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siRNA沉默PKM2抑制人胃腺癌SGC-7901细胞增殖能力和糖酵解水平
背景：M2型丙酮酸激酶（ PKM2）在肿瘤组织中呈特异性高表达，与肿瘤的生长和糖酵解水平密切相关，是潜在的治疗靶点。目的：探讨siRNA沉默PKM2对胃癌SGC-7901细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭以及糖酵解水平的影响。方法：选择未转染SGC-7901细胞、转染空质粒pU6 SGC-7901细胞以及转染PKM2 siRNA的SGC-7901细胞，采用蛋白质印迹法和Real-time PCR检测PKM2 mRNA和蛋白表达；免疫荧光法检测PKM2在细胞内的表达和分布；CCK-8法、流式细胞分析、细胞迁移和细胞侵袭实验检测细胞增殖、凋亡、迁移以及侵袭能力；蛋白质印迹法、分光光度法分别检测葡萄糖转运蛋白-1（Glut-1）、乳酸脱氢酶A（LDHA）蛋白表达以及葡萄糖、乳酸浓度、乳酸脱氢酶（LDH）活性。结果：与其余两组相比，PKM2 siRNA转染组细胞PKM2 mRNA和蛋白表达明显下降（ P<0.05），胞内表达明显减弱，细胞增殖、迁移和侵袭能力明显下降，细胞凋亡明显增加（ P<0.05），Glut-1、LDHA蛋白表达明显下降（ P<0.05），葡萄糖摄取率、乳酸产量、LDH活性明显减低（P<0.05）。结论：RNA干扰能抑制胃癌SGC-7901细胞PKM2 mRNA和蛋白表达，进而抑制胃癌细胞的增殖能力和糖酵解水平。
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癌细胞能量代谢的研究进展
充足的营养和能量供应是癌细胞得以无限增殖、浸润和转移的基础和前提.癌细胞的葡萄糖、氨基酸和脂肪代谢都与正常细胞不同,存在着普遍的能量代谢异常.葡萄糖是癌细胞能量供给的主要来源,癌细胞的葡萄糖转运载体和一些糖酵解的关键酶活性往往增高,线粒体的氧化磷酸化功能受损.有氧糖酵解是癌细胞能量代谢的主要特征,即使在有氧环境下,癌细胞也优先进行糖酵解以获得能量,同时生成大量乳酸；与氧化磷酸化相比较,这是一种低效的能量代谢方式.通过优先进行糖酵解,可为癌细胞细胞器的合成提供原料,具有一定的生理意义.一些基因的异常表达和肿瘤内环境低氧状态是癌细胞优先进行糖酵解的主要原因,糖酵解的关键酶或载体有望成为对恶性肿瘤进行分子靶向治疗的重要靶点.
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磷酸甘油酸变位酶1在肿瘤发生及发展中的作用
磷酸甘油酸变位酶1 (phosphoglycerate mutase 1,PGAM1)作为糖酵解通路的重要酶之一,在多种肿瘤组织中高表达,并且与肿瘤患者预后呈负相关.PGAM1催化糖酵解通路中3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,3-PG)转化生成2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate,2-PG),促进葡萄糖代谢和能量生成.PGAM1通过调节3-PG与2-PG的转化平衡来影响其他代谢通路,参与细胞内生物大分子合成和维持氧化还原稳态,促进肿瘤细胞增殖及转移.PGAM1作为潜在的抗肿瘤靶标,其抑制剂的研发也成为抗肿瘤药物研究热点之一.该文对PGAM1结构、调控、在肿瘤发生及发展中的作用以及PGAM1抑制剂的新研究进展作一综述.
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含溴结构域和ET域蛋白抑制剂对结肠癌细胞哺乳动物雷帕霉素靶蛋白通路和有氧糖酵解的影响
目的 观察抑制含溴结构域和ET域(BET)蛋白能否影响结肠癌细胞的有氧糖酵解,并进一步探讨其影响机制是否通过下调哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路活性实现.方法 选择人结肠癌RKO、LS174T、HCT116细胞株.实验分成DMSO组和JQ1组.DMSO组分别于RKO、LS174T、HCT116细胞株中加入溶媒DMSO处理,JQ1组分别于RKO、LS174T、HCT116细胞株中加入BET蛋白抑制剂JQ1(将1μmol/LJQ1溶于DMSO中)处理,每组每个细胞株设3个副孔.测定两组各细胞株的乳酸含量和计算糖耗量,通过细胞计数观察RKO细胞的增殖密度.为研究JQ1能否协同低糖环境发挥其效应,另取未经处理的HCT116细胞株加入低糖DMEM培养基(葡萄糖浓度6.1 mmol/L)中培养,进行细胞计数.采用Western印迹法测定mTOR下游蛋白表达情况.结果 JQ1组RKO、LS174T、HCT116细胞株的乳酸含量和糖耗量均显著低于DMSO组同细胞株(P值均＜0.01).JQ1组RKO细胞株和LS174T细胞株的细胞计数均显著少于DMSO组(P值均＜0.01).高糖或低糖培养基中,JQ1组HCT116细胞株的细胞计数均显著少于DMSO组(P值均＜0.05).光学显微镜下见,JQ1组RKO细胞增殖密度明显减少.Western印迹法结果显示,JQ1组RKO细胞株mTOR下游蛋白(抗磷酸化的核糖体S6蛋白)、HCT116细胞株mTOR下游蛋白(抗磷酸化的核糖体S6蛋白、抗4E结合蛋白1、抗S6蛋白激酶1蛋白)表达的灰度值均显著低于DMSO组(P值分别＜0.05、0.01).结论 抑制BET蛋白可能通过抑制mTOR通路影响结肠癌细胞有氧糖酵解,从而抑制结肠癌细胞增殖.
关键词： 含溴结构域和ET域蛋白 JQ1 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 结肠癌 有氧糖酵解 -
基于瓦博格效应的肿瘤治疗新策略
综述基于瓦博格效应 (Warburg effect)的肿瘤治疗新策略,包括靶向低氧诱导因子(HIF-1α)信号通路以调控HIF-1α及其下游效应分子水平、 靶向癌基因和抑癌基因以改变癌细胞代谢方式、 直接干预有氧糖酵解以阻断肿瘤细胞能量供应和靶向酸性微环境以抑制肿瘤的侵袭和转移等.瓦博格效应所呈现的癌细胞能量代谢的生化特征改变涉及多基因、多分子和多水平的调控,为肿瘤的靶向治疗提供了契机,靶向有氧糖酵解过程而选择性杀灭肿瘤细胞的治疗策略具有广阔的临床开发和应用前景.
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前列腺癌中 Sp1通过 PKM2途径促进细胞增殖代谢
目的：确定前列腺癌中Sp1通过PKM2途径对前列腺癌细胞的增殖和代谢的作用。方法：前列腺癌细胞株DU145与PC3体外转染Sp1 siRNA与阴性对照无意义核苷酸序列（ NC组），采用葡萄糖检测试剂盒与乳酸检测试剂盒检测转染后有氧糖酵解变化；CCK-8实验检测转染后的细胞增殖；qRT-PCR检测转染后PKM2表达；Western Blotting检测转染后Sp1与PKM2表达。结果：DU145与PC3转染Sp1 siRNA后与NC组比较，剩余葡萄糖显著偏高，乳酸产生显著下降；CCK8实验表明抑制Sp1后能显著抑制前列腺癌细胞的增殖能力；qRT-PCR实验显示抑制Sp1后明显抑制PKM2的表达；Western Blotting 显示转染的Sp1 siRNA对Sp1具有较高的沉默效率，且PKM2的表达也降低。结论：Sp1在前列腺癌细胞株DU145与PC3中可通过直接作用于PKM2促进细胞代谢。
关键词： 前列腺癌 特殊蛋白1 细胞增殖 丙酮酸激酶同工酶M2型 有氧糖酵解 -
LDH5在舌鳞状细胞癌中的表达及其临床意义
目的:探讨LDH5蛋白在舌鳞状细胞癌组织中的表达特点,及其与临床病理和患者生存预后的关系.方法:应用免疫组织化学染色法检测LDH5蛋白在63例舌癌组织标本和16例正常舌黏膜组织标本中的表达.结合患者临床病理资料和随访资料,应用SPSS17.0软件分析LDH5的表达与相关临床病理参数(Fisher精确概率法)以及患者总生存率之间的关系(Kaplan-Meier法).结果:LDH5在部分舌鳞癌组织中呈高表达(33/63,52.38％),与其在正常舌黏膜组织的表达水平相比有显著统计学差异(P＜0.01).LDH5蛋白表达水平与肿瘤大小、颈淋巴结转移、临床分期具有相关性(P＜ 0.05),而与患者的性别、年龄、病理分级、局部浸润等无相关性(P＞0.05).Kaplan-Meier法分析患者总体生存情况结果显示:LDH5高表达组患者的总体生存率明显低于LDH5低表达组患者(P=0.006,Log-rank检验).结论:LDH5在部分舌鳞状细胞癌组织中呈异常高表达,其表达水平与肿瘤的病理学特征及患者预后具有相关性.
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长链非编码RNA在肿瘤细胞糖代谢中的调控作用
糖代谢是哺乳动物基本生化过程之一,糖代谢紊乱与许多人类疾病密切相关.研究发现长链非编码RNA(LncRNA)通过糖酵解酶系、葡萄糖转运体及糖代谢相关信号通路,对肿瘤细胞糖代谢进行重要调控.本文就LncRNA在肿瘤细胞糖代谢中的作用及信号通路作一综述.
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2-脱氧葡萄糖通过降低有氧糖酵解增强白血病K562／ADM耐药细胞对阿霉素的敏感性
目的研究2-脱氧葡萄糖（2-deoxy-D-glucose，2-DG）通过抑制糖代谢增强白血病K562／ADM多药耐药细胞对阿霉素（adriamycin，ADM）敏感性的作用及机制。方法以白血病K562／ADM及其亲本K562细胞为靶细胞模型，MTT法检测细胞增殖活性，葡萄糖、乳酸、己糖激酶测试盒分析葡萄糖消耗量、乳酸生成量和己糖激酶（hexokinase，HK）活性。Western blot 法检测哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）表达和磷酸化（p-mTOR）以及葡萄糖转运体-4（glucose transporter-4，GLUT-4）的表达。结果与亲本K562细胞相比，白血病K562／ADM耐药细胞HK活性、GLUT-4表达水平和有氧糖酵解能力增强。2-DG能够明显抑制K562／ADM及K562细胞的HK活性、葡萄糖消耗量和乳酸生成量，呈时间－浓度依赖性地抑制白血病细胞的增殖活性。低剂量2-DG和 ADM可诱导 K562／ADM细胞mTOR高表达及磷酸化水平增高，但2-DG与ADM联合则可有效对抗ADM诱导的K562／ADM细胞mTOR高表达和磷酸化，并可降低GLUT-4的表达，提高K562／ADM细胞对阿霉素的敏感性。结论2-DG通过竞争性抑制HK活性和抵抗ADM诱发的代偿性mTOR活化，降低GLUT-4表达，有效阻断有氧糖酵解途径而降低K562／ADM耐药细胞的增殖活性、增强其对化疗药物的敏感性。
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恶性肿瘤有氧糖酵解关键酶研究进展
近年来,在世界范围内恶性肿瘤的病死率呈现出逐年升高的趋势,其早期预防、诊断和治疗显得尤其重要.因此恶性肿瘤的临床医学及基础科学研究成为热点领域.恶性肿瘤显著的特征之一是有氧糖酵解,该酵解也称为糖酵解或Warburg效应.大量实验表明,磷酸甘油酸激酶1(PGK1)、乳酸脱氢酶A(LDHA)、丙酮酸激酶M2(PKM2)均为糖酵解过程的关键酶,均受缺氧诱导因子1α(HIF-1α)的调控,且都在促进肿瘤细胞糖酵解水平的过程中发挥重要作用,可能成为潜在的肿瘤诊断和治疗的标志物及靶点.因此,本文就在恶性肿瘤细胞糖酵解过程中受HIF-1α调控的关键酶(PGK1、LDHA、PKM2)的研究现状进行总结,进而深入理解其潜在的重要诊断和治疗价值.
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3-溴丙酮酸抑制人肝癌细胞株糖酵解的研究
目的 观察3-溴丙酮酸(3-BrPA)对人肝癌细胞株糖酵解的影响.方法 不同浓度3-BrPA处理人肝癌细胞HepG2和人正常肝细胞QSG-7701后,细胞活性检测试剂盒(CCK-8)检测细胞存活率,流式细胞仪检测细胞凋亡率,实时荧光定量聚合酶链反应(FQ-PCR)和Western blot检测HepG2和QSG-7701经过3-BrPA处理前后细胞内c-Myc、单羧酸转运蛋白1(MCT1) mRNA和蛋白表达,酶耦联法检测上述细胞葡萄糖吸收、乳酸分泌及细胞内三磷酸腺苷(ATP)含量.结果 细胞存活和凋亡结果显示随3-BrPA浓度增加,细胞生长抑制率和凋亡率随之增高.不同浓度3-BrPA(25、50、75μmol/L)处理HepG2细胞24h后,凋亡率分别为(4.64±2.68)％、(14.57±8.41)％、(40.55 ±23.41)％,对照组0μmol/L下HepG2凋亡率为(5.62±3.24)％,75 μmol/L组与对照组比较差异有统计学意义(P=0.025).在mRNA和蛋白水平上,与QSG-7701比较,HepG2中c-Myc、MCT1均高表达(P=0.001、0.000),且当3-BrPA浓度为75 μmol/L时表达均下降(P=0.041、0.000).糖代谢结果显示当3-BrPA浓度为75 μmol/L时HepG2的葡萄糖吸收、乳酸分泌及细胞内ATP含量均逐渐降低(P=0.035、0.000、0.045),而QSG-7701中无改变(P=0.898、0.841、0.112).结论 3-BrPA通过抑制c-Myc/MCT1表达抑制HepG2的糖酵解,从而抑制HepG2细胞生长、促进细胞凋亡.
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肝再生磷酸酶3参与调控结肠癌细胞有氧糖酵解作用
目的 观察肝再生磷酸酶3(PRL-3)在结肠癌细胞中是否参与调控细胞代谢并促进有氧糖酵解作用.方法 将PRL-3转染入结肠癌LoVo细胞中,检测细胞(1×106个细胞)乳酸代谢的水平;通过实时定量反转录聚合酶链反应(RT-qPCR)检测对应LoVo细胞(1×106个细胞)糖酵解相关酶的表达水平,并通过Western blot进行验证.结果 转染PRL-3的LoVo细胞(LoVo-P)乳酸表达明显高于转染空白质粒的LoVo细胞(LoVo-C)及LoVo细胞([11.9 ±2.7) mol/L比(4.2±1.6) mol/L比(3.7±1.2)mol/L,P＜0.05].而RT-qPCR结果显示LoVo-P细胞的糖酵解关键酶磷酸丙酮酸激酶M2(PKM2)、葡萄糖转运蛋白1(Glut1)、丙酮酸脱氢酶(PDH)表达较LoVo-C升高,并且Western blot验证显示PKM2、Glut1、PDH蛋白表达上升.结论 PRL-3能够调控LoVo细胞的代谢水平,通过促进LoVo细胞有氧糖酵解关键酶表达上调,使肿瘤细胞更好地适应环境.
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6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2同工酶3在胃癌中的表达和意义
目的 检测6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2同工酶3(PFKFB3)在胃癌组织中的表达,分析PFKFB3对胃癌细胞增殖和迁移能力的影响.方法 用实时定量反转录聚合酶链反应(RT-qPCR)方法检测87例胃癌患者癌和癌旁组织中PFKFB3 mRNA表达水平,并用统计学方法分析PFKFB3 mRNA表达水平与临床病理特征的相关性.用小干扰RNA (siRNA)干扰胃癌细胞MGC803中PFKFB3的表达,并用噻唑蓝(MTT)法比较干扰后胃癌细胞增殖能力的改变,Transwell法比较干扰后胃癌细胞迁移能力的改变.结果 87例胃癌患者癌组织中PFKFB3的mRNA水平平均是癌旁组织的2.1倍.胃癌组织中PFKFB3的高表达与脉管内癌栓形成、淋巴结转移和TNM分期明显相关.siRNA干扰胃癌细胞中PFKFB3的表达后,胃癌细胞的增殖能力和迁移能力的明显下降.结论 PFKFB3在胃癌癌发生发展过程中发挥重要作用.
关键词： 胃癌 有氧糖酵解 6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2 细胞增殖 细胞迁移 -
有氧糖酵解与肿瘤的发生发展
0 引言肿瘤是如何形成的?在细胞逐渐恶变的进程中,它们获得了何种具有特征性的生长表型?在2000年
的综述文章中,Hanahan和Weinberg 归纳总结了恶性肿瘤细胞的6个基本特征:即生长信号的自足性;生长抑制信号的不敏感性;逃避细胞程序性死亡(凋亡)机制;无限的复制潜能;持续的血管增生以及组织的侵袭和转移. | -
应用微流控芯片技术探讨膀胱癌细胞Warburg效应及其分子机制
目的：探讨膀胱癌细胞Warburg效应的发生发展及其分子机制。方法：常规培养膀胱癌细胞系 T24细胞，利用微流控芯片技术平台，体外模拟肿瘤细胞生长微环境，分光光度法测定细胞有氧糖酵解的代谢产物尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）的含量变化。结果：成功设计并制作了本研究所用微流控芯片。T24细胞内NADPH含量在一定时间范围内随着细胞培养时间的增加呈下降趋势，提示 NADPH在 T24细胞合成代谢中以还原形式被消耗，经磷酸戊糖代谢途径的生成来源一定程度上受到抑制。结论：T24细胞的代谢形式主要是以有氧糖酵解的形式进行，部分参与磷酸戊糖代谢通路。
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孤独症患者小脑中有氧糖酵解酶的表达
目的 研究孤独症患者小脑中有氧糖酵解酶表达水平及其与孤独症发病的关系.方法 用Western Blotting方法定量检测8例孤独症患者和8名年龄相匹配的对照者尸脑小脑组织中有氧糖酵解酶己糖激酶Ⅰ型及Ⅱ型同工酶(hexokinase isozyme,HK-Ⅰ、HK-Ⅱ)、血小板型磷酸果糖激酶(platelet-type phosphofructokinase,PFKP)、 丙酮酸激酶M型同工酶(pyruvate kinase M isozyme,PKM1/2)、 丙酮酸激酶M2亚型同工酶(pyruvate kinase M2 isoform,PKM2)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase,GAPDH)、丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase,PDH)及乳酸脱氢酶A型同工酶(lactate dehydrogenase A isozyme,LDHA)的表达水平.结果 孤独症患者与对照相比,小脑中PDH表达减少[(0.715±0.342)vs.(1.028±0.203),P=0.043],其他7种有氧糖酵解酶的表达水平组间差异均无统计学意义(P>0.05).结论 孤独症患者小脑中有氧糖酵解途径PDH表达减少,可能参与孤独症的病理过程.
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巨噬细胞迁移抑制因子通过活性氧介导的有氧糖酵解促进肺纤维化
目的 探讨巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)在肺纤维发生发展的作用和机制.方法 20只小鼠被随机分为对照组和肺纤维化模型组,其中模型组气管内滴入博来霉素,30 d后检测肺组织中MIF的水平.用重组人MIF(rMIF)刺激人胚肺成纤维细胞(HLF)细胞,观察活性氧、有氧糖酵解和胶原生成的水平;用活性氧抑制剂、有氧糖酵解抑制剂后,观察rMIF对胶原生成的影响.结果 小鼠肺纤维化肺组织和肺泡灌洗液中MIF水平较对照组显著升高(P<0.05).rMIF可诱导活性氧、有氧糖酵解和胶原增加,并随着rMIF的浓度升高而增加(P<0.05).抑制活性氧后,可抑制rMIF和过氧化氢诱导的有氧糖酵解和胶原增加;抑制有氧糖酵解后,可减少rMIF和活性氧诱导的胶原增加(P<0.05).结论 rMIF参与肺纤维发生发展,其机制可能是通过活性氧上调成纤维细胞有氧糖酵解,促进胶原生成.
关键词： 巨噬细胞迁移抑制因子 肺纤维化 有氧糖酵解 活性氧族 -
脑胶质瘤细胞糖酵解表型特征及对细胞增殖与凋亡的影响
目的 探讨胶质瘤细胞株SHG44糖酵解表型特征及对细胞增殖、凋亡的影响.方法 通过化学模拟法(CoCl2)建立人脑胶质瘤细胞株SHG44体外缺氧模型.Realtime-PCR、Western blot分别检测HIF-1αmRNA、PDKl mRNA、PKM2 mRNA、LDHAmRNA和蛋白的表达;生物发光法检测细胞内ATP值;酶法检测上清中乳酸含量;MTT法检测细胞增殖、流式细胞技术检测细胞凋亡.结果 缺氧条件下,人脑胶质瘤SHG44细胞HIF-1αt和糖酵解酶的mRNA和蛋白表达显著升高,细胞内ATP水平下降、细胞增殖能力减弱、细胞凋亡增加.结论 缺氧能诱使肿瘤细胞出现糖酵解表型特征.肿瘤细胞增殖、凋亡与其代谢特征有关.
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M2型丙酮酸激酶调控肿瘤细胞能量代谢的研究进展
肿瘤细胞未进行高效的氧化磷酸化途径，而是经有氧糖酵解将葡萄糖降解为乳酸并产生ATP，这一现象被称war-burg effect［1］。糖酵解的关键酶丙酮酸激酶（pyruvate kinase， PK）作用于其底物磷酸烯醇式丙酮酸（ phosphoenolpyruvate ， PEP）生成丙酮酸，PK有4种亚型，不同亚型在组织中选择性表达及其动力学特征各不同。 PKM2在肿瘤组织中高表达，其四聚形式与二聚形式之比在肿瘤细胞增殖中具有重要作用。 PKM2活性决定葡萄糖被降解为乳酸或肿瘤细胞增殖所需原料如中间代谢物6－磷酸果糖、3－磷酸甘油醛等。然中间代谢产物1、6－二磷酸果糖［2］、磷酸化［3－5］及癌基因蛋白等均可调控PKM2活性，通过调控PKM2活性抑制或促进肿瘤能量代谢。此外，PKM2入核后可调控基因表达［6－8］。PKM2在肿瘤细胞中独特表达及调控方式使其必将成为研究热点，通过对PKM2研究可为肿瘤治疗提供更多研究方向。
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E2F1与肿瘤代谢重编程的研究进展
细胞周期相关转录因子 E2F-1（E2F transcription factor 1）是细胞周期相关转录因子 E2F 家族成员之一， E2F1的活化可将信号传至核内，推动细胞周期由G1期进入到 S 期，是细胞周期进程中重要的转录因子。近年来研究发现，E2F1除调控细胞周期外也参与肿瘤细胞代谢重编程，在肿瘤的发生、发展中起到重要作用，本文综述了 E2F1与肿瘤代谢重编程特别是有氧糖酵解在肿瘤中的作用以及两者之间的关系的研究进展。
