癌症是当今世界导致人类死亡的主要原因之一。中国癌症患者众多,是世界上的癌症大国。近几年,由于各种内外因素的影响,癌症患者发病呈现低龄化,癌症发生率和死亡率不断飙升。由于癌症缺乏有效的治疗方法、治疗费用高昂,给社会和家庭造成沉重的负担,因此研究肿瘤的形成机制,发现新的治疗靶标以开发经济有效的抗肿瘤药物迫在眉睫。本实验室前期研究发现,人肽脱甲酰基酶(HsPDF)与结直肠癌密切相关,但是HsPDF调控肿瘤的作用机制尚不清楚,所以本课题进一步研究HsPDF促进结直肠癌细胞增殖的机制,为HsPDF作为抗肿瘤靶点提供新的生物学证据。本课题首先检测了不同来源的结直肠癌细胞线粒体中HsPDF的蛋白表达,并对实验室前期构建的HsPDF稳定低表达细胞株进行增殖和迁移的检测,发现HsPDF低表达抑制了结直肠癌细胞HT29的增殖和迁移。运用人磷酸激酶抗体芯片和Western blot技术,分析HsPDF过表达细胞和HsPDF低表达细胞的信号通路激活情况,结果表明结直肠癌细胞HCT116和HT29的生长增殖可能与CREB蛋白和Akt/mTOR信号通路的激活有关。HsPDF是一种线粒体蛋白,因此我们系统性研究了调控HsPDF表达对线粒体形态结构、功能和蛋白表达的影响。通过透射电镜观察细胞线粒体的超微结构,发现过表达细胞HCT116/PDF线粒体数量增多,体积增大,且线粒体嵴发生异常。线粒体是细胞产生ATP的主要场所,我们通过ATP检测试剂盒发现HsPDF过表达诱导结直肠癌细胞生成ATP。使用Seahorse细胞能量代谢分析仪,初步研究HsPDF与结直肠癌细胞线粒体能量代谢的关系,发现HsPDF表达较高的HCT116细胞和HT29细胞氧化磷酸化水平降低,糖酵解水平升高,符合“Warburg effect”。此外对线粒体编码蛋白进行分析发现,ATP8和Cytochrome b的蛋白表达与HsPDF呈正相关。这些结果提示,改变细胞HsPDF的表达影响了线粒体形态、能量生成和蛋白表达,这可能介导了HsPDF对结直肠癌细胞增殖和迁移的调控。本课题发现HsPDF的表达量降低抑制结直肠癌细胞的增殖和迁移,而且HsPDF的表达影响了CREB蛋白磷酸化和Akt/mTOR信号通路以及结直肠癌细胞线粒体形态结构与功能,但具体机制还需深入研究。该研究为揭示HsPDF促进结直肠癌细胞增殖的作用机制、证实HsPDF成为新的药物作用靶标奠定基础,为开发新型抗结直肠癌药物提供新思路。