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食管鳞状细胞癌(ESCC)是一种地区发病率高、治愈率低、生存率低,且预后差的恶性肿瘤。其代谢、增殖与转移涉及众多信号通路。这些信号通路相互交叉连接,形成复杂的信号通路网,使得食管鳞癌的治疗效果并不如预期。文献表明,通过调节食管鳞癌组织的能量代谢来控制肿瘤细胞的生长,可以作为一种新的肿瘤治疗方法进行探索和研究,对开发新的治疗策略具有非常重要的意义。已有研究表明,不同于正常组织细胞,肿瘤组织细胞无论氧气充足还是缺氧,都采用糖酵解的方式获取能量,即有氧糖酵解。M2型丙酮酸激酶(PKM2)是肿瘤细胞有氧糖酵解过程中最后一步的关键酶,是它将磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)分解为丙酮酸,从而使各种癌细胞获取能量。研究表明,PKM2不仅在肿瘤细胞代谢中发挥重要作用,而且在肿瘤细胞的增殖、转化以及预后中也是重要的信号分子,但是PKM2在肿瘤细胞中被调节的机制有待进一步研究。m TOR信号通路调节细胞功能,影响蛋白质的合成,在多种恶性肿瘤中发现其高度活跃。其下游信号分子可调节多种转录因子影响肿瘤细胞中关键酶的形成。在肝癌和肾脏肿瘤中发现,m TOR可以调节PKM2的表达。所以,设计本课题,观察在食管鳞癌中m TOR信号通路是否可以调节PKM2的表达,以及是否可以以此影响肿瘤细胞的能量代谢。首先通过病理切片的免疫组化染色确定在食管鳞癌中m TOR和PKM2的表达均上调。通过改变m TOR和PKM2的表达量来研究其对食管鳞癌细胞KYSE150能量代谢的影响,证明m TOR可以调节PKM2进而影响食管鳞癌细胞的有氧糖酵解,为开发食管鳞癌新的治疗策略,提供依据和思路。目的:1、研究PKM2对食管鳞癌细胞有氧糖酵解的影响。2、研究m TOR信号通路对食管鳞癌细胞有氧糖酵解的影响。3、研究在食管鳞癌细胞中m TOR通路调节PKM2影响有氧糖酵解代谢的机制。方法:第一部分:食管鳞癌患者组织样本及数据分析为验证食管鳞癌患者组织中PKM2及p-m TOR的表达情况,选取食管鳞癌及非肿瘤食管组织样本各30例,并充分收集患者的临床病理组织及资料进行免疫组化实验,检测PKM2及p-m TOR在食管鳞癌及非肿瘤食管组织中的表达情况。第二部分:PKM2的表达影响食管鳞癌细胞的有氧糖酵解1、检测PKM2下调对食管鳞癌细胞KYSE150葡萄糖消耗和乳酸生成的影响,并与非肿瘤食管组织进行对比。2、过表达食管鳞癌细胞系KYSE150细胞中的PKM2,检测PKM2过表达对食管鳞癌细胞葡萄糖消耗和乳酸生成情况比较的影响。第三部分:抑制或者活化m TOR信号通路对食管鳞癌细胞有氧糖酵解的影响1、m TOR抑制剂雷帕霉素作用于KYSE150细胞,观察其对m TOR信号通路以及对细胞有氧糖酵解的影响。2、下调m TOR抑制基因PTEN对m TOR信号通路以及细胞有氧糖酵解的影响。第四部分:在食管鳞癌KYSE150细胞系中,m TOR通路通过对PKM2的调节影响KYSE150细胞的有氧糖酵解1、m TOR抑制剂雷帕霉素作用于KYSE150细胞对PKM2表达量的影响。2、抑制基因PTEN抑制组对PKM2表达以及细胞糖酵解作用的影响。3、PKM2被敲低后,抑制PTEN基因(即活化m TOR通路)也不能上调食管鳞癌细胞的有氧糖酵解作用。结果:1、m TOR和PKM2在食管鳞癌组织中表达升高。2、PKM2在食管鳞癌细胞代谢中对有氧糖酵解有调节作用。3、m TOR在食管鳞癌细胞代谢中对有氧糖酵解有调节作用。4、在食管鳞癌细胞中m TOR通路通过调节PKM2影响有氧糖酵解。结论:本实验初步阐明PKM2和m TOR在食管鳞癌组织中均呈现高表达状态,m TOR在食管鳞癌细胞中可以调节PKM2,继而影响食管鳞癌细胞的有氧糖酵解,为食管鳞癌的治疗提供了新的策略。