上皮-间充质转化在胚胎发育、慢性纤维化以及肿瘤侵袭转移中起重要作用。TGFβ是诱导产生EMT的重要细胞因子,但TGFβ等信号通路如何调控EMT的发生和逆转的分子机制尚不清楚。本课题以TGFβ信号通路作为切入点延伸到整个分子信号网络,采用分子、细胞、动物模型以及基因组筛选等方法,对TGFβ信号通路、炎症因子与细胞内外环境如何协同作用,调控EMT的分子机制进行研究,并发现新的EMT调控基因。还将研究EMT过程中细胞极性信号受调控的机制,及其极性蛋白调控下游信号通路的机制,从而获得EMT过程中控制及维持EMT的极性信号通路,以期发现新的EMT标志物及分子阻遏物。我们的研究以期阐明细胞维持上皮细胞特性和抵抗EMT发生的机制,以及探索如何改变相关信号的活性和方向以便逆转已发生的EMT,从而更深入地了解EMT在相关的胚胎发育和疾病发生过程中的重要作用及分子机制,为疾病治疗提供科学依据和分子靶标。
EMT;inflammatory microenviroment;cell polarity;Cell signaling;TGF-β
上皮细胞-间充质细胞转分化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)是指上皮细胞失去表型特异性标志物,发生一系列变化,获得间充质细胞特征的过程。存在EMT现象的生理过程包括胚胎与器官发育、创伤修复、组织再生以及肿瘤侵袭与转移。鉴于EMT在胚胎和成体中的重要作用,深入研究EMT的调控机制具有重要的科学意义。EMT是一个重编程过程,受到细胞内外环境等多种因素的共同调节,如细胞内的信号通路、细胞内环境以及胞外基质等,都对EMT有着重要影响。本项目由三个课题组成,分别从细胞极性信号、炎症环境以及细胞内信号网络(特别是TGF-β信号通路)入手,研究EMT过程发生、发展及逆转的分子机制,从而更深入地了解EMT在相关的胚胎发育和疾病发生、发展过程中的重要作用,为疾病治疗提供科学依据和分子靶标。在课题一的研究中,我们探讨了在EMT过程中发挥重要作用的极性信号通路,详尽地研究了维持细胞极性结构的极性蛋白如AF6(ALL1-fused gene from chromosome 6 protein)等的非经典功能,创新性地揭示了极性信号在EMT转录因子的表达和蛋白稳定性的调控等各个层面上的作用,全面地为理解正常极性信号的稳态平衡在维持上皮细胞正常结构以及EMT/MET过程中的作用提供了理论基础。在课题二的研究中,我们主要利用单侧输尿管结扎(unilateral urinary tract obstruction, UUO)诱导的组织纤维化模型,全面地分析了多种炎症因子和免疫调控因子如何参与EMT过程,充实了微环境如何调控EMT的机理研究,也为EMT过程中的组织损伤和组织纤维化的治疗提供重要的理论依据和实验基础。在课题三的研究中,我们从TGF-β信号通路入手,发现了多个参与TGF-β信号通路的几类全新调节蛋白(如转录因子、出核因子、RNA结合蛋白和极性蛋白),并在绘制详尽TGF-β信号网络的基础上,进一步阐明了它们在EMT过程中行使的功能和揭示了TGF-β信号依赖型和非依赖型的调控机制。最后,我们通过对表观遗传学基因的筛选,深入地研究了一些表观遗传学调控因子参与EMT过程的分子机制。总之,本项目的三个课题在4年间充分交流和互相合作,在EMT研究领域取得了创新性和突破性进展。