本文从以下几个部分展开论述：　　第一部分 Myc与LAT相互激活调节肿瘤发生发展及机制研究　　肿瘤细胞代谢经过重新编程以满足其快速生长和增殖的需求，这种现象被视为肿瘤的新兴特征之一。与正常细胞不同的是，不论氧气是否充足，肿瘤细胞都倾向于将大部分葡萄糖通过糖酵解途径代谢为乳酸，只有小部分葡萄糖最终进入线粒体经三羧酸循环彻底氧化，这种现象被称为有氧糖酵解，也称Warburg效应。肿瘤细胞的这种代谢方式在满足细胞的能量需求外，还能最大限度提供用于合成核苷酸、氨基酸和脂质的底物，同时还生成大量的NADPH，维持细胞内氧化还原稳态。由于进入三羧酸循环的葡萄糖的减少以及中间产物用于生物合成，肿瘤细胞严重依赖谷氨酰胺作为补充以维持三羧酸循环。　　肿瘤细胞代谢重新编程由一系列遗传和环境因素共同调节，其中一个重要的调节因子就是转录因子MYC家族。MYC家族包括c-MYC、MYCN和MYCL，分别编码c-Myc、N-Myc和L-Myc。多种肿瘤中发现有MYC扩增，异常表达的Myc能够促进葡萄糖吸收、糖酵解代谢和乳酸生成，促进谷氨酰胺吸收、分解并进入三羧酸循环。此外，Myc还通过CAD、SHMT和FASN等调节生物大分子合成。　　葡萄糖和谷氨酰胺对肿瘤细胞生长和增殖十分重要，但是肿瘤细胞还需要其他的营养物质。研究表明，氨基酸才是有丝分裂生成新细胞的主要碳源。必需氨基酸（EAAs）在细胞内不能合成，只能依赖外源摄取。EAAs进入细胞后通过转氨基作用提供氮源，还能作为底物用于蛋白质翻译。此外，EAAs对激活雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）信号通路是必不可少的。mTORC1信号通路是细胞整合外源生长信号并激活营养物质代谢的关键通路。L型氨基酸转运体家族（LATs）由LAT1、LAT2、LAT3和LAT4组成，是中性氨基酸尤其是EAAs进入细胞的主要转运体。LATs在很多肿瘤中高表达，并与病人预后呈现负相关，目前已经在前列腺癌和乳腺癌中作为生物标志物。　　目的：　　Myc能够促进肿瘤细胞生长和增殖，其中一个重要机制就是调节细胞代谢。虽然Myc在葡萄糖和谷氨酰胺代谢过程中的作用及机制研究取得很大进展，但是Myc如何协调其他营养物质代谢、满足细胞复杂的代谢需求目前仍然知之甚少。本研究旨在揭示Myc对必需氨基酸代谢的调节作用及机制，分析必需氨基酸在细胞代谢中的作用，探讨靶向必需氨基酸代谢作为肿瘤治疗策略的可能性。　　方法：　　在神经母细胞瘤和Burkitt淋巴瘤中测定Myc对必需氨基酸吸收的影响，筛选被Myc调节的必需氨基酸转运体，并研究其调节机制。同位素标记法和代谢组学检测必需氨基酸转运体对蛋白质翻译和肿瘤细胞代谢的影响。功能缺失或获得实验研究必需氨基酸吸收对肿瘤细胞增殖的影响，在裸鼠中研究必需氨基酸转运体在肿瘤发生发展中的作用。　　结果：　　Myc选择性激活必需氨基酸转运体LAT1和LAT3的转录，从而促进细胞对必需氨基酸的吸收。抑制LAT1或LAT3能显著减慢细胞增殖并诱导细胞凋亡。细胞内必需氨基酸供应不足抑制蛋白质翻译过程，半衰期很短的Myc蛋白质对此极为敏感。细胞代谢组学分析显示抑制LATs显著抑制肿瘤细胞代谢，包括糖酵解和有氧呼吸。Myc与LATs的相互激活调节促进肿瘤的发生发展。LAT1或LAT3的表达水平与神经母细胞瘤病人预后呈现明显的负相关。　　结论：　　Myc与LAT1和LAT3通过必需氨基酸代谢形成调节回路，这种反馈调节显著促进肿瘤发生发展，提示其存在作为肿瘤靶向治疗策略的可能性。　　第二部分 糖原合酶激酶GSK-3β上调N-Myc表达的机制研究　　原癌基因MYC家族是细胞生长、增殖和代谢的重要调节因子。蛋白质（c-Myc、N-Myc和L-Myc）在多种肿瘤中异常表达，其机制包括基因扩增、染色体易位、转录激活及转录后调节失控。通过泛素-蛋白酶体途径降解被认为是细胞控制Myc表达的关键方式之一。包括Fbw7在内的多种E3泛素连接酶参与调节Myc的降解。Fbw7介导的c-Myc降解依赖于磷酸化修饰。c-Myc第62位丝氨酸被磷酸化后被糖原合酶激酶3β（GSK-3β）识别，进而将第58位苏氨酸磷酸化，第62位丝氨酸去磷酸化后被Fbw7识别并泛素化。　　到目前为止，对Myc泛素化降解途径的研究多是以c-Myc作为研究对象，而N-Myc和c-Myc在上述磷酸化后出现不同的后续结果，这说明N-Myc和c-Myc存在本质性差异，二者的调控也存在不同之处。　　目的：　　GSK-3β目前被广泛认为是抑癌因子，能够促进许多重要癌基因如c-Myc、Mcl1和c-Jun等的泛素-蛋白酶体途径降解。但是在神经母细胞瘤细胞中，抑制GSK-3β的表达后N-Myc蛋白质水平显著下降，这说明GSK-3β在结肠癌等肿瘤中抑癌，但是在神经母细胞瘤中则发挥促癌作用。本课题旨在阐明GSK-3β对N-Myc产生差异性调节的分子机制，探究GSK-3β对肿瘤发生发展的作用。　　方法：　　使用特异性shRNA和抑制剂处理神经母细胞瘤细胞，蛋白质免疫印迹和实时荧光定量PCR检测蛋白质表达水平。蛋白质翻译抑制剂CHX处理细胞后检测N-Myc蛋白质稳定性。荧光素酶报告基因法检测MYCN转录调控。流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡。　　结果：　　在神经母细胞瘤细胞中，抑制GSK-3β显著下调N-Myc、Cyclin E1，上调Mcl1蛋白质水平。GSK-3β显著稳定转录因子E2F1，E2F1直接结合MYCN和CCNE1启动子区域并促进MYCN转录。GSK-3β抑制剂显著抑制神经母细胞瘤细胞生长，但是却不引起细胞凋亡。　　结论：　　与促进c-Myc泛素化降解不同，GSK-3β通过稳定E2F1促进MYCN转录进而上调N-Myc表达，在神经母细胞瘤中发挥促癌作用。