肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预

肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预0/360/36项目名称：肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预首席科学家：詹启敏中国医学科学院肿瘤医院肿瘤研究所起止年限：2009.1至2013.8依托部门：教育部一、研究内容1．细胞周期调控异常与肿瘤恶性增殖、侵袭相关分子机理抑癌基因p531、45B11细胞凋亡和分化异常与肿瘤侵袭性生长的关系胞死亡的机制失活和抑制凋亡的分子的大量表达使癌症细胞存肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预PAGEPAGE5/36侵袭性生长的机制。肿瘤干细胞和肿瘤微环境与肿瘤转移的内在关系境或肿瘤“基质”间的相互作用机制,从而为特异性打击肿瘤干细胞作为彻底消除肿瘤转移潜能的一种新策略提供重要的理论基础。肿瘤血管和淋巴管新生介导的肿瘤转移机制已鉴定肿瘤组织中血管表达3和淋巴管表达4c等是沉默抗肿瘤转移标记物与肿瘤转移靶向识别将在前期工作的基础上，开展肿瘤标志物的应用及相关机制氨酸磷酸酶3和促干细胞生长因子为切入点，深入研究3的促目的。肿瘤转移潜伏细胞和微转移病灶的早期诊断及清除将利用针对亚临床微小转移病灶的靶向多肽，与促凋亡蛋7．恶性肿瘤增殖拮抗阻遏研究研究作用于多环节阻遏肿瘤转移的新型制剂是治疗肿瘤的8．肿瘤侵袭、转移分子靶向干预在前期研究中，我们已经筛选出一批肿瘤转移肿瘤相关基因2211374946474C3转移靶向分子干预提供有利条件。二、预期目标总体目标本项目将以建立阻断肿瘤转移有效方法、改善肿瘤患者预1～2（如食管癌、肝癌）5五年目标前期实验数据。确定细胞恶性生物行为与肿瘤侵袭性生长、转移潜能的分子分型：肿瘤是一种“细胞转导通路异常”性疾病,根据前期“973”筛选出的关键分子，将转移性肿瘤的分子划分成若干“细胞转导通路异常”亚型。在每种亚型中确定若干反映该通路功能状况的“检测分子”和逆转功能异常的“药靶分子”。通过新一代高通量细胞分析仪确定新的信号传导通路和调节位点。差异，确定可能的肿瘤转移干扰阻断靶点。定或合成，建立旨在彻底清除微小潜伏肿瘤病灶或残留肿瘤细胞的有效方法。分子机理研究（如细胞增殖、凋亡和分化）析体系。科技产业的技术平台和试验基地。通过组织和集中我国专家的攻关能力，使该项目取得若干重大突破，大大提升我国在该领域的研究水平，确立在国际上的先进地位。研究成果主要以研究论文和独立开发的技术成果（专利）30060发表1~2篇论文，申报专利10863三、研究方案肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预(一) 总体学术思路本项目以探索肿瘤侵袭转移的基本规律，并建立较为有效6/36(二) 技术路线6/36肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预PAGEPAGE35/36(三)创新点与特色白、信号分子等可能的分子干预机制。在遵循肿瘤侵袭转移的生物规律，建立有效的分子干预方法生存的新思路，作为控制肿瘤复发转移的基本要素。恶性肿瘤复发转移是在临床治疗达到痊愈后以潜伏肿瘤病灶或残留瘤细胞复燃为基础，因此，通过特异性靶向识别和，清除肿瘤复发转移的可能性为本项目长远目标或最终目的。供重要的理论基础。建立有效的抗血管生成和阻碍新生淋巴管措施，阐明肿瘤新生血管、淋巴管组成部分参与局部免疫调节的机理及建立可能的干预手段。处。(四)可行性分析本项目重点放在研究肿瘤细胞恶性生物行为和肿瘤转移分子干6获得者，研究成绩斐然（项目成员发表文章560篇，总影响因子共为140010000次)，通过前一个“973”计分子肿瘤学国家重点实验室、癌基因和相关基因国家重点实验保障。（五系根据上述研究思路，本项目设置八个相对独立又有密切关联的课题：细胞周期调控异常与肿瘤恶性增殖、侵袭相关分子机理主要研究内容：p53是非编码蛋白质的总称，是基因组中极其重要的一部分，哺乳动物基因组中大约有将近98％的序列都由非编码蛋白的基因组成。在细胞调控的各个重要生物学过程中发挥作用，包括转录调节，剪切加工，调节稳定性等。大量研究证明，与肿瘤的发生期检测点调控，这些的表达受肿瘤抑癌基因p53的调节。我们响和调控方式。重点研究p53对重要调控的功能和在细胞周期1细胞中心体异常和染色体畸形是恶性肿瘤侵袭性生长的生物1145以及1有直接的相互作用。因此，我们重点研究145信号通路在中心体复制过程中的生物学功能，探讨1相互作用蛋白参与中心体复制调控的分子机制以及中心体复制45（如，21）145通路异常引起的肿瘤发生和侵袭转移的联系及其相关分子机制。细胞周期调控蛋白介导的信号通路在肿瘤侵袭转移中的作用细胞周期调控蛋白具有调节中心体分离、成熟以及纺锤体装配的功能，在调节细胞周期检测点中发挥重要作用。异常表达在中心体扩增、染色体畸形、细胞转化和肿瘤形成中有重要作用。最近发现蛋白过表达与临床人类肿瘤的恶性表型密切相关，并通过与信号通路的相互作用发挥致癌生物学作用。我们将重点研究对信号通路的调控功能，包括确定与通路重要分子β的相互作用，对β的磷酸化及其对β亚细胞定位，稳定性和转录功能的影响，在细胞和动物研究模型中，阐明的癌基因功能和引起肿瘤侵袭转移的分子机制。目标：揭示细胞增殖失调与肿瘤侵袭转移的内在联系。承担单位：中国医学科学院、中南大学湘雅医学院细胞凋亡和分化异常与肿瘤侵袭性生长的关系主要研究内容：细胞死亡新机制的研究能2构象变化可能使该分子从抑制凋亡的分子变成促进凋亡的的新机制。肿瘤转移相关信号通路与肿瘤细胞凋亡的调控-β我们将研究与肿瘤转移相关信号通路调控细胞凋亡的分子机制，肿瘤干细胞凋亡的研究找到有效杀伤肿瘤干细胞的化合物。信号转导和细胞凋亡调控规律的研究机体细胞数量的稳定取决于体内细胞增殖和细胞死亡的动1与1相互作用的蛋白。我们将以1系列蛋白与1之间的相互作用来阐述其调节细胞增殖和细胞凋疾病的生物治疗提供了新的靶点。肿瘤治疗研究基因是控制细胞生长及分化最关键的基因之一，其处于细胞-3-激酶参与并产生酯3K分子中55的调节亚基以其末端的24个氨基酸（N24）和相互作用，并直接影响磷酸化，从而调控细胞分裂。本课题将深入研究p55p55分子靶向治疗开辟新的方向。目标：通过了解细胞死亡的机制和细胞信号转导，深入探讨肿瘤发生的机制，同时为有效杀伤肿瘤细胞提供理论基础。承担单位：中国科学院动物研究所、华中科技大学肿瘤干细胞和肿瘤微环境与肿瘤转移的内在关系：主要研究内容：肿瘤干细胞相关研究现代肿瘤干细胞假说认为这些具有自我更新能力的干细胞2）着重对那些在白血病干细胞中具有特异表达的分子进行功能干预试验；3）白血病微环境对白血病干细胞形成与转移的作用机制；4）将上述相关研究成果通过与其它参加单位合作扩展至实体瘤。通过上述几方面的研133，1几个方面的研究对实体瘤中干细胞进行深入研究：1）原发性肝癌（）及转移性肝癌中肿瘤干细胞微环境异同；2）肿瘤干细胞在肝癌转移、复发中的作用；3）肿瘤干细胞与肝癌转移之间的关系；4）1335）组织中干细胞分离及特性研究。肿瘤局部微环境变化与侵袭转移1和基质蛋白家族新成员1在肿瘤微环境中与肿瘤转移相关的新功能。研究内容主要包括：1）靶向肿瘤酸性微环境的抗肿瘤和抗肿瘤转移新策略；2）肿瘤微环境中11承担单位：上海交通大学、中国医学科学院肿瘤血管、淋巴管生成与肿瘤转移主要研究内容：43B血小板因子-4（4，4）3B的作用，是作用最强的抑制血管增生的趋化因子。3B只比N5143分子N端序列的意义及相关的信号转导通路，阐明4增殖的作用机理，并在实验动物模型中评价抗3单抗的抑制效应。肿瘤血管相关基因表达谱及特异膜蛋白靶分子的研究功能及血管形成的比较和鉴定；2）建立大容量肿瘤血管内皮功能性单抗库>4000，体内外筛选、鉴定特异识别肿瘤血管内皮的功能性膜蛋白单抗和抗原；3）肿瘤血管内皮特异表2及分子机制的研究间接相互作用对内皮增殖、粘附、迁移、成管表型和体内肿瘤血管生成的影响；2）上述两种细胞在体内外相互作用后，肿瘤血对相互作用诱导表达的肿瘤血管内皮相关基因进行体内外基因功能及调控血管生成的分子机制的研究。肿瘤血液、淋巴转移及器官选择性转移机制研究研究内容包括：1）肿瘤内皮及其与肿瘤细胞相互作用对血液转移的作用及分子机制研究；2）肿瘤淋巴内皮及其与肿瘤细32疗肿瘤及转移的研究包括：1）基于上述分子机制研究所获的候选靶标基因的抗血管、淋巴管治疗肿瘤及转移的研究（基因治疗2）（抗体治疗3体内外评价确定抗血管、淋巴管治疗肿瘤及转移的新分子靶标。目标：深入研究肿瘤细胞与肿瘤血管内皮相互作用的分子机成的现有血管靶向药物的局限。承担单位：军事医学科学院、中国医学科学院肿瘤转移标志物与肿瘤转移靶向识别主要研究内容：33断肿瘤转移中的意义33333的检测方法（包括高亲和力、高特异性单抗的制备至少在500与肿瘤转移及预后的相关性进行评价。11是用结肠癌病人血清筛选噬菌体肽库获得的小肽克隆的课题将围绕1对细胞表型的影响及相关机制、人体内1抗体水平的临床意义、1作为预测肿瘤转移或/1抗体水平（1）的临床意义。作为肿瘤转移标志物的应用基础研究（行评价，并在此基础上进行相关的机制研究。目标：探讨肿瘤转移机制及为预测肿瘤转移提供新的技术和方法，并为肿瘤的靶向治疗奠定理论和实验依据。承担单位：北京大学、首都医科大学肿瘤转移潜伏细胞和微转移病灶的早期诊断及清除主要研究内容：靶向肿瘤微小转移灶特异性多肽的相关研究前期我们利用细菌鞭毛肽库对高低转移肿瘤配对细胞株进2）确定导向肽治疗的效靶关系，并将促凋亡蛋白、白喉毒素及化疗药物与其融合，制备一3）利新型重组腺病毒基因治疗载体的抗肿瘤研究我们已经获得了一组高效的选择性复制重组腺病毒基因治33治疗研究。的研究前期研究中我们通过调控免疫应答能够有效清除微小肿瘤病能够调控肿瘤细胞整合素活性而有效抑制肿瘤细胞侵袭转移能力。后续研究将包括：1）研究化疗或免疫治疗后肿瘤细胞侵袭转移能力变化的相关分子机制；2）利用已制备的重组多肽抑制3）研究遏制肿瘤转移能力与免疫/或已存在的微小转移病灶的效应。目标：对肿瘤转移的可能性进行早期评估、通过生物治疗手段清除微小潜伏肿瘤病灶及已存在的微小转移肿瘤病灶。承担单位：华中科技大学恶性肿瘤增殖拮抗阻遏研究：主要研究内容：A．11B．生物治疗剂和小分子物质抗肿瘤增殖与转移作用及其机制研究具有自主知识产权的抗肿瘤增殖与转移的生物治疗剂和小分子物质，阐明药物作用靶标，信号转导调控机制，体内抗力达霉素的抗肿瘤增殖与转移作用，分子机制，体内疗效，为其C．肿瘤体内增殖与转移阻遏的实时研究主要研究内容：采用活体动物成像技术，筛选与确认肿瘤体内转移相关基因，1）构建稳定表达荧光素酶的肿瘤细胞系，建立肿瘤转移模型；2）重复接种转移瘤，将转移能力得到最大限度的增强，观测其肿瘤干细胞特征；3）基因芯片分析原发瘤与高转移瘤的基因表达差异，获得与转移密切相关的基因；3）干扰技术验证肿瘤转移相关基因；4）构建转移相关基因缺陷和殖与转移阻遏新方法、新手段。承担单位：中国医学科学院肿瘤侵袭、转移分子靶向干预主要研究内容：肿瘤转移潜在阻遏靶点的验证和临床前研究项目组在前期得到了一批肿瘤转移相关调节靶基因、靶分实用的干预策略。针对肿瘤血管、淋巴管内皮细胞的特异性拮抗剂研究实现通过调控改造肿瘤血管和淋巴管内皮细胞结构和功能以达到抑制肿瘤转移的目的。肿瘤选择性复制腺病毒相关应用研究肿瘤转移的分子干预重要环节之一是具备优良的靶向载体。51)对（即“归巢作用”，将选择性复制腺病毒及负载的靶分子运载浓集至肿瘤将有可能解决目前病毒载体不用全身用药和对血液恶性肿瘤疗效不好的两大国际难题。目标：通过对细胞分化、肿瘤干细胞自我更新、新生血管淋巴管介导的肿瘤转移及肿瘤“基质”与转移病灶的共容关系的进一步查阐明，建立有效的分子靶向干预措施。承担单位：华中科技大学、首都医科大学四、年度计划研究内容研究内容预期目标研究内容 预期目标肿瘤细胞1及其相互作用蛋在既往研究基础上，确定1β细胞死亡新机制的研究；肿瘤细胞标志物的研究；

及其相互作用蛋白等在中心体的定位和调控中心体稳定性的生物学作用；肿瘤肝细胞分选方法的研确定与β的相互作用以及究； 对β亚细胞定位核／膜肿瘤血管、淋巴内皮细胞相 位，以及蛋白稳定性的影关研究； 响；第 3特异性单抗的制备及体液 进一步阐明肿瘤细胞凋中3检测方法的建立；3相的新机制；一 互作用蛋白的鉴定； 获得几种肿瘤的特异性分研究针对高效应靶分子功能 子标志物；年 的肿瘤选择性复制重组腺病 建立和完善肿瘤肝细胞研毒突变体；相关研究；

究平台；构建功能性抗体库，确定肿小干扰的设计、修饰、合成瘤内皮与肿瘤细胞间的和载体构建； 互作用；建立裸鼠原位乳腺癌模型，完成高效基因治疗载体并探讨其淋巴管研究的方构建和验证的动物模型法； 建立淋巴管研究的体内腺病毒-胸苷激酶基因制剂的究方法。研究内容 预期目标临床试验；肝癌肝转移动物 计划在国内核心期刊上发表模型的构建； 15～20篇论文国外期刊建立和完善食管癌和鼻咽癌 发表10～15篇论文。的组织样品库，包括正常、原位、侵袭和转移的肿瘤。继续1相关研究；肿瘤干细胞模型的建立和癌症干细胞的特异性标志的分析；第探讨干细胞特征性基因在正二 常胚胎干细胞和成体干细与人白血病干细胞中表达年同；探讨肿瘤干细胞（血病、肝癌、食管癌为主

12、蛋白解和2复合物对中心体复制和稳定性的作用；进一步完善干细胞相关研究；关键分子；明确血清中3检测的临床应用可行性；完成重组腺病毒载体生物学研究内容方面的差异；

预期目标特性的体内外研究；通过动物模型体内鉴定功能 完成小干扰抗肿瘤作用的性抗体对肿瘤血管形成、肿 外研究；瘤转移的影响，分析其抗原 建立用于肿瘤转移的模式作为抗肿瘤转移和肿瘤血管 物研究实验室。靶标的潜力。鉴定功能性抗 计划在国内核心期刊上发表体的抗原分子。 肿瘤内皮15～20篇论文国外期刊与肿瘤细胞相互作用促进肿 发表10～15篇论文。瘤细胞转移的相关基因的作用能够分子机理研究。在500例以上结直肠癌病人血清中检测3水平与肿瘤预3蛋白及相关的信号通路研究；研究表达重组抗体的肿瘤选择性复制重组腺病毒突变体。分析分子促进肿瘤细胞侵袭迁移的相关机制。诱导巨噬细胞促进肿瘤细胞侵袭能力研究内容的效应机制。研究重组多肽在和M2巨噬细胞存在时抑制肿瘤细胞侵袭能力的作用。小干扰对相关基因表达的影响；小干扰联合应用对肿瘤细胞增殖的不同影响；在裸鼠原位乳腺癌模型中验证4C对新生淋巴管的诱导作4C瘤组织中巨噬细胞转分化为淋巴内皮细胞；建立模式动物实验室，初步进行相关技术探索；继续建立食管癌和鼻咽癌的组织样品库。

预期目标研究内容 预期目标利用报告基因技术和β下游确定对β转录功能的调控基因的表达分析，确定对β进一步通过动物模型确定在转录功能的调控。在动物研 肿瘤转移中的作用；究模型中，观察的癌基因功 通过体内外干细胞模型筛选能异常引起肿瘤侵袭转移的 针对肿瘤干细胞的治疗现象和分子机制； 物；利用体内、体外癌症干细胞 完善肿瘤淋巴内皮细胞在模型，筛选特异杀伤癌症干 瘤转移中可能作用的理论第 细胞的药物；探讨肿瘤干细 通过新的基因治疗载体与胞和微环境（）的相互作用，入手段的结合提高肿瘤转三并探讨化疗药物对上述相互基因治疗的效果；作用的影响；阐明腺病毒-胸苷激酶基因制年通过动物模型体内鉴定功能剂阻遏肝癌肝转移的作用机性抗体对肿瘤血管形成、肿制。瘤转移的影响，分析其抗原计划在国内核心期刊上发表作为抗肿瘤转移和肿瘤血管20～30靶标的潜力。鉴定功能性抗发表15～20篇论文，其中体的抗原分子；1～2篇影响因子20分以上肿瘤内皮与肿瘤细胞相互作论文。用促进肿瘤细胞转移分子机理研究；研究内容检测4C过表达对淋巴内皮细胞的影响；逃逸的关系；4C表达水平与乳腺癌的临床相关性研究；结合生物信息学，寻找那些有意义的的靶基因，研究其调控机理；进行体液中3来源及生物学意义的研究；继续3促肿瘤转移的机制研究；以脐带间充质干细胞为“通用”细胞载体，靶向输送治疗性病毒载体；用已经建立的靶向肿瘤选择性复制重组腺病毒构建技术，构建针对导致各通路异常的关键“药靶分子”的一系列病毒突变体。在一系列肿瘤转移模型中进行验证（持续三年，至第五年完

预期目标成；

研究内容

预期目标腺病毒-胸苷激酶基因制剂阻遏肝癌肝转移的作用机制研究。结合临床食管癌样本和β类食管肿瘤中表达的相关性以及临床意义；

通过临床样本的验证，确定通路β是介导细胞周期调控因子促进肿瘤转移的重要分子；探讨肿瘤（白血病、食管癌、建立干细胞特异表型与肿瘤第肝癌等）干细胞的特异表型 转移的相关性理论；与肿瘤临床尤其是肿瘤微转 通过临床验证肿瘤标志物的四移、远处转移的相关性； 有效性；质子泵抑制剂或靶向糖酵解 建立以模式动物进行“肿瘤年途径的分子干预，对肿瘤转 转移分子分型”和“检测分移的抑制作用； 子”的生物学效应的评价手1在肝癌病人血清中的临床 段；检测分析，累计达到 1000利用模式动物对新型肿瘤人次左右； 因治疗载体进行验证。研究内容 预期目标功能性抗原分子的基因表达 计划在国内核心期刊上发表谱分析，确定其作为抗肿瘤 20～30篇论文国外期刊转移和血管生成的靶标的潜 发表15～20篇论文，其力； 1～2篇发表于或系列。研究靶基因的生物学功能， 取得3～5项发明专利及在肿瘤血管生成和转移过程中的作用；继续进行3相互作用蛋白及3关性研究；以模式动物在体评价“肿瘤转移分子分型”和“检测分子”的生物学效应；研究抑制肿瘤转移能力与免疫治疗相结合的治疗策略及疗效；小干扰的体内药效学评价，对移植裸鼠的人体肿瘤的生长抑制作用；与化疗合用对肿瘤生长的影响。4C在淋巴管生成与肿瘤转研究内容移过程中的作用机制研究；将有效研究靶点装载至肿瘤特异性复制腺病毒基因治疗载体，或设计相关阻遏物装针对上述有效靶点对模式动物在肿瘤转移中作用进行应用研究。

预期目标在细胞和动物等实验体系来 申请以细胞周期调控分子近一步确定、B