成骨细胞特异的转录因子Osterix通过上调MMP-9的表达而促进乳腺癌侵袭转移
作者单位：南京医科大学基础医学院发育遗传学系
会议名称：《江苏省遗传学会2014年学术研讨会》
会议日期：2014年
学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学]
摘 要：近年来,乳腺癌的发病率在全球范围内逐年上升,在我国部分大中城市已占女性恶性肿瘤的第一位。尽管治疗手段不断提高,但仍有70%以上的乳腺癌晚期病人会发生骨转移。骨转移常导致病理性骨折、剧烈而持续的骨痛、脊髓压迫、贫血以及高血钙等一系列并发症,严重影响患者的生存质量。Osterix（Osx）是含有锌指结构的成骨细胞特异的转录因子。文献报道,在骨发育过程中Osx可上调VEGF、MMP-13和MMP-9的表达且VEGF和MMP-13均已被证明是Osx的直接靶基因,但Osx上调MMP-9的具体机制未见报道。通过生物信息学分析,我们发现MMP-9的启动子上有3个潜在的Osx结合位点。于是我们构建了分别含有1个、2个和3个结合位点以及3个结合位点分别突变的pGL3荧光素酶报告基因质粒,通过荧光素酶报告基因实验证明Osx可以上调MMP-9的启动子活性。通过电泳迁移率实验（EMSA）和染色质免疫共沉淀实验（CHIP）进一步证明Osx通过结合MMP-9启动子上的CCAAT序列而上调其表达。此外,我们的研究还发现,Osx在转移性高的乳腺癌细胞中高表达,而在转移性低的乳腺癌细胞中不表达。于是我们推测Osx可能通过上调MMP-9的表达而促进乳腺癌的侵袭转移。我们构建了Osx过表达和敲低的MDA-MB 231单克隆稳转细胞系。通过Real-time PCR、明胶酶谱和Transwell实验,我们发现在乳腺癌细胞中,Osx可上调MMP-9的mRNA表达和酶活性并促进细胞侵袭。同时我们还发现在乳腺癌细胞中Osx可上调血管生成关键因子VEGF和相关因子CD34以及破骨细胞活化因子IL-8和PTHLH的表达。通过构建裸鼠皮下成瘤模型以及组织明胶酶谱、ELISA、Western blot和免疫组化（IHC）等实验,我们进一步在动物水平证明Osx可以上调MMP-9的酶活性及MMP13、VEGF、CD34、IL-8和PTHLH的表达。通过以上研究,我们首次发现:（1）肿瘤侵袭的关键因子MMP-9是Osx的直接靶基因,Osx通过上调MMP-9的表达和酶活性而促进乳腺癌侵袭;（2）Osx通过上调血管生成关键因子VEGF和相关因子CD34的表达而促进乳腺癌血管生成;（3）Osx通过上调破骨细胞活化因子IL-8和PTHLH的表达而在乳腺癌骨转移中发挥重要作用。以上研究结果初步提示Osx可能是乳腺癌骨转移的重要调节因子,从而为乳腺癌骨转移的预防和治疗提供新的靶点。