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乳腺癌是全世界女性中最常见的癌症,仅在2015年,我国就有6.9万名妇女死于该疾病,其主要死因是乳腺肿瘤的远端组织扩散,即肿瘤转移。放化疗及靶向治疗对乳腺癌原位肿瘤效果良好,但位于骨骼、肺和脑的转移肿瘤灶往往表现出治疗不敏感并容易形成治疗抵抗。三阴性乳腺癌（Triple Negative Breast Cancer,TNBC）与其他类型的乳腺癌相比,易于复发、产生耐药和转移,且缺乏内分泌治疗靶标。肿瘤再生细胞（Tumor Repopulating Cell,TRC）是具有干性的癌细胞亚群,是造成癌症复发的主要原因。另一方面,化疗药物无法彻底杀死这些细胞,并同时诱发产生耐药性。因此,系统性的研究三阴性乳腺癌肿瘤再生细胞（TNBC-TRC）的分子特性,能提供潜在治疗靶标,为乳腺癌的诊断与治疗提供新的思路与策略。新近研究表明,软三维纤维蛋白基质培养方法能高效并可靠地分离和培养肿瘤再生细胞,并在黑色素瘤,结肠癌和肺癌等研究中得到了很好的应用。内皮细胞特异性分子1（ESM1）,也被称为Endocan,在乳腺癌中过表达,可能在肿瘤进展中起重要作用。本研究一方面我们研究了ESM1对TNBC细胞增殖的影响,并对其调控机制进行了深入研究。另一方面,应用三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231,采用上述软三维纤维蛋白基质培养获得TNBC-TRC,并进行蛋白组和转录组联合检测分析,系统性研究其相关分子特征,并与普通培养的TNBC细胞比较;在组学分析的基础上,进行机制挖掘;另外,我们对TNBC-TRC以及普通培养TNBC的外泌体进行了定性分析。我们的主要研究结果总结如下:1.我们的分析表明,ESM1在TNBC组织和细胞系中过表达,并与不良预后相关。ESM1过表达增加了TNBC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。我们的机制研究进一步揭示了ESM1通过激活依赖于AKT的NF-κB/Cyclin D1通路促进肿瘤细胞增殖。2.软三维纤维蛋白基质培养MDA-MB-231细胞获得TNBC-TRC。与普通培养的MDA-MB-231细胞相比,TNBC-TRC迁移能力、平板克隆能力和成球能力显著性增强。3.应用三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231,针对TNBC-TRC和普通培养的TNBC,应用转录组和蛋白质组检测和分析,系统性研究TNBC-TRC的分子特性,结果表明多个与肿瘤发生、进展及转移相关的分子通路在TNBC-TRC中富集。4.转录组及蛋白质组结果表明NRF2介导的氧化应激通路在TNBC-TRC中显著富集,并且此通路中的铁蛋白FTH1、FTL表达显著性上调。5.应用柠檬酸铁铵增加细胞内铁离子含量,能够显著促进TNBC细胞成球;而应用去铁胺降低细胞内铁离子含量,则显著抑制TNBC细胞成球。6.筛选获得对FTH1、FTL敲降效果最好的si RNA。应用si RNA敲降细胞的铁蛋白表达,能够显著提高TNBC细胞对盐酸阿霉素的敏感性,并降低其成球能力。7.对铁蛋白上下游调控分子机制的探索发现,铁蛋白可以下调KIF18B和BEST1的表达,并且敲低KIF18B和BEST1能够显著提高TNBC细胞对盐酸阿霉素的敏感性,并降低其成球能力。8.蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络的构建和分析,筛选出F2RL2、CSF2、TLR6、CLIC5、NSUN4、APP、VEGFA、EGF、CXCL8、FOS、CDC42、EGR1和AR等13个在TNBC-TRC发展过程中起重要作用并作为候选靶标的关键分子。9.通过对外泌体蛋白的凝胶电泳染色分析,我们发现在MDA-MB-231-TRC细胞的外泌体中,比MDA-MB-231细胞多出了两条蛋白条带,质谱定性检测结果表明这两条蛋白条带主要富集在角蛋白家族、Rab蛋白家族和核糖体蛋白中。我们的研究结果表明多个与肿瘤发生、进展及转移相关的分子通路在TNBC-TRC中富集,其中氧化应激通路中的铁蛋白FTH1、FTL在TNBC-TRC中的表达显著性上调。铁蛋白在TNBC-RTC对化疗药的敏感性以及增殖、迁移和侵袭中起重要作用。铁蛋白及其上下游通路中的分子,可能是治疗TNBC的有效靶标。我们探讨并揭示了ESM1通过激活AKT依赖的NF-κB/Cyclin D1通路促进TNBC细胞增殖的分子机制。本研究加深了对三阴性乳腺癌恶性进展的认知及其相关机制的理解。铁蛋白及其上下游通路中的分子调控三阴性乳腺癌恶性进展的更多机制,以及本项目组学检测和分析发现的其他分子和通路在三阴性乳腺癌恶性进展中的作用和机制,有待进一步深入研究。