甲基转移酶调节亚基WTAP调控肝癌细胞自噬的分子机制

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肝癌是一种频发的恶性肿瘤,其在全世界范围内的恶性肿瘤相关致死率中位居前列。而我国是一个肝癌高发国家,肝癌的发病率及发病人数都居世界首位,肝癌防控形势十分严峻。细胞自噬是一种在进化上高度保守的胞内降解代谢过程,其在肿瘤细胞中具有双重作用:一方面,细胞自噬可以诱导肿瘤细胞发生自噬性死亡从而抑制肿瘤细胞的增殖;另一方面,细胞自噬也可以保护肿瘤细胞免受化疗药物的影响,从而抑制肿瘤细胞凋亡。因此,通过诱导细胞自噬促进肿瘤细胞死亡、并提高肿瘤治疗效果,揭示肿瘤细胞中自噬发生的分子机制对肿瘤临床治疗中具有重要的理论意义和用药指导价值。N6-甲基腺苷(m~6A)是哺乳动物体内一种非常保守的RNA修饰方式,其是一种动态、可逆的过程,在哺乳动物细胞中具有较高的丰度,同时也在RNA生命周期各个阶段中发挥重要的作用。m~6A与肿瘤发生、发展密切相关,相关研究报道:m~6A可以调控自噬水平进而影响肿瘤的生长。然而,RNA甲基转移酶复合物调节亚基WTAP对肝癌细胞的自噬水平的影响未见相关报道。在本研究中,构建了稳定干扰WTAP表达的肝癌细胞株,从而研究WTAP与细胞自噬之间的关系。选取了两株WTAP高表达的肝癌细胞株BEL-7404和SMMC-7721,干扰WTAP之后,免疫印迹和共聚焦拍照结果表明肝癌细胞中干扰WTAP后能促进细胞自噬的发生水平。为了明确肝癌细胞中WTAP调控细胞自噬的作用靶点,提取WTAP干扰和对照组中的m RNA进行高通量测序,生物信息学分析表明:WTAP干扰组与对照组肝癌细胞相比,AMPK信号通路相关基因表达具有明显差异,而AMPK信号通路是调控细胞自噬的关键信号通路。另外,干扰WTAP后,通过免疫印迹分析对细胞自噬相关蛋白的蛋白水平进行检测,结果发现:p-AMPK蛋白的表达水平显著升高;加入AMPK蛋白抑制剂Compound C作用后,AMPK磷酸化水平下降,细胞自噬水平明显发生抑制。综上所述,这些研究结果表明:干扰WTAP后能促进AMPK的磷酸化,提高细胞自噬水平。LKB1是AMPK上游的一种激酶,为进一步研究m~6A对p-AMPK丰度调控的分子机制,对LKB1转录本及其蛋白产物的丰度进行深入研究。首先,甲基化RNA免疫共沉淀(methylated RNA Immunoprecipitation,Me RIP)实验表明:WTAP干扰后会降低胞内m6A水平。另外,通过实时荧光定量PCR对放线菌素处理后的RNA稳定性进行分析,结果表明:WTAP干扰后能增加LKB1 m RNA的稳定性。免疫印迹结果表明:WTAP干扰后能提高LKB1蛋白的表达水平,从而促进AMPK发生磷酸化促进细胞自噬发生。此外,在经sh WTAP处理的细胞中,干扰LKB1的表达(si LKB1)后,免疫印迹结果表明:在HCC中p-AMPK的表达水平发生降低。3-甲基腺嘌呤(3-MA)是一种能有效阻断自噬体形成的抑制剂。为了进一步证实sh WTAP可以抑制HCC的增殖,对3-MA处理后细胞的进行细胞增殖分析。细胞克隆和CCK8实验结果表明:与sh WTAP组相比,3-MA处理后的细胞数量显著增加,过表达WTAP也促进了肿瘤细胞的增殖。总之,本文研究结果揭示WTAP/LKB1/AMPK信号通路调控肿瘤细胞自噬与增殖。
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