國家癌癥中心發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，乳腺癌是女性群體的最高發(fā)癌癥，已經(jīng)成為當(dāng)前社會的重大公共衛(wèi)生問題。原發(fā)的乳腺癌患者在手術(shù)治療后加以適當(dāng)?shù)姆暖熁蛘呋煟哂休^好的預(yù)后結(jié)果。但是由于乳腺癌細胞喪失了正常的細胞特性，細胞之間的連接變得松散，容易脫落，進入血液系統(tǒng)或者淋巴系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)移，在遠端器官，如肺，骨，肝等器官處形成轉(zhuǎn)移灶，威脅患者生命。因此對于乳腺癌轉(zhuǎn)移方式及其機理的研究意義重大。

　　轉(zhuǎn)移的腫瘤細胞是否發(fā)生上皮細胞向間充質(zhì)細胞的轉(zhuǎn)換一直是腫瘤研究領(lǐng)域的一大熱點。在這個過程中，上皮細胞失去其特有的生物學(xué)特征，例如失去細胞極性，失去與基底膜的連接而被賦予一些間充質(zhì)細胞的特性，細胞形態(tài)呈紡錘形，具有比較強的遷移和侵襲能力，具有抗凋亡和降解細胞外基質(zhì)的能力。

　　傳統(tǒng)的依賴Cre-LoxP的單同源重組譜系示蹤技術(shù)雖然可以在體揭示細胞命運，但很難捕捉腫瘤模型中瞬時的、可逆的EMT過程。在本研究項目中，周斌研究組科研人員基于雙同源重組系統(tǒng)創(chuàng)建無縫隙的譜系示蹤技術(shù)，以自發(fā)性乳腺癌腫瘤模型小鼠MMTV-PyMT為研究對象，利用Kit-CreER來標(biāo)記小鼠乳腺管腔上皮細胞，構(gòu)建用于示蹤EMT的基因敲入小鼠N-Cad-LSL-Dre和Vim-LSL-Dre，利用雙同源報告基因小鼠NR1來同時示蹤發(fā)生過和未發(fā)生過EMT的乳腺腫瘤細胞。

　　研究人員將Kit-CreER;EMTgene-LSL-Dre;NR1（EMTracer小鼠，EMTgene可以是一些公認的間充質(zhì)細胞的分子標(biāo)記，例如Vimentin和N-cadherin）與MMTV-PyMT配在一起，經(jīng)他莫昔芬誘導(dǎo)后，Kit-CreER表達的Cre識別報告基因NR1和EMTgene-LSL-Dre兩個基因上的LoxP位點發(fā)生同源重組。Kit-CreER與報告基因NR1的LoxP發(fā)生重組，使Kit+的上皮細胞被標(biāo)記上綠色熒光蛋白（ZsGreen），可以譜系示蹤Kit+的上皮細胞在乳腺穩(wěn)態(tài)維持中的細胞命運（圖A）。Kit-CreER與EMTgene-LSL-Dre的LoxP發(fā)生重組，使介于兩個LoxP之間的stop序列被切掉，當(dāng)發(fā)生上皮細胞向間充質(zhì)細胞的轉(zhuǎn)換后，EMTgene就會啟動表達，使EMTgene后面的Dre表達出來，與報告基因NR1的Rox發(fā)生同源重組，使報告基因NR1位于兩個Rox位點之間的Rox-LoxP-stop-LoxP-ZsGreen-PolyA-Rox序列被切掉，從而啟動紅色熒光蛋白（tdTomato)的表達，使發(fā)生過EMT的細胞由之前的綠色熒光蛋白（ZsGreen）轉(zhuǎn)變成紅色熒光蛋白（tdTomato)，實現(xiàn)對EMT的監(jiān)測（圖B）。并且，EMTgene-LSL-Dre的stop序列被切掉以后，Dre將持續(xù)表達，盡管EMT過程可以是瞬時的、可逆的，利用EMTracer小鼠可以實現(xiàn)對EMT過程的持續(xù)監(jiān)測，彌補了誘導(dǎo)型CreER在監(jiān)測EMT過程的缺陷。

　　實驗結(jié)果提示，乳腺原位發(fā)生過N-Cadherin依賴的EMT的腫瘤細胞會貢獻形成大部分的肺轉(zhuǎn)移灶，并且將N-Cadherin在乳腺腫瘤細胞中特異性敲除會減少肺轉(zhuǎn)移灶的形成，減弱腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移能力，而乳腺原位發(fā)生過Vimentin依賴的EMT的腫瘤細胞不會貢獻肺轉(zhuǎn)移灶的形成，并且Vimentin全敲的乳腺腫瘤小鼠依然可以形成肺轉(zhuǎn)移灶（圖C）。

　　該研究工作由博士后李燕、博士生呂贊等在周斌研究員的指導(dǎo)下完成，得到復(fù)旦大學(xué)施奇惠教授，暨南大學(xué)蔡冬青教授，Albany大學(xué)吳明福教授，中科院上海營養(yǎng)與健康研究所胡國宏研究員，香港中文大學(xué)呂愛蘭教授，南方醫(yī)科大學(xué)馮景教授及西班牙神經(jīng)研究所Angela Nieto教授等大力協(xié)助。該研究工作得到中國科學(xué)院、國家基金委、科技部、上海市科委、中國博士后科學(xué)基金等經(jīng)費資助。