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采用系统生物学方法分析乳腺癌转移中 Runx2 对细胞外基质重塑的调节机制

采用系统生物学方法分析乳腺癌转移中 Runx2 对细胞外基质重塑的调节机制. 李晓青 杜欣 杨帆 冯玉梅 天津医科大学附属肿瘤医院生化及分子生物学室. 细胞外基质（ extracellular matrix ， ECM ） 癌细胞迁移的屏障 癌细胞迁移的必要介质 ECM 重塑是肿瘤转移的关键步骤 肿瘤细胞接受细胞外信号 自身分泌或刺激间质细胞分泌基质蛋白酶降解 ECM 成分 ECM 成分的重新合成和构建 乳腺癌转移过程中 ECM 重塑调控机制研究 预测乳腺癌转移的分子标志 阻断乳腺癌转移的关键靶点 系统生物学 高通量 基因调控网络构建. 研究背景.

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采用系统生物学方法分析乳腺癌转移中 Runx2 对细胞外基质重塑的调节机制

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  1. 采用系统生物学方法分析乳腺癌转移中Runx2对细胞外基质重塑的调节机制采用系统生物学方法分析乳腺癌转移中Runx2对细胞外基质重塑的调节机制 李晓青 杜欣 杨帆 冯玉梅 天津医科大学附属肿瘤医院生化及分子生物学室

  2. 细胞外基质（extracellular matrix，ECM） 癌细胞迁移的屏障 癌细胞迁移的必要介质 ECM重塑是肿瘤转移的关键步骤 肿瘤细胞接受细胞外信号 自身分泌或刺激间质细胞分泌基质蛋白酶降解ECM成分 ECM成分的重新合成和构建 乳腺癌转移过程中ECM重塑调控机制研究 预测乳腺癌转移的分子标志 阻断乳腺癌转移的关键靶点 系统生物学 高通量 基因调控网络构建 研究背景

  3. ECM重塑相关基因与成骨特异性转录因子（runt-related transcription factor 2, Runx2）呈相关性表达 Runx2 基因定位：6p21 蛋白功能 转录因子，特异性结合序列ACCACAxA（x为任意碱基） 参与骨基质蛋白的合成与装配 调节肿瘤细胞的增殖、侵袭和运动能力 上游调控信号：WNT、MAPK、PI3K和BMP/SAMDs等 下游转录调控基因：p21，RANKL，MMP2，MMP9，MMP13，VEGF，OP和BSP等 前期研究结果

  4. 构建Runx2对ECM重塑生物学调控网络 分析乳腺癌转移过程中Runx2对ECM重塑的调节机制 研究目的

  5. 49例乳腺原发癌和15例淋巴结转移癌的基因表达谱数据49例乳腺原发癌和15例淋巴结转移癌的基因表达谱数据 r>0.5 与Runx2表达相关的基因 细胞定位 基因功能 ECM组分 ECM降解酶 细胞外信号分子 膜受体信号分子 Runx2调节ECM重塑候选基因 启动子区有无Runx2结合位点 无 有 Runx2上游调控候选信号分子 Runx2下游转录调控候选基因 阻断上游信号通路 Runx2与ECM组分启动子结合 文献证实的调控关系 Runx2表达量变化 Runx2对ECM重塑生物学调控网络 研究方法 数据来源 候选基因筛选 调控方向确定 ChIP 实验及文献验证 调控网络构建

  6. Runx2调节ECM重塑候选基因（52个） ECM成分11个 ECM降解酶及抑制剂8个 细胞信号分子33个 Runx2上游调控候选信号分子（19个）——启动子区无Runx2结合位点 4个基因参与WNT信号通路 3个基因参与TGF/BMPs信号通路 4个生长因子信号分子 8个G蛋白信号分子 Runx2下游转录调控候选基因（33个）——启动子区存在Runx2结合位点 11个ECM组分 8个ECM降解酶及抑制剂 14个信号分子 研究结果

  7. PubMed数据库证实的调节关系 上游调控信号分子：SFRP2、TIP-1、DKK3、FST、FSTL1、CKTSF1B1 下游转录调控ECM重塑相关基因：COL10A1、ECM2、OSF-2、COL1A1、MMP13 本课题组实验证实的调节关系 SB-431542阻断TGF/BMPs信号通路后，Runx2表达量下调 ChIP实验证实COL11A1启动子区存在Runx2蛋白的结合模序 Runx2上下游调控候选基因验证

  8. WNT信号通路 TGF/BMPs信号通路 生长因子受体 G蛋白信号分子 细胞膜 Runx2 信号分子 信号分子 细胞膜 信号分子 细胞外基质（ECM） ECM降解酶及抑制剂 Runx2调控的ECM重塑生物学调控网络

  9. Runx2上游调控信号通路 Wnt信号通路 Wnt蛋白与Fzd受体及LRP 5/6辅助受体结合，使细胞内DSH磷酸化激活，抑制CTNNB1降解复合体解聚，CTNNB1降解受阻，在胞浆内累积，并进入细胞核与T细胞因子TCF/LEF结合，促进Runx2基因的转录 WNT2、SFRP2、TIP-1、DKK3是Wnt信号通路的调节因子 TGFB/BMPs信号通路 BMPs/TGF-Smads复合物可以通过识别Runx2蛋白羧基端SMID/NMTS结构域，启动Runx2的转录活性 FST、FSTL1、CKTSF1B1调节TGFB/BMPs信号通路 Runx2下游转录调控的ECM重塑相关基因 ECM重塑相关基因：COLs、OSF-2、ECM2、MMP13、TIMP2、MMP9和MMP13等 讨论

  10. WNT和TGF/BMPs是启动Runx2表达的主要信号通路 Runx2通过转录调节ECM组分、ECM降解酶及其抑制剂和信号分子调节ECM重塑，促进癌细胞完成转移的生物学过程. 结论

  11. 谢谢！

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