PHGDH在谷氨酰胺缺乏条件下对子宫颈癌HeLa细胞生长的影响及其作用机制

目的探讨3-磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)在谷氨酰胺(Gln)缺乏条件下对子宫颈癌HeLa细胞生长的影响及可能的作用机制。方法慢病毒转染子宫颈癌细胞系HeLa细胞沉默PHGDH蛋白的表达,实验分为3组,转染目的基因PHGDH的慢病毒质粒的HeLa细胞为HeLa-sh-PHGDH组,转染阴性对照质粒的HeLa细胞为HeLa-vec组,未转染的HeLa细胞为HeLa组。蛋白印迹法检测转染前后HeLa细胞中PHGDH蛋白的表达;活细胞计数法检测不同浓度Gln作用不同时间后3组HeLa细胞生长的抑制率;二氢乙啶-活性氧(ROS)荧光探针法检测不同浓度Gln作用后3组HeLa细胞的ROS水平;比色法检测不同浓度Gln作用后3组HeLa细胞的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)/还原型NADP(NADPH)比值;生物发光法检测不同浓度Gln作用后HeLa-sh-PHGDH组和HeLa组细胞的谷胱甘肽(GSH)/氧化型GSH(GSSG)比值。结果转染后HeLa细胞中PHGDH蛋白的表达水平显著下降(P<0.05)。与Gln浓度为4 mmol/L时比较,Gln<1 mmol/L作用后HeLa组、HeLa-vec组和HeLa-sh-PHGDH组细胞的生长受到明显抑制(P<0.05),Gln浓度越低抑制作用越明显;且HeLa-sh-PHGDH组细胞生长的抑制率显著高于HeLa组和HeLa-vec组(P<0.05)。转染前HeLa细胞在Gln≤2 mmol/L时细胞内PHGDH蛋白的表达水平明显高于Gln浓度为4 mmol/L时(P<0.05)。与Gln浓度为4 mmol/L时比较,Gln浓度为0 mmol/L时HeLa细胞中ROS水平显著升高、NADP/NADPH比值显著升高、GSH/GSSG比值显著降低(P均<0.05),沉默PHGDH蛋白表达后HeLa细胞中ROS水平进一步升高、GSH/GSSG比值进一步降低(P均<0.05),但NADP/NADPH比值无明显变化(P>0.05)。结论在Gln缺乏的条件下,可诱导HeLa细胞中PHGDH蛋白高表达,通过调节细胞内的氧化还原状态维持细胞生长,为寻找新的子宫颈癌治疗方法提供了理论依据。