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CD146分子促进乳腺癌侵袭转移的机制研究，博士学位论文，共79页。
摘要
侵袭转移是恶性肿瘤最致命的特征，该过程受到肿瘤细胞本身、肿瘤微环境以及肿瘤细胞与远端脏器相互作用等一系列因素的复杂调控，并导致大于90％肿瘤相关性死亡。我们实验室及其他实验室的研究均表明细胞黏附分子CD146分子与恶性肿瘤相关，可能参与肿瘤侵袭转移的过程。然而， CD146 分子在肿瘤转移侵袭过程究竟发挥什么作用，其中涉及的机制及相关信号通路又是什么，都不是很清楚。
在此项研究中，我们选用乳腺癌为研究模型来探索CD146 分子在肿瘤侵袭转移中的功能及其中涉及的机制。我们发现在上皮性质乳腺癌细胞中过表达CD146 分子导致了上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT），细胞形态由紧密连接的铺路石状变为长梭形，上皮细胞标记分子E-cadherin 及Cytokeratin 表达下调，而间质细胞标记Vimentin 及Fibronectin 重新表达，细胞也因此获得极强的迁移及侵袭能力，以及某些类似于乳腺癌干细胞的特征。同时，在间质性质乳腺癌细胞中下调CD146 表达将抑制乳腺癌细胞的间质特征及恶性转移行为。我们进一步探索了CD146 诱导EMT 发生的分子机制，发现CD146的过表达激活了小G 蛋白RhoA，进而上调EMT 重要转录因子Slug 的表达；Slug在转录水平抑制EMT 关键分子E-cadherin 的表达，从而起始整个EMT 过程。
更重要的是，原位移植乳腺癌小鼠模型表明CD146 诱导乳腺癌细胞发生EMT 在体内水平促进肿瘤形成，降低肿瘤分化程度，并促进肿瘤发生原位侵袭及远端转移。同时，我们对505 例乳腺癌组织进行免疫组化分析发现，D146
的表达与肿瘤分级高、细胞增殖标记分子Ki-67 的表达以及患者预后差相关。更有意思的是，CD146 分子在恶性程度及致死率最高并具有EMT 特征的三阴性乳腺癌中高表达（68.9％），并与E-cadherin 的表达呈负相关，为我们之前的细胞实验及动物实验提供临床依据。总而言之，我们的研究表明CD146 分子通过诱导乳腺癌细胞发生EMT 的机制来促进乳腺癌的侵袭转移，因此，CD146 可以作为治疗乳腺癌的一个新靶标，尤其是针对三阴性乳腺癌。
我们的后续工作中发现，CD146 过表达后完全间质转化的乳腺癌细胞在Matrigel 胶上能自发形成血管样结构，或者与人脐静脉内皮细胞HUVEC 共同形CD146 分子促进乳腺癌侵袭转移的机制研究成血管样结构，而靶向CD146 的siRNAs 则可以抑制这些功能，暗示着CD146分子诱导EMT 发生可能进一步参与了肿瘤血管拟态或马赛克血管形成。也就是说， CD146 分子可能促进乳腺癌细胞发生上皮- 间质- 内皮转变（Epithelial-Mesenchymal-Endothelial Transition，EMET）。同时，为了进一步探索CD146 诱导EMT 发生下游复杂的信号调控网络，我们结合了SILAC 标记及Affymetrix 基因芯片的方法，试图从蛋白水平及mRNA 水平揭示在乳腺癌细胞中由CD146 表达引起的信号通路及调控网络的变化，希望借此来发现CD146 分子的新功能及新机制。
本论文的第二部分工作为利用Cre-LoxP 系统构建内皮特异性CD146 基因敲除小鼠，在体内水平探索CD146 分子在血管生成中的功能。我们在小鼠CD146基因启动子区及第一个外显子区两端的内含子区插入两个LoxP 位点，获得CD146 条件性基因敲除小鼠(CD146floxed/floxed)，再将该小鼠与内皮细胞特异性表达Cre 酶的小鼠（Tie2Cre/+）进行杂交，最终获得内皮特异性CD146 基因敲除小鼠(CD146EC-KO)。该小鼠不会胚胎致死，且可正常繁育后代，成体中视网膜血管形态及密度均未见异常。为了进一步探索CD146 分子在病理血管生成中的作用，小鼠黑色素瘤细胞B16F10 及纤维肉瘤细胞MCA-205 被皮下注射到CD146EC-KO小鼠及野生型对照小鼠（WT）体侧。16 或24 天后，在CD146EC-KO 小鼠体内生长的B16F10 及MCA-205 肿瘤体积均分别比对照小鼠小39.1％ 或者54.2％，而CD31 标记的肿瘤血管密度也更少。主动脉实验表明CD146EC-KO 小鼠血管重新生成的能力也比对照小鼠更弱。这些体内实验结果说明CD146 分子可能不参与胚胎发育过程中的血管发生及血管生成过程，也不影响成体中某些正常的血管生成过程，而是在病理的血管生成过程，例如肿瘤生长，发挥着关键作用。
关键词：CD146，肿瘤转移侵袭，乳腺癌，上皮-间质转化（EMT），E-cadherin，RhoA，Slug，三阴性乳腺癌，靶标，基因敲除小鼠，肿瘤血管生成