目的:胃癌是我国常见的消化道恶性肿瘤之一,发病率和死亡率较高,是当前威胁我国人民身体健康的重大疾病。在肿瘤细胞中,能量代谢发生了许多改变,谷氨酰胺(glutamine)是一种重要的代谢底物,可以为迅速增殖中的癌细胞提供充足的碳源、氮源和能量,此外,谷氨酰胺代谢还能参与信号传导,甚至在维持氧化还原稳态等方面都具有重要意义。近年来,肿瘤细胞中谷氨酰胺代谢的改变逐渐引起重视,异常的谷氨酰胺代谢对癌细胞生长增殖的作用成为了代谢方面研究的热点。谷氨酰胺酶(glutaminase,GLS)能够将谷氨酰胺催化分解生成谷氨酸,是谷氨酰胺代谢环节的关键酶,也是限速酶,抑制GLS将会降低谷氨酰胺代谢产生的能量供应,使对谷氨酰胺“上瘾”的一些肿瘤细胞的生长受到影响。因此,本文以正常胃黏膜组织和胃黏膜上皮细胞为对照,观察GLS在胃癌组织和胃癌细胞的表达,并选用GLS的抑制剂CB-839,进一步研究谷氨酰胺及GLS对胃癌细胞生长增殖的影响,以期发现胃癌细胞能量代谢通路的关键点,为胃癌的临床治疗提供实验依据。方法:1)选取正常胃黏膜及胃癌组织标本,采用免疫组化技术检测GLS在组织中的表达情况。2)选择胃癌细胞MGC-803和SGC-7901作为实验对象,以人胃黏膜上皮细胞GES-1作为参照。3)三种细胞设置含2m M谷氨酰胺的RPMI-1640培养液的对照组,不含谷氨酰胺的RPMI-1640培养液的实验组,以谷氨酰胺饥饿实验观察细胞的生长情况,探讨胃癌细胞对谷氨酰胺的依赖作用。4)收集对数期的GES-1、MGC-803、SGC-7901细胞,提取总蛋白,western blot方法检测GLS在细胞中的表达。5)收集对数期的GES-1、MGC-803、SGC-7901细胞,用谷氨酰胺酶活性试剂盒,以分光光度法检测GLS活性。6)设空白对照组,CB-839的1μmol/l处理组,采用MTT比色法检测各组细胞的吸光度,探讨抑制GLS对胃癌细胞SGC-7901、MGC-803和胃黏膜上皮细胞GES-1存活率的影响。7)设空白对照组,CB-839的1μmol/l处理组,采用流式细胞术检测各组的细胞周期,探讨抑制GLS对胃癌细胞SGC-7901、MGC-803和胃黏膜上皮细胞GES-1细胞周期的影响。结果:1)正常胃黏膜及胃癌组织中的GLS表达情况:结果显示,正常胃黏膜组织中的GLS阳性表达率低,而胃癌组织中GLS阳性表达率较高(P<0.05),在30例胃癌组织中19例GLS高表达,其中,11例为低分化胃癌组织,其余均为低-中分化和中分化胃癌组织。2)谷氨酰胺饥饿实验检测胃癌细胞对谷氨酰胺的依赖作用:实验结果显示,MGC-803细胞在培养过程对谷氨酰胺表现出了较高的依赖性,与对照组相比,实验组MGC-803细胞的生长受到了严重的影响,在培养的第3天,出现部分漂浮的细胞,第5天出现大量的漂浮细胞,贴壁细胞状态不良,细胞数量增加缓慢,到了第7天,几乎所有贴壁细胞脱落,呈漂浮状态,表明MGC-803细胞因为缺乏谷氨酰胺,其生长受到了严重的影响(P<0.01);谷氨酰胺缺失对SGC-7901细胞的影响相对较小,与未缺失谷氨酰胺的对照组之间的差异在第7天才表现出来(P<0.05);谷氨酰胺缺失对人胃黏膜上皮细胞GES-1的生长增殖无明显影响(P>0.05)。3)Western blot方法检测每种细胞GLS的蛋白表达:胃癌细胞SGC-7901与胃黏膜上皮细胞GES-1中GLS蛋白表达的差异不显著(P>0.05),而在胃癌细胞MGC-803中存在GLS蛋白的高表达,灰度值是GES-1细胞的两倍(P<0.01)。4)分光光度法检测每种细胞GLS的酶活性:与胃黏膜上皮细胞GES-1相比,胃癌细胞SGC-7901和MGC-803的GLS活性的增高均存在明显的统计学意义(P<0.05)。5)MTT法检测抑制GLS对胃癌细胞SGC-7901、MGC-803和胃黏膜上皮细胞GES-1存活率的影响:三种细胞分别设阴性对照组和加药组,结果显示,GES-1加药组与对照组比较,存活率未发生明显的变化(P>0.05),但是两种胃癌细胞加药组与对照组相比,存活率均发生显著改变,SGC-7901和MGC-803的存活率分别降低到(88.32±5.44)%、(31.63±8.62)%,MGC-803加药组与GES-1加药组相比细胞存活率下降明显(P<0.01)。6)流式细胞术检测抑制GLS对胃癌细胞SGC-7901、MGC-803和胃黏膜上皮细胞GES-1细胞周期的影响:CB-839抑制GLS对GES-1的影响较小,而在胃癌细胞中,MGC-803的细胞周期发生了明显的变化,G0/G1期、S期、G2/M期的比率由51.52%、39.38%、9.10%变成了38.78%、54.62%、6.60%,其中,S期细胞所占比例明显增多(P<0.01),说明CB-839处理后,MGC-803细胞发生了S期阻滞;SGC-7901细胞经CB-839处理后G0/G1期、S期、G2/M期的比率由41.06%、43.58%、15.36%变成了47.10%、42.95%、9.95%,G0/G1期细胞的比例有所增加(P<0.01)。结论:谷氨酰胺酶在胃癌中高表达,胃癌细胞的生长对谷氨酰胺具有依赖性;抑制GLS能影响胃癌细胞的生长和增殖且与细胞的分化程度有关,提示胃癌中存在谷氨酰胺代谢的异常,GLS可能是其潜在的治疗靶点。