所朱洪文博士为本文的共同第一作者,黄锐敏课题组、郭宏骞主任和严俊研究员为论文通讯作者。

按照病理分型,膀胱癌可分为非肌肉侵润型和肌肉侵润型两个亚类。相较于前者,肌肉侵润型膀胱癌的恶性程度明显增加,并且伴随着局部组织侵润和转移。依据北美的流行病学数据,局域性膀胱癌患者的五年生存率在70%左右,但是膀胱癌病患一旦被发现存在远端转移灶,他们的五年生存率仅为6%。临床上大约有15%的非肌肉侵润型膀胱癌会最终转化为肌肉侵润型。因此,甄别出对于膀胱癌细胞侵袭转移的关键驱动基因已经是这个领域中重要问题。

虽然以前的小鼠模型等实验证据提示了Wnt通路参与膀胱癌的进展,但是膀胱癌中鲜有该通路中遗传突变基因的报道。这提示了膀胱癌进程中应该存在着其他重要的参与Wnt通路活化的未知基因的改变。研究团队首先建立低侵袭和高侵袭能力的两个膀胱癌细胞系亚群,并采用质谱的分析手段在蛋白质组水平上分析不同侵袭能力的膀胱癌细胞株亚群的差异。通过结合TCGA数据库和现有的膀胱癌组织的免疫组化及临床相关性分析,研究团队证实了差异谱中一个名为Wnt7a基因的表达与膀胱癌的转移呈现正相关,并且是膀胱癌的一个不良预后指标。而现有的报道显示,作为Wnt配体之一的Wnt7a在不同的肿瘤类型中可以通过激活经典和非经典的Wnt/β-catenin分别扮演促癌和抑癌两个截然相反的角色。而Wnt7a在膀胱癌中的具体作用尚无相关报道。因此,研究团队进一步利用敲降和给予膀胱癌细胞株重组Wnt7a处理,观察到在膀胱癌细胞中Wnt7a通过激活经典Wnt/β-catenin通路,促进上皮向间质转变以及MMP1和MMP10的表达,进而引发膀胱癌细胞的侵袭转移作用。稳定过表达Wnt7a的膀胱癌细胞能够在体内体现出更强的肺部转移能力。同时,研究团队还通过生物信息学手段分析并验证了高转移膀胱癌细胞中miR-370-3p的表达下降是膀胱癌中Wnt7a表达水平上升的重要原因之一。最后,我们在临床样本中验证了Wnt7a、核定位的β-catenin、MMP10以及miR-370-3p的相关性。

JBC:南京澳门永利严俊课题组揭示新的膀胱癌转移机制
Wnt7a过表达通过激活经典Wnt/β-catenin通路促进膀胱癌细胞侵袭和转移

原文链接:

Wnt7a activates canonical Wnt signaling, promotes bladder cancer Cell invasion, and is suppressed by miR-370-3p

原文摘要:

Once urinary bladder cancer (UBC) develops into muscle-invasive bladder cancer, its mortality rate increases dramatically. However, the molecular mechanisms of UBC invasion and metastasis remain largely unknown. Herein, using 5637 UBC cells, we generated two sublines with low (5637 NMI) and high (5637 HMI) invasive capabilities. Mass spectrum analyses revealed that the Wnt family protein Wnt7a is more highly expressed in 5637 HMI cells than in 5637 NMI cells. We also found that increased Wnt7a expression is associated with UBC metastasis and predicted worse clinical outcome in UBC patients. Wnt7a depletion in 5637 HMI and T24 cells reduced UBC cell invasion and decreased levels of active β-catenin and its downstream target genes involved in the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and extracellular matrix (ECM) degradation. Consistently, treating 5637 NMI and J82 cells with recombinant Wnt7a induced cell invasion, EMT, and expression of ECM degradation–associated genes. Moreover, TOP/FOPflash luciferase assays indicated that Wnt7a activated canonical β-catenin signaling in UBC cells, and increased Wnt7a expression was associated with nuclear β-catenin in UBC samples. Wnt7a ablation suppressed matrix metalloproteinase 10 (MMP10) expression, and Wnt7a overexpression increased MMP10 promoter activity through two TCF/LEF promoter sites, confirming that Wnt7a-mediated MMP10 activation is mediated by the canonical Wnt/β-catenin pathway. Of note, the microRNA miR-370-3p directly repressed Wnt7a expression and thereby suppressed UBC cell invasion, which was partially restored by Wnt7a overexpression. Our results have identified an miR-370-3p/Wnt7a axis that controls UBC invasion through canonical Wnt/β-catenin signaling, which may offer prognostic and therapeutic opportunities.

doi:10.1074/jbc.RA118.001689

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