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目的:鞘氨醇激酶-1(sphingosine kinase 1,Sph K1)是维持鞘氨醇-1-磷酸(sphingosine 1-phosphate,S1P)与神经酰胺等鞘脂类分子平衡的重要限速酶,调控肿瘤的进展中扮演着重要角色。近年来的研究表明自噬在肿瘤的发展中起着“双刃剑”的作用。然而,Sph K1对结肠癌细胞自噬的调控和生长的影响及其机制还不明了。本研究旨在探讨在营养缺乏的肿瘤微环境中,Sph K1对体外结肠癌RKO细胞生长的影响及其机制,为寻求更理想的结肠癌治疗方案提供理论支持的依据。方法:体外培养正常结肠粘膜ncm460细胞和结肠癌RKO细胞,待细胞处于对数生长期的时候,收集细胞,提取细胞蛋白。用蛋白印迹实验(Western Blot)检测Sph K1、磷酸化细胞外调节蛋白激酶1/2(p-ERK1/2)、自噬标记物蛋白的相对表达情况。采用平衡盐溶液EBSS分别饥饿处理结肠癌RKO细胞0 h,2 h,4 h,6 h,收集细胞,提取细胞蛋白,用Western Blot法检测饥饿处理RKO细胞不同时间后对p-ERK1/2、自噬标记物蛋白的表达的影响。采用慢病毒颗粒转染人结肠癌RKO细胞,获得稳定株:Sph K1低表达的稳定细胞株Sph K1(-)-RKO,空白病毒感染的稳定细胞株(NCRKO)。选取诱导细胞自噬最明显的饥饿处理时段(4 h),培养Sph K1(-)-RKO和NC-RKO细胞,与在含10%胎牛血清(FBS)条件下培养的NC-RKO细胞进行对比,利用倒置相差显微镜观察各组细胞的生长形态,CCK8实验检测各组细胞的存活率,并且收集细胞,提取细胞蛋白,用Western Blot法检测p-ERK1/2、自噬标记蛋白的表达情况。此外,在EBSS饥饿的条件下,采用特异性的ERK抑制剂U0126(10μM)和自噬抑制剂3MA(10 m M)处理NC-RKO细胞后,用倒置相差显微镜观察细胞生长形态,用CCK8实验检测各组细胞的存活率,并且收集细胞,提取细胞蛋白,用Western Blot法检测p-ERK1/2、自噬蛋白的表达情况。结果:在10%FBS培养的条件下,正常粘膜上皮ncm460细胞和结肠癌RKO细胞中Sph K1蛋白的相对表达量分别是0.096±0.0076、0.3847±0.0075;对应p-ERK1/2蛋白的相对表达量分别是0.1300±0.0075、0.9416±0.0221;自噬标记物LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白的相对表达量分别是1.1277±0.0342、5.0432±0.0572;自噬标记物ATG5蛋白的相对表达量分别是0.0912±0.0053、0.7062±0.01929。与正常结肠粘膜上皮ncm460细胞相比,结肠癌RKO细胞中的Sph K1、p-ERK1/2和自噬标记物LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、ATG5蛋白的相对表达量均明显增加,表明Sph K1、p-ERK1/2和自噬可能参与结肠癌的进展。EBSS饥饿处理RKO细胞不同时段后p-ERK1/2蛋白的相对表达量分别是0.1982±0.0097、0.3130±0.0117、0.6400±0.0394、0.6084±0.0087;对应自噬标志物LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白的相对表达量分别是4.9027±0.0369、4.5221±0.2852、9.8990±1.0804、7.3394±0.8362;自噬标记物ATG5蛋白的相对表达量分别是0.0414±0.0010、0.2613±0.0047、0.3334±0.0049、0.0664±0.0008。表明饥饿能够进一步诱导自噬,而且饥饿4 h后出现自噬高峰。慢病毒转染结肠癌RKO细胞后置于荧光显微镜下观察,对照组和实验组细胞的转染效率均高于85%,持续筛选细胞株后,荧光定量PCR的结果显示,实验组Sph K1m RNA的相对表达量为0.31712±0.0013。表明成功构建了稳定低表达Sph K1的结肠癌RKO细胞。倒置相差显微镜检查显示,与培养于10%FBS的NCRKO细胞比较,EBSS饥饿处理4 h后的NC-RKO和Sph K1(-)-RKO细胞生长均显著抑制。CCK8结果显示,以10%FBS培养的NC-RKO组细胞存活率为对照组,饥饿处理的NC-RKO组细胞存活率为74.6%±0.056,饥饿处理的Sph K1(-)-RKO细胞的存活率为25.3%±0.074。表明饥饿和低表达Sph K1均能降低结肠癌细胞的存活率。Western Blot结果显示,饥饿处理的NC-RKO和Sph K1(-)-RKO的Sph K1蛋白的相对表达量分别是0.3892±0.0311、0.2267±0.1232;对应p-ERK1/2蛋白的相对表达量0.4767±0.0050、0.1018±0.0033;对应LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白的相对表达量1.2292±0.0882、0.4494±0.0162。以上数据表明,Sph K1低表达抑制ERK信号通路,同时抑制结肠癌RKO细胞的自噬,并且能够进一步抑制结肠癌细胞存活。倒置相差显微镜发现,在EBSS饥饿处理4 h的条件下,与NCRKO组比较,NC-RKO+U0126和NC-RKO+3MA组的细胞生长均受抑制;CCK8结果显示,以NC-RKO组为对照,NC-RKO+U0126组的存活率为69.07%±0.065,NC-RKO+3MA组的存活率为55.77%±0.020。Western Blot结果示,EBSS饥饿处理4 h的NC-RKO组、NC-RKO+U0126组和NCRKO+3MA组p-ERK1/2蛋白的相对表达量分别为0.8051±0.0426、0.0327±0.0088、0.7056±0.0221;对应LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白的相对表达量分别为11.2176±1.4054、3.8960±0.3003、1.4803±0.1013。以上数据表明在营养缺乏的肿瘤微环境中,U0126抑制结肠癌ERK信号通路后能抑制结肠癌细胞的自噬和存活,而3MA能够抑制结肠癌的自噬水平和细胞的存活,却不能抑制ERK信号通路。结论:在营养缺乏的肿瘤微环境中,Sph K1下调后能够通过抑制ERK信号通路来抑制自噬从而有效地抑制结肠癌RKO细胞的生长和存活。