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【文献速递574】FOXF2将乳腺癌细胞重新编程为骨转移种子

 生物_医药_科研 2019-07-16

appyingyong

骨转移是最常见的乳腺癌远处转移,80%的晚期乳腺癌患者会发生骨转移。大多数乳腺癌骨转移产生溶骨性骨病变,与各种严重影响患者生活质量的骨并发症相关,并与预后不良有关。临床上预防和治疗骨转移仍然具有挑战性。阐明乳腺癌向骨转移的细胞和分子机制有助于制定预测和管理骨转移的策略。器官特异性转移取决于癌细胞的内在分子特征,称为“预先选择的”种子;通过从原发性和/或播散性癌细胞释放的信号制备的宿主器官中合适的微环境,称为“转移前的生态位”。然而,原发性肿瘤细胞被编程成骨转移种子,以及播散性肿瘤细胞与骨微环境相互作用,在骨内增殖并产生溶骨性骨病损的机制仍有待阐明。

通过异位共表达骨相关基因(BRG)参与骨和骨基质重塑,乳腺癌细胞可以获得类似于骨细胞的骨样特征。我们以前的基因表达谱数据集和乳腺癌原发组织的在线数据集表明,编码间充质转录因子(TF)叉头框F2(FOXF2)的基因与BRG异位共表达。在BRG数据集中,多个基因是FOXF2的候选转录靶标。FOXF2在胚胎发育和组织分化过程中,通过促进间充质细胞的分化,抑制相邻上皮细胞间充质转化,在维持组织稳态中发挥重要作用。FOXF2表达的失调参与了乳腺癌和其他癌症类型的肿瘤发生,发展和转移。FOXF2缺失显著促进基底样乳腺癌(BLBC)的内脏转移。然而,高异位FOXF2表达在乳腺癌细胞中的作用仍有待探索。

文章提供临床和实验证据来说明FOXF2在乳腺癌骨转移中的作用,并揭示乳腺癌细胞的骨样形成和溶骨性骨转移的机制,其中FOXF2通过BMP4/SMAD1信号通路的多效反活化以及在骨分化早期表达的与骨相关的基因,实现上皮细胞向骨样转变(EOT)。研究结果表明,靶向FOXF2-BMP/SMAD轴可能是一种很有前途的骨转移治疗策略。

FOXF2 reprograms breast cancer cells into bonemetastasis seeds

图片来源:文献原文

Bone metastases occur in most advanced breast cancer patients and cause serious skeletal-related complications. The mechanisms by which bone metastasis seeds develop in primary tumors and specifically colonize the bone remain to be elucidated. Here, we show that forkhead box F2 (FOXF2) functions as a master transcription factor for reprogramming cancer cells into an osteomimetic phenotype by pleiotropic transactivation of the BMP4/SMAD1 signaling pathway and bone-related genes that are expressed at early stages of bone differentiation. The epithelial-to-osteomimicry transition regulated by FOXF2 confers a tendency on cancer cells to metastasize to bone which leads to osteolytic bone lesions. The BMP antagonist Noggin significantly inhibits FOXF2-driven osteolytic bone metastasis of breast cancer cells. Thus, targeting the FOXF2-BMP/SMAD axis might be a promising therapeutic strategy to manage bone metastasis. The role of FOXF2 in transactivating bone-related genes implies a biological function of FOXF2 in regulating bone development and remodeling.

FOXF2将乳腺癌细胞重新编程为骨转移种子

骨转移发生在大多数晚期乳腺癌患者中并引起严重的骨骼相关并发症。骨转移种子在原发性肿瘤中发展并特异性定植于骨的机制仍有待阐明。在这里,我们展示了叉头框F2 (FOXF2)作为一种主转录因子,通过多效反活化BMP4/SMAD1信号通路和在骨分化早期表达的骨相关基因,将癌细胞重新编程成骨样表型。由FOXF2调节的上皮-骨样转变赋予癌细胞向骨转移的趋势,从而导致溶骨性骨病变。BMP拮抗剂Noggin显著抑制FOXF2驱动的乳腺癌细胞的溶骨性骨转移。因此,靶向FOXF2-BMP/SMAD轴可能是一种很有前途的骨转移治疗策略。FOXF2在反式激活骨相关基因中的作用暗示了FOXF2在调节骨发育和重塑中的生物学功能。

文献来源

Nature communications, 2019,10(1): 2707. 

备注:浦美医学每周推出一个专题的“文献速递”汇编,如需详细了解内容或全文请联系我们(浦美小编:微信号pumeixiaobian)。文献内容均由浦美医学编译自原文,疏漏之处敬请读者指正。

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