表没食子儿茶素没食子酸酯对胰腺癌糖酵解及增殖的影响

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目的:胰腺癌在消化系统的恶性肿瘤中比较常见,因为胰腺位置比较隐匿,早期症状并不明显,且易漏诊或误诊,所以,确诊时大多都错过了最佳治疗时期,而且,胰腺癌对放、化疗并不敏感,导致5年生存率低于8%。在我国的胰腺癌患者中,其每年的发病率和死亡率不相上下,均有逐渐上升的态势。与正常细胞不一样的是,恶性肿瘤细胞却比较倾向于通过有氧糖酵解来产生能量,并获得中间代谢物,将这些代谢产物用于其他大分子的生物合成。肿瘤细胞的代谢变化和正常细胞的不同,是癌症的一个重要标志。缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)在糖酵解中起着不可替代的作用。随着HIF-1α的表达,则会出现糖酵解酶己糖激酶(hexokinase,HK)和磷酸果糖激酶(PFK)的表达增多,可以增强糖酵解的活性。癌细胞对糖酵解的依赖主要有两个原因:第一,癌细胞可以在变动的氧张力条件下存活,这对依靠氧化磷酸化(OXPHOS)产生ATP的细胞是致命的。第二,乳酸作为有氧糖酵解的主要最终产物能酸化肿瘤微环境,有利于肿瘤侵袭并抑制抗癌的免疫效应。表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG),是绿茶茶多酚的主要成分,属于儿茶素类单体。临床研究表明,茶多酚不仅有“保健功能”,还具备很好的“药理功能”。本课题主要研究EGCG能否通过抑制胰腺癌的糖酵解及增殖来抑制胰腺癌的发生发展及其抑制机制。方法:1.常氧(5%CO2和95%空气)条件下用EGCG处理人胰腺癌细胞Mia Pa Ca-2和PANC-1四小时,CCK-8法检测EGCG对两种胰腺癌细胞的增殖作用。用葡萄糖、乳酸试剂盒检测上清液中葡萄糖消耗和乳酸生成。2.常氧条件下,EGCG处理Mia Pa Ca-2和PANC-1细胞四小时,用Real-time PCR方法检测葡萄糖转运体1(Glut-1)和糖酵解关键酶PFK-1、HK-Ⅱ、丙酮酸激酶M2(PKM2)和乳酸脱氢酶A(LDHA)的m RNA水平。其中的几个糖酵解相关蛋白包括Glut-1、PFK-1和HK-Ⅱ用Western blotting方法检测。3.用western blotting方法检测EGCG缺氧四小时后,两种胰腺癌细胞HIF-1α的表达。用以下实验探讨EGCG对HIF-1α表达的分子生物学研究:a.用western blotting检测常氧条件下,EGCG处理两种胰腺癌细胞四小时后信号通路PI3K/Akt及MEK/ERK蛋白的表达水平,这些信号通路能刺激HIF-1α的生成。b.用不同浓度的EGCG与蛋白酶体抑制剂(MG132,20μM)共同孵育两种胰腺癌四小时,用western blotting检测常氧条件下,P564、P402羟化HIF-1α的表达水平。c.用EGCG(50μM)处理两种胰腺癌细胞,在缺氧罐中孵育四个小时,紧接着立即加入提前配好的100μg/ml的CHX,在常氧条件下的培养箱中再分别放置0 min、5 min、10 min;迅速清洗细胞废液后,加入RIPA裂解液提取蛋白,用western blotting检测HIF-1α的表达水平,通过观察HIF-1α蛋白的表达水平,来检测HIF-1α的降解速度。4.建立裸鼠荷瘤模型,分为荷瘤对照组和EGCG组,EGCG组给予50 mg/kg的EGCG腹腔注射,对照组给予等体积的PBS腹腔注射,5次/周,共8周,记录裸鼠进食量和体重。实验结束,眼球取血,测量瘤重及其长短经,瘤内细胞凋亡状况通过凋亡染色检测,肿瘤内HIF-1α及靶蛋白和肿瘤内膜受体IR/IGF1R及下游信号通路PI3K/Akt及MEK/ERK的影响用Western blotting方法检测。结果:1.EGCG能抑制Mia Pa Ca-2和PANC-1细胞的增殖,还能减少上清液中葡萄糖的消耗和乳酸的生成。2.EGCG抑制了糖酵解的几个相关因子Glut-1、PFK-1、HK-Ⅱ、PKM2和LDHA的m RNA水平;也抑制了糖酵解相关蛋白Glut-1、PFK-1和HK-Ⅱ的表达水平。3.EGCG能抑制HIF-1α的表达。a.EGCG能抑制HIF-1α的上游信号通路蛋白的表达;b.EGCG能抑制P564、P402羟化的HIF-1α蛋白的表达,表明EGCG在常氧环境中能抑制HIF-1α的生成。c.降解实验表明EGCG能加速HIF-1α的降解。4.体内实验:a.EGCG能抑制裸鼠体内肿瘤的生长;b.EGCG能抑制肿瘤中HIF-1α和下游靶蛋白的表达。c.EGCG能抑制肿瘤中两个膜受体IR/IGF1R及受体后信号通路的蛋白表达。结论:体外研究表明EGCG抑制了胰腺癌细胞的增殖,通过抑制两个受体IR/IGF1R及其下游两条信号通路PI3K/Akt及MEK/ERK和HIF-1α的表达抑制了糖酵解。体内研究表明EGCG能抑制体内肿瘤的生长,还能抑制肿瘤内HIF-1α及靶蛋白和肿瘤内膜受体IR/IGF1R及下游信号通路的蛋白表达。
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