# Osteogenic Niche Biology in Progression and Endocrine Resistance of Bone Metastases

> **NIH NIH R01** · BAYLOR COLLEGE OF MEDICINE · 2020 · $488,881

## Abstract

Project Summary: 
Anti-­steroid therapy is standard of care therapy for both ER+ breast cancer and for prostate cancer. Both 
cancers metastasize predominantly to bone. Estrogens and androgens are also key mediators of normal bone 
growth, homeostasis, and maintenance of the osteogenic niche in both females and males. Both cancers 
metastasize to the osteogenic/hematopoietic niche in trabecular bone. Accordingly, the early stage bone 
colonization of prostate and ER+ breast cancer may involve similar osteogenic cell-­dependent mechanisms. 
The osteoprogenitor and osteoblasts in the osteogenic niche are regulated primarily by ERα and AR actions in 
both genders.  Deficiencies these receptors often translate into severe pathological bone conditions. Thus, any 
anti-­steroid therapies targeting prostate and ER+ breast cancers will also inevitably affect the 
microenvironment, i.e., the osteogenic niche cells. However, there is a lack of understanding of how anti-­
steroid therapies affect the biology of osteogenic niche cells, and how this affects cancer progression and 
evolution to therapeutic resistance. The Zhang and Rowley laboratories have both developed novel 3D 
osteogenic heterotypical organoid models that addresses human breast and prostate cancer cells interaction 
with human osteogenic cells respectively. Moreover, novel intra-­iliac artery injection and mouse calvaria 
intravital imaging models have permitted the study of direct interactions with the osteogenic niche in trabecular 
bone in vivo.  Preliminary data suggests anti-­steroid therapy may result in a repair phenotype in the osteogenic 
niche that may promote cancer progression and therapeutic resistance. Hence, it is our hypothesis that anti-­
steroid therapy affects the osteogenic niche to a more homeostasis-­repair phenotype that is cancer-­promoting. 
To address this, we propose two Specific Aims.  Specific Aim 1. To address bone osteogenic niche -­ cancer 
interactions in differential steroid and anti-­steroid action conditions using novel 3D osteogenic organoid 
approaches. This Aim will address the relative importance of ERα, ERβ, and AR in mediating estrogen, 
androgen, and anti-­steroid actions in the genesis of a reactive osteogenic niche, how it affects breast and 
prostate cancer biology, and how it alters anti-­steroid therapeutic efficacies. Specific Aim 2. To address 
mechanisms of anti-­steroid (estrogen and androgen) biology in the osteogenic niche and how this affects 
colony initiation and progression of breast and prostate cancer in vivo. Using genetically engineered mouse 
models, novel tumor transplantation approaches and cutting-­edge intravital microscopy, we will examine the 
impact of anti-­steroid treatments on the osteogenic niche in vivo and how it leads to endocrine resistance. The 
overall goal of this multi-­PI proposal is to identify common mechanisms of osteogenic niche biology that affects 
the evolution of breast and prostate metastatic progre...

## Key facts

- **NIH application ID:** 10001465
- **Project number:** 5R01CA221946-03
- **Recipient organization:** BAYLOR COLLEGE OF MEDICINE
- **Principal Investigator:** DAVID R ROWLEY
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $488,881
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2018-09-05 → 2023-08-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10001465

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10001465, Osteogenic Niche Biology in Progression and Endocrine Resistance of Bone Metastases (5R01CA221946-03). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10001465. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*