服务案例

国家模式与特色实验细胞资源库为肿瘤转移研究提供资源和技术服务

服务时间：2021-01-01/2023-06-01

服务对象和范围：中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）杨巍维研究组、上海交通大学医学院附属胸科医院姚烽教授、中国医科大学第一医院曲秀娟教授。

服务背景和意义：肿瘤转移是癌症治疗的最大问题，也是癌症患者死亡的主要原因。肿瘤转移是一个多步骤的复杂过程，细胞迁移是这种复杂级联反应的关键步骤之一，癌细胞在空间复杂的微环境中需要通过狭窄的空间，如细胞外基质（ECM）的孔隙，ECM纤维、肌肉、神经纤维之间的隧道样轨迹，血管和靶器官的脉管系统。因此了解癌细胞在限制空间中迁移的机制对阻止肿瘤转移的治疗措施开发具有重要的意义。IGFBP家族蛋白能够结合IGF-I和IGF-II，从而调控IGF信号响下游的传导。其中IGFBP1在调控IGF-I信号传导过程中具有重要作用，并影响着细胞增殖、存活、运动、代谢等一系列下游生物学事件。杨巍维组合作研究发现，肿瘤细胞在限制空间迁移的过程中，受机械挤压力的作用，IGFBP1的表达和分泌显著升高；分泌的IGFBP1抑制AKT1介导的线粒体超氧化物歧化酶（SOD2）第27位丝氨酸（S）的磷酸化修饰，进而增强了SOD2抗氧化酶活性；SOD2活性的增强削弱了空间受限的癌细胞中线粒体活性氧（ROS）的积累，从而支持肿瘤细胞在肺组织血管中的生存，并加速小鼠的肿瘤转移。通过对肺癌病人肿瘤组织样本的分析，他们发现转移复发的病人具有更高的IGFBP1表达水平。同时，肺癌病人的血液样本分析结果也表明转移复发的病人血液中分泌的IGFBP1水平也更高。这些结果预示IGFBP1具有作为治疗靶点以及临床诊断指标的潜能。

服务成效：研究团队发现肿瘤细胞在转移过程中面临的空间限制会诱导其发生凋亡，一部分肿瘤细胞可通过分泌胰岛素样生长因子结合蛋白1 （IGFBP1）以抵抗空间限制诱导的细胞凋亡。机制上，IGFBP1通过抑制AKT1介导的SOD2磷酸化来增强SOD2酶活性以清除线粒体中积聚的ROS，从而维持肿瘤细胞在限制空间中的存活并最终促进肿瘤转移。综上，IGFBP1在空间限制性迁移中能够维持细胞存活并促进肿瘤转移，可以通过活化SOD2清除线粒体ROS来促进癌细胞存活和肿瘤转移； IGFBP1或SOD2的抑制能够阻止肿瘤转移，以及肿瘤组织和血清中IGFBP1的水平可以预测肺癌的转移及预后。该项成果以“GFBP1 Sustains Cell Survival during Spatially-Confined Migration and Promotes Tumor Metastasis”为题于2023年6月10日发表在国际学术期刊《Advanced Science》。

服务内容和主要方式：国家模式与特色实验细胞资源库为该项研究的开展提供了人非小细胞肺癌细胞A549、人肝癌细胞SK-HEP-1等重要实验细胞材料，全力支撑其开展肿瘤转移与细胞代谢调控等重大疾病的研究，助力该用户在《Nature Metabolism》、《Cell Research》等期刊发表原创性研究成果。近几年来，本平台以用户需求为导向，及时开展资源的针对性收集和目的性保藏，为重大科学研究和高水平科研成果提供高质量细胞资源和技术支撑。

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