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背景:肝癌是全球第六大常见癌症,2020年全球新发病例超过900,000例,死亡率高居癌症致死率第三位。肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)占所有原发性肝脏恶性肿瘤的90%,由于其预后不良死亡率逐年升高,肝细胞癌的发生已经成为一个越来越被重视的国际健康问题。肝细胞癌的预后差、术后生存率低且复发率高、死亡率偏高的主要原因在于其易发生转移。癌细胞的转移、扩散使得癌症在临床上无法达到根治。肿瘤细胞糖代谢的异常为肿瘤转移创造了良好的条件,其显著特征是葡萄糖摄取利用的增加和乳酸的积累量增加。通过改变肝癌细胞的糖代谢对于肝癌治疗有重要意义。表皮调节素(Epiregulin,EREG)是一种表皮生长因子相关分子,EREG异常表达与多种癌症相关。本组前期研究发现:EREG过表达抑制肝癌HCCLM3和Huh7细胞体外迁移和侵袭,而敲降EREG促进细胞迁移和侵袭。研究EREG与肝癌糖代谢的相关性,有助于为肝癌基础研究与治疗提供线索。糖代谢的改变是肿瘤细胞代谢重编程中的重要一环,其分子调控机制并不明确,基于代谢紊乱与肿瘤发生密切的相关性。EREG对肝癌细胞糖代谢的调控作用未见报道,本文研究了其对肝癌细胞糖代谢的调控,并明确了EREG通过PI3K/AKT信号通路影响肿瘤细胞的糖代谢。目的:1.明确EREG水平变化对HCCLM3和Huh7细胞糖代谢的影响;2.检测EREG水平变化对HCCLM3和Huh7细胞糖代谢相关分子HKII、GLUT1、GSK3β的影响;3.探讨EREG调控HCCLM3、Huh7细胞糖代谢的分子机制。方法:1.qRT-PCR法检测EREG在HCCLM3和Huh7中转染效率;2.WB法检测EREG在HCCLM3和Huh7中转染效率;3.GOD-POD法检测EREG水平变化对HCCLM3和Huh7葡萄糖摄取影响;4.乳酸脱氢酶法检测EREG水平变化对HCCLM3和Huh7乳酸生成影响;5.PAS染色法检测EREG水平变化对HCCLM3和Huh7糖原合成的影响;6.WB法检测EREG水平变化对HCCLM3和Huh7细胞PI3K通路,及糖代谢相关分子HKⅡ,GLUT1和GSK3β表达的影响;7.用LY294002抑制PI3K通路,GOD-POD法检测HCCLM3和Huh7葡萄糖摄取;乳酸脱氢酶法检测HCCLM3和Huh7乳酸生成;PAS染色法检测HCCLM3和Huh7糖原合成;WB法检测HCCLM3和Huh7糖代谢相关分子水平变化,以及PI3K通路分子水平变化。结果:1.在m RNA水平检测EREG:EREG稳转细胞株HCCLM3-PCDH-EREG中EREG的表达水平升高138%(P=0.0334),瞬时转染EREG过表达载体使Huh7细胞中EREG m RNA水平显著升高;si RNA转染使HCCLM3和Huh7细胞中EREG的表达分别降低60.9%(P=0.0001)和69.2%(P=0.0011)。2.在蛋白水平检测EREG:EREG稳转细胞株HCCLM3-PCDH-EREG中EREG表达水平升高70.0%(P=0.0008),瞬时转染EREG过表达载体使Huh7细胞中EREG表达水平升高57.7%(P=0.0021),;si RNA转染使HCCLM3和Huh7细胞中EREG的表达分别降低47.7%(P=0.0043)和47.0%(P=0.0005)。3.在瞬时敲降EREG 24h后,HCCLM3和Huh7细胞葡萄糖摄取分别增加27.3%(P=0.0003)和32.4%(P=0.0007),乳酸生成量分别增加35.0%(P=0.0002)和40.5%(P=0.0005);糖原合成反应呈阳性,糖原呈紫红色颗粒状,弥散分布于肝癌细胞胞质内,糖原含量丰富、颗粒清楚、分布均匀,糖原的合成量增加。4.在过表达EREG后,HCCLM3和Huh7细胞葡萄糖摄取分别减少18.1%(P=0.0068)和30.6%(P=0.0013),乳酸生成量分别减少16.5%(P=0.0004)和23.3%(P=0.0007);糖原合成反应较弱,肝癌细胞胞质中糖原含量少、颗粒小且不清晰,糖原的合成量减少。5.在HCCLM3和Huh7细胞中敲降EREG,PI3K表达分别升高78.0%(P=0.0161)和57.0%(P=0.0156),磷酸化蛋白激酶B(p-AKT,phosphorylated protein kinase B)表达分别升高76.7%(P=0.0045)和77.0%(P=0.0180),己糖激酶II(hexokinase II,HKII)分别升高67.7%(P=0.0332)和58.0%(P=0.0048),葡萄糖转运体1(glucose transporters 1,GLUT1)表达分别升高80.3%(P=0.0068)和35.3%(P=0.0169),糖原合成酶激酶3β(glycogen syntheses kinase3β,GSK3β)表达分别降低35.7%(P=0.0030)和48.3%(P=0.0057)。6.在HCCLM3和Huh7中过表达EREG,PI3K表达分别降低54.3%(P=0.0132)和38.3%(P=0.0046),p-AKT表达分别降低55.3%(P=0.0004)和45.3%(P=0.0009),HKII表达分别降低51.7%(P=0.0154)和43.7%(P=0.0006),GLUT1表达分别降低50.3%(P=0.0169)和50.7%(P=0.0452),GSK3β表达分别升高41.7%(P=0.0234)和54.3%(P=0.0097)。7.抑制PI3K后,EREG敲降HCCLM3和Huh7细胞24 h葡萄糖的摄取分别减少24.2%(P=0.0029)和35.9%(P=0.0026);乳酸生成在24 h分别减少25.4%(P=0.0006)和28.9%(P=0.0002)、PAS阳性反应较弱,糖原颗粒浅且少,分布不均匀,糖原含量减少;PI3K表达水平分别降低52.7%(P=0.0007)和47.7%(P=0.0111),p-AKT表达水平分别降低38.0%(P=0.0006)和50.1%(P=0.0031),HKII表达水平分别降低44.7%(P=0.0021)和48.7%(P=0.0009),GLUT1表达水平分别降低49.3%(P=0.0021)和40.7%(P=0.0052),GSK3β表达水平分别增加51.0%(P=0.0106)和66.0%(P=0.0007)。结论:1.EREG敲降促进HCCLM3和Huh7葡萄糖摄取,并促进乳酸的生成和糖原的合成;2.EREG过表达抑制HCCLM3和Huh7葡萄糖摄取,并抑制乳酸的生成和糖原的合成;3.EREG通过PI3K/AKT通路调控HCCLM3和Huh7糖代谢。