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【研究背景】肾细胞癌(RCC)是成人中最常见的肾恶性肿瘤,5年生存率为50-69%。而转移性RCC患者的中位生存期为13个月。瞬时受体电位通道7(TRPM7)是一种广泛表达的具有内在激酶活性的离子通道。大量综述揭示了TRPM7通道激酶在细胞基本过程、生理反应和胚胎发育中的重要作用。越来越多的证据表明TRPM7在包括癌症在内的人类疾病中有异常的表达和/或激活,并在癌细胞的生存、细胞周期进程、增殖、生长、迁移、侵袭和上皮间质转换中发挥着多种功能作用。在最近的研究中,TRPM7被确认为PI3K/AKT、MAPK、ERK 1/2通路的调节因子,调控多种癌基因调节因子和细胞周期基因,其功能可能与人结肠癌、卵巢癌、前列腺癌、乳腺癌、膀胱癌、胰腺癌、鼻咽癌和食管鳞状细胞癌等多种人类癌症有关。截至目前,尚无关于TRPM7和RCC的相关性的报道。本研究旨在通过体外细胞试验和体内小鼠模型探讨TRPM7在RCC中的调控作用和机制,及其信号通路。【研究目的】探讨TRPM7在RCC中的表达及调控作用,进一步探讨其信号通路。【研究方法】1).通过Western blot及Q-PCR检测体外HK-2细胞及RCC细胞的TRPM7表达水平,提出假设。2).功能研究:(1).在人类RCC细胞中沉默或过表达TRPM7,在体外培养观察TRPM7在RCC细胞中的表达情况及其对RCC细胞的活力及增殖能力的影响。(2).通过将沉默TRPM7的RCC细胞和对照组RCC细胞皮下注射到裸鼠的背侧,建立异种移植肿瘤模型,进一步探讨TRPM7在体内对RCC肿瘤增殖及生长的作用。3).机制研究:在RCC细胞中沉默或过表达TRPM7和/或FOXO1,同时加入AKT抑制剂处理,检测转染后RCC细胞的p-AKT,AKT,p-FOXO1及FOXO1表达情况,以及各自处理对RCC细胞的活性及增殖能力的影响,探讨TRPM7、PI3K/AKT信号通路及FOXO1在RCC发生及进展中的相互关系。【研究结果】1).TRPM7在RCC细胞中高表达与正常肾上皮HK-2细胞相比,4种RCC细胞的TRPM7表达水平显著升高。2).TRPM7增强体内外RCC细胞的活性及增殖能力(1).体外细胞实验:与对照组相比,沉默TRPM7的RCC细胞的活性及增殖能力明显减弱,而TRPM7过表达的RCC细胞的活性及增殖能力则明显增强。(2).小鼠体内异种移植肿瘤模型实验:注射沉默TRPM7的RCC细胞的瘤体生长速度明显慢于对照组(P<0.001),瘤体的体积明显小于对照组(P<0.001),瘤体的平均重量也明显低于对照组(P<0.001)。3).TRPM7通过激活AKT信号通路抑制FOXO1转录活性而促进肿瘤细胞的增殖生长磷酸化的FOXO1在TRPM7沉默的RCC细胞中的表达水平显著降低。此外,免疫荧光试验显示,沉默TRPM7后,FOXO1的细胞定位从细胞质进入细胞核,提示沉默TRPM7可以激活FOXO1的转录活性。已知AKT激酶在磷酸化和抑制FOXO1转录活性方面起着关键作用。正如预测的那样,沉默TRPM7降低了磷酸化AKT的表达水平,提示TRPM7是通过激活AKT信号通路而抑制FOXO1的活性。为了证实这些结果,我们在RCC细胞中过表达TRPM7,并用AKT抑制剂(Ly294002)处理,磷酸化AKT和磷酸化FOXO1的表达水平显著降低,而FOXO1的表达水平增高。细胞增殖和克隆形成试验表明,和对照组细胞相比,AKT抑制剂处理后的TRPM7过表达细胞的细胞增殖能力明显减弱。此外,细胞克隆形成实验显示沉默FOXO1可显著降低沉默TRPM7对细胞活力和增殖能力的抑制作用,提示FOXO1在RCC细胞增殖中发挥重要的下游调控作用。综上所述,这些数据表明TRPM7可能部分通过激活PI3K/AKT信号通路,而抑制FOXO1的表达和转录能力,从而促进RCC细胞的增殖生长。【结论】我们的结果提示TRPM7在RCC的发生及进展过程中发挥重要的调控作用,其是通过激活PI3K/AKT信号通路,而抑制FOXO1的表达和转录能力,从而促进RCC细胞的增殖生长。这些发现提示TRPM7在人肾癌的发生、进展中起着重要的作用,使TRPM7可能成为RCC的一个新的治疗靶点。