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近年来,乳腺癌已成为世界范围内常见肿瘤之一,在女性癌症病人中发病率及致死率均位居前列,其中原发部位的远处转移是造成病人死亡的首要原因。转移是一个多步骤的过程,主要包括肿瘤细胞从原发部位脱离,进入血管或淋巴管,外渗至其他组织形成转移灶。尽管治疗手段不断提高,但对转移性肿瘤的治疗仍是乳腺癌临床治疗中的主要难题。Osterix(Osx/Sp7)是含有锌指结构的成骨细胞特异的Sp家族转录因子,为成骨细胞分化和骨形成所必需。近年来研究发现,Osx可能参与癌症发生发展的病理进程。本实验室前期的研究表明,Osx在转移性高的乳腺癌细胞中高表达,而在转移性低的乳腺癌细胞中低表达;并在MDA-MB 231细胞中构建了 Osx过表达及敲低的单克隆稳转细胞系。本研究通过Transwell实验发现Osx可以增强乳腺癌细胞的迁移能力;通过小管形成、鸡胚尿囊膜和基质胶栓实验发现Osx可以促进血管生成。同时我们还发现在乳腺癌细胞中Osx可以上调迁移标记物CD44和血管生成关键调节因子VEGF的表达。为了进一步研究Osx促进乳腺癌细胞迁移和血管生成的机制,我们将Osx过表达及和敲低细胞及其相应对照细胞进行了质谱分析,并筛选出一系列差异表达蛋白。其中,S100A4在Osx过表达细胞中表达明显增高,在Osx低表达细胞中表达明显降低。S100A4也被称作转移子,是具有两个EF-手型结构的钙结合蛋白,是S100家族成员之一。S100A4参与多种生理及病理过程,包括细胞的移动、粘附、增殖、侵袭以及血管生成。我们构建了 S100A4表达质粒,将其转染至Osx敲低细胞中,通过Transwell和小管形成实验发现:S100A4过表达后回补了 Osx敲低引起的迁移及血管生成能力的降低;同时还筛选了 S100A4的siRNA有效作用靶点,在Osx过表达细胞中转染S100A4 siRNA后,通过Transwell和小管形成实验发现:将S100A4敲低后降低了 Osx的促迁移及血管生成能力。文献报道,在成骨细胞中VEGF是Osx的直接靶基因。因此我们还将VEGF的siRNA转染至Osx过表达细胞中,通过小管形成实验发现在Osx过表达细胞中干扰VEGF后可显著降低小管形成能力。通过生物信息学分析发现:S100A4的启动子上可能存在Osx结合位点。我们构建了包含不同长度S100A4启动子序列的荧光素酶报告基因质粒,但Luciferase实验结果表明Osx对S100A4的启动子活性无明显影响。我们进一步检测了 Osx对S100A4 mRNA稳定性的影响,结果发现,Osx可以显著增强S100A4的mRNA稳定性。通过构建裸鼠皮下成瘤模型,我们进一步证明了 Osx在体内可以上调S100A4、CD44、VEGF和CD31的表达并促进乳腺癌的迁移和血管生成。最后,我们利用临床标本检测了 99例乳腺癌组织中Osx及S100A4的表达。免疫组化结果显示:在99例病人中,有85例病人Osx高表达(85.9%),其中有59例病人同时高表达S100A4;14例病人Osx低表达(14.1%),其中10例病人同时低表达S100A4。统计分析结果显示,Osx与S100A4在乳腺癌组织中的表达显著相关(p=0.006)。通过以上研究,我们首次发现:Osx高表达促进乳腺癌细胞的迁移及血管生成;Osx通过增加S100A4的mRNA稳定性而上调其表达;Osx通过上调S100A4和VEGF的表达而促进血管发生;在乳腺癌组织中,Osx与S100A4的表达显著相关。以上研究结果提示:Osx是乳腺癌转移的重要调节因子,它可能成为乳腺癌转移预防和治疗的新靶点。