文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 恶性肿瘤侵袭和转移的机理及分子阻遏

恶性肿瘤侵袭和转移的机理及分子阻遏

项目编号:2002CB513100

项目名称:恶性肿瘤侵袭和转移的机理及分子阻遏起止年月:2002年12月-2007年8月

项目首席科学家:

马丁华中科技大学同济医学院

詹启敏中国医学科学院肿瘤研究所

依托部门:教育部、卫生部

经费预算:3000万元

一、研究内容

恶性肿瘤正在成为危害人类健康的第一杀手。据最新流行病学调查资料显示:我国现有癌症病人300多万人,每年死于恶性肿瘤的患者约为130万人,每年有160万到200万新发的恶性肿瘤病例,并以3%的速度递增,给我国人民的生活和健康造成巨大威胁,给社会和家庭带来巨大的压力,一定程度上制约了我国经济的可持续发展。

确切证据表明,90%以上的恶性肿瘤患者最终死于肿瘤转移或复发。侵袭性生长和转移潜能是恶性肿瘤的顽固性和难治性的根本原因。就目前人类对肿瘤的认识水平和常规治疗手段尚无法从根本上清除恶性肿瘤,因此,阐明恶性肿瘤侵袭转移发生的关键机制,建立相应的阻断途径,尤其是在临床上去除原发肿瘤后到转移复发前的有限时限内,建立起一套行之有效的针对性阻断遏制手段尤为重要,也是根治肿瘤的希望所在。

既往肿瘤项目研究多侧重于肿瘤的发病学和病因学,这些探索固然重要,但忽略了恶性肿瘤危害人体健康的具体表现。因此,通过研究恶性肿瘤发展过程中的恶性行为,特别是侵袭和转移的基本生物特征,建立有效的阻遏手段或许更有实用价值。本项目的研究思路是:依据国家控制重大疾病对人类危害的基本国策,选择研究恶性肿瘤恶性表型的生物学特征,探索恶性肿瘤侵袭性生长和转移潜能的分子机理,着重确定肿瘤侵袭、转移的关键调节靶点,从相关基因、功能蛋白及活化因子等层次建立行之有效的分子阻遏手段,在遏制肿瘤危害性方面有所突破。本项目将注重研究恶性肿瘤的分子生物学特征,分析决定肿瘤侵袭和转移的关键要素,并设计针对性阻断手段加以遏制。主要研究内容阐述如下:1.细胞周期调控与肿瘤恶性增殖的关系及机理研究

肿瘤侵袭性生长的最根本原因之一是细胞周期调控机制的破坏。通过研究细胞周期调控与恶性增殖的关系,重点探讨p53、BRCA1在细胞周期G2-M监测点、中心体复制和细胞生长接触性抑制失调的相互关系和分子机理,揭示细胞周期调控机制破坏后基因组稳定性降低和细胞恶性增值的内在规律。

2.细胞凋亡和细胞分化与肿瘤侵袭性生长的关系

细胞凋亡和分化异常与肿瘤发生和侵袭特性密切相关。通过研究细胞凋亡信号通路和分子调节,线粒体及氧化还原信号生物学要素和调节机制,建立肿瘤侵袭的新模型,在肿瘤细胞凋亡和分化研究研究的基础上探索肿瘤治疗(干扰RNA 和Bcl-2抑制剂)和“纠正”异常分化(癌症分化诱导剂及基因治疗)的新途径。

3.新型细胞刺激因子在肿瘤细胞侵袭性生长中的作用及分子机理研究

肿瘤细胞恶性增殖和侵袭性生长与众多的生长因子密切相关。我们将以肝癌细胞侵袭性生长的生物学过程为模型,重点研究肝细胞生成素(HPO)与肝癌侵袭生长能力的关系,及可能的调控机理,并将探讨HPO与肝细胞生长因子及相应受体(C-MET)及转移因子Ets-1、MMP-2的相互关系和可能的生物学功能。

4.肿瘤转移微环境的变化及其与转移器官的相互作用

在肿瘤侵袭性生长与转移的全过程中,机体局部的微环境起着非常重要作用。本项目将立足于研究肿瘤细胞与微环境中的基质和基质细胞之间的相互作用,重点分析LASS2基因及V-ATPase质子泵在肿瘤微环境中对相关蛋白水解酶群体的激活和活性的影响,以及在细胞外基质降解中的作用。

5.肿瘤转移相关基因研究

肿瘤转移是一个多基因参与的复杂生物学过程。肿瘤转移表型的获得与肿瘤转移相关基因的功能状态(激活或失活)密切相关。我们将主要研究新肿瘤转移相关基因TMSG-1和G3BP等的结构功能与分子生物学机制,探索其对肿瘤侵袭性生长和转移能力的影响。

6. 粘附分子在肿瘤转移过程中的作用与机理

细胞粘附、迁移等是肿瘤侵袭、转移的关键过程。本项目将侧重研究介导肿瘤细胞跨血管内皮细胞迁移的关键性粘附分子,探索调节整合素构象变化的肿瘤组织内源性因子机能变化及其分子调控与细胞迁移能力的关系,寻找针对粘附分子配体结合、整合素激活状态以阻断肿瘤转移多个步骤的抑制性药靶途经。

7. SMART克隆肿瘤转移效应基因及靶向阻遏研究

采用SMART技术克隆效应基因;应用组织激光捕获技术从特定侵袭或转移病灶活体肿瘤组织中获得保持生物学功能的目标肿瘤组织和细胞,从肿瘤侵袭转

移功能角度分离灭活效应基因。应用现代分析手段对潜在肿瘤转移抑制基因、阻断蛋白和拮抗因子进行反复遴选,有望成为可供临床应用的肿瘤转移分子阻遏剂。

8. 恶性肿瘤增殖阻遏机制

研究作用于多环节的肿瘤增殖阻遏机制。以肿瘤相关基因、信号转导分子等为靶点,采用转基因、RNA干扰技术和小分子药物设计等手段,阐明肿瘤增殖阻遏分子作用机制,研究单一阻遏和多环节阻遏对恶性肿瘤细胞增殖的异同,阐明肿瘤增殖的多因素和复杂性,为新型肿瘤增殖阻遏剂的研究提供理论基础。

9.肿瘤转移潜伏细胞和微转移病灶的早期诊断及清除

利用SELEX技术和噬菌体随机肽库筛选技术,筛选肿瘤细胞抗原肽特异性亲和配体,用于检测肿瘤微转移灶,并通过DC提呈抗原肽的方法清除体内的微转移灶;将人类V型腺病毒(ADV5)改造成一种特异性攻击肿瘤细胞/肿瘤细胞一个或多个分子靶点的阻断应用平台,从而达到准确、定向清除肿瘤微转移灶的目的。

10. 生物纳米技术用于恶性肿瘤侵袭和转移的分子机理的研究

重要小G蛋白在肿瘤异常信号传导中调控行为研究;利用纳米探针阵列在单细胞水平上研究肿瘤基因表达谱:研究转移性肿瘤细胞在不同发展阶段基因表达谱的差异;应用生物修饰荧光纳米颗粒转移性肿瘤细胞的早期诊断和捕获分离。

二、预期目标

1、总体目标

本项目将以寻找阻断肿瘤转移有效方法、改善肿瘤患者预后、保障人类健康为目标,分析肿瘤恶性表型的基本生物要素和演化过程,揭示肿瘤恶性增殖和侵袭表型与肿瘤转移潜能的内在联系。以严重危害我国人民生命健康的3~4种肿瘤(肺癌、胃肠癌、乳腺癌等) 为对象,从肿瘤侵袭、转移多元调节机制研究入手,提出肿瘤转移阻遏的新思路和新途径,建立阻遏肿瘤转移的有效手段。本项目建

议重点放在研究肿瘤细胞恶性表型和肿瘤转移分子靶点阻断,并在组织体系上建立我国肿瘤转移研究队伍,在瞄准国际发展前沿的基础上,密切结合我国实际情况,争取在第2~3年内建立较完善的实验体系和现代肿瘤转移分析理论,经过5年项目实施,预期在控制肿瘤侵袭、阻断肿瘤转移专项研究中获得若干突破,最终使我国在控制肿瘤侵袭转移的基础和应用研究方面与国际前沿接轨并在国际同领域研究中占据重要的一席之地,加速我国抗肿瘤生物高科技产业的建立和发展。

2、五年目标

在优化现有肿瘤转移动物模型的基础上,建立更科学实用的实验动物模型;发展和建立我国肿瘤转移相关基因文库;改进完善用于本项目分子机理研究(如细胞增殖、凋亡和分化)的技术体系;创建新的一批分析系统和技术支撑平台。建立肿瘤侵袭、转移微环境细胞间信号传递的网络分析系统,通过对肿瘤细胞与细胞内外微环境对话的分析,发现新的信号传导通路和调节位点,确定可能的肿瘤转移干扰阻断靶点。

建立观察肿瘤转移组织器官特异性倾向、转移休眠等肿瘤转移的独特现象的示踪方法,确认血管生成、肿瘤细胞脱落、迁移、侵入脉管、继发器官锚定和生长的关键位点和信号调节网络,为早期干预肿瘤侵袭、转移提供依据和可行方法。

验证可能作为阻断肿瘤侵袭、转移药靶的有效性和临床实用性,从功能效应的角度出发,在分子、细胞、组织和整体水平设置验证分析体系。

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)形式公布,计划在国内外发表学术论文250篇左右,着重在国外核心刊物发表学术论文60篇左右,力争在Science或Nature发表1~2篇论文,申报专利6~8项。并将研究成果有计划纳入国家863新技术和新药开发进程。

培养一批在国际肿瘤学界有竞争力的中青年科学家,造就我国肿瘤侵袭、转移领域学术群体强势,建立我国发展抗肿瘤生物高科技产业的技术平台和试验基

地。

三、课题分解方案

课题1:细胞周期调控与肿瘤恶性增殖的关系及其分子机理

研究内容和目标:通过研究细胞周期调控与恶性增殖的关系,重点探讨p53、BRCA1在细胞周期G2-M监测点、中心体复制和细胞生长接触性抑制失调的相互关系和分子机理,揭示细胞周期调控机制破坏后基因组稳定性降低和细胞恶性增值的内在规律。

承担单位:中国医学科学院肿瘤研究所,中南大学湘雅医学院

课题负责人:詹启敏

主要承担人员:吴旻、宋咏梅、金顺钱、陆士新

经费比例:21%

课题2:细胞凋亡和细胞分化与肿瘤侵袭性生长的关系

研究内容和目标:通过研究细胞凋亡信号通路和分子调节,线粒体及氧化还原信号生物学要素和调节机制,建立肿瘤侵袭的新模型,在肿瘤细胞凋亡和分化研究研究的基础上探索肿瘤治疗(干扰RNA和Bcl-2抑制剂)和“纠正”异常分化(癌症分化诱导剂及基因治疗)的新途径。

承担单位:中国科学院动物研究所、中国医学科学院基础医学研究所、华中科技大学同济医院

课题负责人:陈佺

主要承担人员:章静波、胡俊波,陈英玉

经费比例:7.5%

课题3:新型细胞刺激因子在肿瘤细胞侵袭性生长中的作用及分子机理研究研究内容和目标:将以肝癌细胞侵袭性生长的生物学过程为模型,重点研究肝细胞生成素(HPO)与肝癌侵袭生长能力的关系,及可能的调控机理,并将探

讨HPO与肝细胞生长因子及相应受体(C-MET)及转移因子Ets-1、MMP-2的相互关系和可能的生物学功能。

承担单位:中国人民解放军军事医学科学院放射医学研究所

课题负责人:瞿成奎

主要承担人员:李勇、陆成荣、汪世应、闾军、李长燕

经费比例:6%

课题4:肿瘤转移微环境的变化及其与转移器官的相互作用

研究内容和目标:本课题将立足于研究肿瘤细胞与微环境中的基质和基质细胞之间的相互作用,重点分析LASS2基因及V-ATPase质子泵在肿瘤微环境中对相关蛋白水解酶群体的激活和活性的影响,以及在细胞外基质降解中的作用。

承担单位:上海市肿瘤研究所

课题负责人:覃文新、李锦军

主要承担人员:张萍萍姚明

经费比例:7%

课题5:肿瘤转移相关基因研究

研究内容和目标:肿瘤转移表型的获得与肿瘤转移相关基因的功能状态(激活或失活)密切相关。我们将主要研究新肿瘤转移相关基因TMSG-1和G3BP等的结构功能与分子生物学机制,探索其对肿瘤侵袭性生长和转移能力的影响。

承担单位:北京大学医学部、军事医学科学院基础医学研究所

课题负责人:郑杰

主要承担人员:陆应麟、宁钧宇、刘从容、裴斐

经费比例:5%

课题6:粘附分子在肿瘤转移过程中的作用与机理

研究内容和目标:本课题侧重研究介导肿瘤细胞跨血管内皮细胞迁移的关键

性粘附分子,探索调节整合素构象变化的内源性因子机能变化及其分子调控与细胞迁移能力的关系,寻找针对粘附分子配体结合、整合素激活状态以阻断肿瘤转移多个步骤抑制性药靶途经。

承担单位:军事医学科学院放射医学研究所、中国医学科学院基础医学研究所、第二军医大学东方肝胆外科医院

课题负责人:孙启鸿

主要承担人员:娄晋宁、殷正丰、李亚里、崔玉芳、毛建平、张令强

经费比例:7%

课题:7 SMART克隆肿瘤转移效应基因及靶向阻遏研究

研究内容和目标:应用组织激光捕获技术获得保持生物学功能的目标肿瘤组织和细胞,采用SMART技术从肿瘤侵袭转移功能角度分离灭活效应基因。应用现代分析手段对潜在肿瘤转移抑制基因、阻断蛋白和拮抗因子进行反复遴选,有望成为可供临床应用的肿瘤转移分子阻遏剂。

承担单位:华中科技大学同济医学院、西安交通大学

课题负责人:马丁

主要承担人员:王世宣、宁琴、汪道文、廖国宁、李宗方

经费比例:22%

课题8:恶性肿瘤增殖阻遏机制研究

研究内容和目标:采用转基因、RNA干扰技术和小分子药物设计等手段,阐明肿瘤增殖阻遏分子作用机制,研究单一阻遏和多环节阻遏对恶性肿瘤细胞增殖的异同,阐明肿瘤增殖的多因素和复杂性,为新型肿瘤增殖阻遏剂的研究提供理论基础。

承担单位:中国医学科学院医药生物技术研究所

课题负责人:邵荣光

主要承担人员:甄永苏、殷勤伟、张学、童彤、孙新臣

经费比例:7.5%

课题9:肿瘤转移潜伏细胞和微转移病灶的早期诊断及清除

研究内容和目标:筛选肿瘤细胞抗原肽特异性亲和配体,检测肿瘤微转移灶,并通过DC提呈抗原肽的方法清除体内的微转移灶;将人类V型腺病毒(ADV5)改造成特异性攻击肿瘤细胞/肿瘤细胞分子靶点的阻断应用平台,从而达到准确、定向清除肿瘤微转移灶的目的。

承担单位:华中科技大学同济医学院

课题负责人:冯作化

主要承担人员:周剑峰, 张桂梅,卢运萍

经费比例:7%

课题10:肿瘤转移潜伏细胞和微转移病灶的早期诊断及清除

研究内容和目标:筛选肿瘤细胞抗原肽特异性亲和配体,检测肿瘤微转移灶,并通过DC提呈抗原肽的方法清除体内的微转移灶;将人类V型腺病毒(ADV5)改造成特异性攻击肿瘤细胞/肿瘤细胞分子靶点的阻断应用平台,从而达到准确、定向清除肿瘤微转移灶的目的。

承担单位:湖南大学

课题负责人:王柯敏

主要承担人员:谭蔚泓、黄杉生、李杜、李军

经费比例:10%