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肿瘤细胞转移是造成乳腺癌病人死亡的主要原因。研究发现由于胞间连接分子E-Cadherin、vimentin等蛋白表达改变导致肿瘤细胞发生上皮细胞状态向间质细胞状态转化，即EMT(epithelial-mesenchymal transition)，进而导致肿瘤细胞转移。EMT相关蛋白表达的调控机制仍然是肿瘤转移研究的关键点。
SIPA1分子(signal-induced proliferation-associated protein 1)是RapGAP蛋白家族的主要成员，已有研究发现SIPA1分子能够调节乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌、口腔鳞状细胞癌、膀胱癌细胞粘附、浸润和转移。前期研究发现Sipa1基因启动子区域CpG岛甲基化水平与其基因的转录和翻译在肿瘤细胞中存在负相关性。Sipa1基因的甲基化水平是否调控癌细胞的转移呢？是通过什么机制导致癌细胞转移呢？
本论文使用DNA甲基转移酶抑制剂5-Aza-CdR处理SIPA1蛋白低表达的乳腺癌细胞MCF7发现Sipa1基因启动子区甲基化状态由高变低，WesternBlotting检测发现SIPA1蛋白表达逐渐升高且对5-Aza-CdR呈现浓度依赖性关系。进一步检测发现SIPA1蛋白表达被上调的同时，vimentin表达上升，E-cadherin表达下降，诱导MCF7细胞EMT发生，进而促进MCF7细胞迁移能力增强。在BT549中敲低SIPA1蛋白表达后，vimentin表达下降，E-Cadherin表达上升，抑制了BT549细胞EMT发生，迁移能力也显著降低。通过荧光定量PCR实验发现SIPA1蛋白可能通过上调EMT相关转录因子TGFB1(transforming growth factor beta 1)和ZEB1(zinc finger E-box binding homeobox 1)的转录，引发EMT发生，进而促进乳腺癌细胞发生迁移。
为了研究乳腺癌细胞更多的迁移机制，本论文进一步研究发现在四种肿瘤细胞中发现自噬标志分子MAP1LC3B(microtubuleassociatedprotein1lightchain3β)蛋白的表达明显不同，且与SIPA1蛋白表达之间存在正相关性。在MDA-MB-231细胞中敲低SIPA1蛋白表达后，总MAP1LC3B蛋白表达水平降低；恢复SIPA1蛋白高表达，总MAP1LC3B蛋白表达水平随之增高。在MCF7细胞中过表达SIPA1蛋白后，总MAP1LC3B蛋白表达水平增加。进一步研究发现SIPA1蛋白可以调控乳腺癌细胞自噬小体的形成。通过蛋白质免疫共沉淀以及双荧光素酶基因报告实验，发现SIPA1蛋白可以结合MAP1LC3B基因启动子，并显著激活MAP1LC3B基因启动子活性；SIPA1蛋白被敲低可以抑制MAP1LC3B基因的启动子活性。自噬抑制剂CQ(Chloroquine)处理可以抑制MDA-MB-231细胞自噬，且在体外和斑马鱼体内的迁移能力明显减弱。
细胞在迁移过程中伴随形态变化，本论文采用原子力超声扫描探针显微镜(atomic force acoustic microscopy，AFAM)对MDA-MB-231细胞和MCF7细胞形态及其亚细胞结构特征进行了成像和分析。首先优化了AFAM细胞成像样品的制备过程，解决了细胞在成像过程中表面结晶的问题；其次，在对MDA-MB-231细胞成像的过程中，优化了AFAM在细胞成像中的探针扫描频率、超声振幅和超声频率，获取了更加清晰的MDA-MB-231细胞图像；通过软件CSPMImager对MDA-MB-231和MCF7细胞的形貌和超声相位图像进行三维重构，发现MDA-MB-231细胞和MCF7细胞表面存在凹陷凸起形态特征差异。
本论文主要针对乳腺癌细胞迁移的分子调节机制及癌细胞形貌和亚结构特征进行研究。首先发现Sipa1基因低甲基化可以上调SIPA1蛋白表达，进而诱导EMT的发生，促进乳腺癌细胞发生迁移；其次发现SIPA1蛋白可以通过结合到MAP1LC3B基因启动子区域，促进其表达来增加细胞自噬进而诱导乳腺癌细胞迁移；最后通过AFAM对乳腺癌细胞超声显微成像及软件CSPMImager的三维重构，发现MDA-MB-231细胞和MCF7细胞表面有很多凹陷凸起形貌特征。这些研究为深入揭示乳腺癌细胞转移机制，研发肿瘤转移抑制药物提供理论支撑，也为细胞成像提供了新方法。
SIPA1分子(signal-induced proliferation-associated protein 1)是RapGAP蛋白家族的主要成员，已有研究发现SIPA1分子能够调节乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌、口腔鳞状细胞癌、膀胱癌细胞粘附、浸润和转移。前期研究发现Sipa1基因启动子区域CpG岛甲基化水平与其基因的转录和翻译在肿瘤细胞中存在负相关性。Sipa1基因的甲基化水平是否调控癌细胞的转移呢？是通过什么机制导致癌细胞转移呢？
本论文使用DNA甲基转移酶抑制剂5-Aza-CdR处理SIPA1蛋白低表达的乳腺癌细胞MCF7发现Sipa1基因启动子区甲基化状态由高变低，WesternBlotting检测发现SIPA1蛋白表达逐渐升高且对5-Aza-CdR呈现浓度依赖性关系。进一步检测发现SIPA1蛋白表达被上调的同时，vimentin表达上升，E-cadherin表达下降，诱导MCF7细胞EMT发生，进而促进MCF7细胞迁移能力增强。在BT549中敲低SIPA1蛋白表达后，vimentin表达下降，E-Cadherin表达上升，抑制了BT549细胞EMT发生，迁移能力也显著降低。通过荧光定量PCR实验发现SIPA1蛋白可能通过上调EMT相关转录因子TGFB1(transforming growth factor beta 1)和ZEB1(zinc finger E-box binding homeobox 1)的转录，引发EMT发生，进而促进乳腺癌细胞发生迁移。
为了研究乳腺癌细胞更多的迁移机制，本论文进一步研究发现在四种肿瘤细胞中发现自噬标志分子MAP1LC3B(microtubuleassociatedprotein1lightchain3β)蛋白的表达明显不同，且与SIPA1蛋白表达之间存在正相关性。在MDA-MB-231细胞中敲低SIPA1蛋白表达后，总MAP1LC3B蛋白表达水平降低；恢复SIPA1蛋白高表达，总MAP1LC3B蛋白表达水平随之增高。在MCF7细胞中过表达SIPA1蛋白后，总MAP1LC3B蛋白表达水平增加。进一步研究发现SIPA1蛋白可以调控乳腺癌细胞自噬小体的形成。通过蛋白质免疫共沉淀以及双荧光素酶基因报告实验，发现SIPA1蛋白可以结合MAP1LC3B基因启动子，并显著激活MAP1LC3B基因启动子活性；SIPA1蛋白被敲低可以抑制MAP1LC3B基因的启动子活性。自噬抑制剂CQ(Chloroquine)处理可以抑制MDA-MB-231细胞自噬，且在体外和斑马鱼体内的迁移能力明显减弱。
细胞在迁移过程中伴随形态变化，本论文采用原子力超声扫描探针显微镜(atomic force acoustic microscopy，AFAM)对MDA-MB-231细胞和MCF7细胞形态及其亚细胞结构特征进行了成像和分析。首先优化了AFAM细胞成像样品的制备过程，解决了细胞在成像过程中表面结晶的问题；其次，在对MDA-MB-231细胞成像的过程中，优化了AFAM在细胞成像中的探针扫描频率、超声振幅和超声频率，获取了更加清晰的MDA-MB-231细胞图像；通过软件CSPMImager对MDA-MB-231和MCF7细胞的形貌和超声相位图像进行三维重构，发现MDA-MB-231细胞和MCF7细胞表面存在凹陷凸起形态特征差异。
本论文主要针对乳腺癌细胞迁移的分子调节机制及癌细胞形貌和亚结构特征进行研究。首先发现Sipa1基因低甲基化可以上调SIPA1蛋白表达，进而诱导EMT的发生，促进乳腺癌细胞发生迁移；其次发现SIPA1蛋白可以通过结合到MAP1LC3B基因启动子区域，促进其表达来增加细胞自噬进而诱导乳腺癌细胞迁移；最后通过AFAM对乳腺癌细胞超声显微成像及软件CSPMImager的三维重构，发现MDA-MB-231细胞和MCF7细胞表面有很多凹陷凸起形貌特征。这些研究为深入揭示乳腺癌细胞转移机制，研发肿瘤转移抑制药物提供理论支撑，也为细胞成像提供了新方法。