Compound 3k治疗骨关节炎:调控氧化应激通路改善软骨细胞糖酵解的作用机制

背景:骨关节炎现已被认为是一种代谢性疾病,既往研究表明糖酵解在骨关节炎的发生发展中起重要作用。Compound 3k作为一种新型糖酵解小分子抑制剂,具有抗炎及抗肿瘤等功效,因此可靶向糖酵解,有望为骨关节炎治疗提供新的思路。目的:基于缺氧诱导因子1α/活性氧的氧化应激通路探究Compound 3k在糖酵解过度活跃所导致的骨关节炎中的作用机制。方法:取对数生长期的ATDC5成软骨细胞,用10 ng/mL白细胞介素1β作用24 h诱导骨关节炎体外细胞模型,以CCK-8法检测不同浓度(0.25,0.5,1,2.5,5,10,15μmol/L)Compound 3k的细胞毒性,选出合适浓度进行后续实验。将软骨细胞随机分为对照组、模型组、治疗组,模型组以10 ng/mL的白细胞介素1β诱导,治疗组以Compound 3k预刺激2 h后与白细胞介素1β共培养,用CCK-8法检测各组细胞增殖情况;用ELISA试剂盒检测各组细胞炎症水平;用试剂盒检测各组细胞活性氧、细胞外乳酸脱氢酶及葡萄糖含量;qRT-PCR及Western blot检测相关炎症因子白细胞介素6、肿瘤坏死因子α及糖酵解相关基因葡萄糖转运蛋白1、甘油醛3-磷酸脱氢酶、单羧酸转运蛋白1和缺氧诱导因子1α的表达水平。结果与结论:①与对照组相比,模型组细胞增殖活性下降、糖酵解水平活跃,表现为细胞外乳酸脱氢酶含量增加(P<0.001),葡萄糖含量减少(P<0.001),相关炎症因子白细胞介素6(P<0.0001)及肿瘤坏死因子α(P<0.001),糖酵解相关基因葡萄糖转运蛋白1(P<0.001)、甘油醛3-磷酸脱氢酶(P<0.001)、单羧酸转运蛋白1(P<0.001)及缺氧诱导因子1α(P<0.001)的表达水平均上调,并伴随氧化应激,活性氧过量产生。②与模型组相比,Compound 3k的治疗有效提高细胞增殖活性,抑制过度活跃的糖酵解水平的同时,抑制了骨关节炎软骨细胞炎症(P<0.001)及糖酵解相关基因的表达(P<0.001),且抑制氧化应激,缺氧诱导因子1α的表达水平下调(P<0.0001),活性氧水平下降。③上述结果证实,Compound 3k抑制了白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症,其机制可能与糖酵解及缺氧诱导因子1α/活性氧介导的氧化应激有关。

青蒿素通过HIF-1α/LDHA通路抑制糖酵解改善肺血管重塑

目的探索青蒿素对野百合碱(MCT)诱导的肺动脉高压(PAH)大鼠血流动力学和血管重塑的作用及分子机制。方法将30只SD大鼠随机分为3组(n=10):对照组、MCT诱导的PAH模型组(MCT组,60 mg/kg)、青蒿素干预组(50 mg/kg)。造模28 d后检测大鼠右心室收缩压(RVSP)、肺动脉平均压(mPAP)、心率及右室肥厚指数(RVHI)评估PAH进展,HE染色及α-SMA免疫组化法观察肺血管形态及肌化情况,并计算肺小动脉中膜厚度百分比(WT%)、血管肌层面积百分比(WA%)及肌化血管比例评估肺血管重塑,real time PCR及Western blot分别检测HIF-1α、LDHA的mRNA和蛋白水平,应用丙酮酸及乳酸测试试剂盒检测丙酮酸、乳酸含量。结果与对照组相比,MCT组大鼠RVSP及mPAP升高,心率增快,RVHI增高(P<0.05);血管壁明显肌化并增厚,WT%及WA%升高,肺小动脉肌化程度显著增高(P<0.05),提示PAH模型构建成功。与MCT组相比,青蒿素干预组大鼠RVSP、mPAP、心率及RVHI均降低(P<0.05),WT%、WA%及肺小动脉肌化程度降低(P<0.05)。与对照组相比,MCT组大鼠肺组织中HIF-1α、LDHA的mRNA及蛋白水平升高,乳酸和丙酮酸的含量、乳酸/丙酮酸比值升高(P<0.05);青蒿素干预组HIF-1α、LDHA mRNA及蛋白水平较MCT组降低,乳酸和丙酮酸的含量、乳酸/丙酮酸比值较MCT组降低(P<0.05)。结论青蒿素可以改善PAH大鼠的血流动力学及肺血管重塑,其机制可能与抑制HIF-1α/LDHA信号通路介导的糖酵解相关。

N-乙酰半胱氨酸对热胁迫香菇菌丝活性氧代谢及糖酵解的影响

为探究外源N-乙酰半胱氨酸(NAC)对热胁迫香菇(Lentinula edodes)菌丝活性氧代谢和糖酵解的影响,本研究以耐热性较弱菌株为供试菌株,设置不同浓度的外源NAC添加至培养基中,于37℃热胁迫处理下筛选出最佳添加浓度。采用此浓度,于37℃下进行热胁迫(胁迫0、6、12、24 h),以及热胁迫后恢复生长(胁迫24 h后于25℃下恢复培养6 h)处理,测定菌丝活性氧代谢和糖酵解相关指标。结果表明,0.1 mmol·L^(-1)为最佳添加浓度。在热胁迫中,与未添加NAC(对照)相比,添加NAC处理超氧阴离子、过氧化氢、蛋白质羰基、硫代巴比妥酸反应物含量的峰值分别显著降低40.94%、41.97%、53.21%、47.62%;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、己糖激酶、丙酮酸激酶活性和还原型谷胱甘肽含量的峰值分别显著提高19.21%、43.98%、12.36%、21.95%、25.42%、54.41%、31.93%。同时,在热胁迫恢复生长中,添加NAC处理的菌丝活性氧物质和氧化损伤产物含量仍显著低于对照,而超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、己糖激酶、丙酮酸激酶活性以及还原型谷胱甘肽含量仍显著高于对照。NAC有效维持了胁迫中菌丝活性氧稳态,使抗氧化酶活性和还原型谷胱甘肽含量保持在较高水平,并减缓氧化损伤程度和进程,加快菌丝糖酵解途径。多因素方差分析表明,NAC主要对还原型谷胱甘肽、硫代巴比妥酸反应物、超氧阴离子含量和己糖激酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活性等指标具有显著效应。本研究结果为外源NAC在热胁迫环境下食用菌中的应用推广提供了新思路。

中医药干预糖酵解治疗脓毒症急性肺损伤研究进展

本文就中医药对糖酵解的干预作用及近年中医药干预糖酵解治疗脓毒症急性肺损伤的概况进行综述,认为目前国内外在该领域,尤其是中医药干预糖酵解方面研究较少,缺乏有力数据支撑,且机制靶点纷杂,缺乏中医理论指导。因此,深入研究中医药干预糖酵解意义重大,以期为脓毒症急性肺损伤的基础研究和临床治疗提供新的思路。

芍药苷通过β-catenin/c-Myc通路抑制有氧糖酵解缓解小鼠脓毒症相关急性肾损伤

目的 探究芍药苷(paeoniflorin,PF)在小鼠脓毒症相关急性肾损伤(sepsis-associated acute kidney injury, SA-AKI)中的作用及机制。方法 采用腹腔注射脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)的方法构建小鼠SA-AKI模型。将24只6~8周龄的雄性C57BL/6J小鼠(体质量为20~25 g),用随机数字表法分为4组(n=6):对照组(Control组);模型组(LPS组),腹腔注射LPS(15 mg/kg);芍药苷组(LPS+PF组),LPS造模前30 min腹腔注射PF(50 mg/kg);β-catenin特异性激动剂BML284组(LPS+PF+BML284组),LPS造模前30 min,先腹腔注射PF(50 mg/kg),再腹腔注射BML284(10 mg/kg)。采用HE染色观察肾脏组织病理变化并进行Paller评分;采用ELISA检测血清肌酐(serum creatinine, Scr)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)和乳酸,以及肾组织己糖激酶2(hexokinase2,HK2)、乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A,LDHA)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和白细胞介素18(interleukin-18,IL-18)的含量;Western blot检测总β-连环蛋白(beta-catenin, β-catenin)、磷酸化β-cateninY654(p-β-cateninY654)、细胞核β-catenin以及c-骨髓细胞瘤癌基因蛋白(c-myelocytomatosis oncogene gene, c-Myc)的表达。结果 与Control组比较,LPS组HE染色显示肾脏组织受损,Paller评分升高(P<0.05),血清Scr、NGAL增加(P<0.05),肾组织HK2、LDHA及血清乳酸等有氧糖酵解指标和IL-1β、IL-18含量增多(P<0.05),肾组织总β-catenin、p-β-cateninY654、细胞核β-catenin以及c-Myc表达上升(P<0.05)。与LPS组相比,LPS+PF组HE染色显示肾脏组织损伤减轻,Paller评分下降(P<0.05),血清Scr、NGAL降低(P<0.05),肾组织HK2、LDHA及血清乳酸等有氧糖酵解指标和IL-1β、IL-18含量减少(P<0.05),肾组织总β-catenin、p-β-cateninY654、细胞核β-catenin以及c-Myc表达下调(P<0.05)。与LPS+PF组比较,LPS+PF+BML284组HE染色显示肾脏组织受损加重,Paller评分升高(P<0.05),血清Scr、NGAL增加(P<0.05),肾组织HK2、LDHA及血清乳酸等有氧糖酵解指标和IL-1β、IL-18含量增多(P<0.05),肾组织总β-catenin、p-β-cateninY654、细胞核β-catenin以及c-Myc表达上升(P<0.05)。结论 PF可以缓解SA-AKI,其机制可能是通过抑制β-catenin/c-Myc通路,降低肾组织有氧糖酵解水平和炎症反应。

基于生物信息学的胃癌关键糖酵解相关差异表达基因的鉴定及预后模型的构建

目的应用生物信息学工具探索糖酵解相关基因(glycolysis-related genes,GRGs)在胃癌中的表达及基于其所构建的风险评分模型与胃癌患者预后的关系。方法从癌症基因组图谱(the cancer genome atlas,TC-GA)数据库下载胃癌组织转录组和临床特征数据。从基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)数据库中获得GRGs集。使用limma包来识别胃癌组织中差异表达的GRGs。使用单因素Cox回归分析筛选预后相关的GRGs,应用LASSO回归分析构建基于GRGs的预后预测模型。根据Cox回归分析确定的独立预后危险因素构建Nomogram图。最后,分析22种浸润性免疫细胞与GRGs、风险评分模型相关性。结果鉴定出21个差异表达的GRGs,其主要富集在酒精代谢过程和酪氨酸代谢途径。利用LASSO和Cox模型筛选出5个预后相关的糖酵解基因(ADH1B、ADH4、CLDN9、VCAN及LHX90),构建预测胃癌预后风险评分模型。低风险评分的胃癌患者总生存时间明显优于高风险评分的胃癌患者,ROC曲线分析显示该模型预测胃癌患者1年、3年及5年生存期曲线下面积(area under curve,AUC)值分别为0.602、0.680和0.802,发现该模型预测患者生存期的效能优于肿瘤分期及分级。单因素和多因素Cox分析显示构建的模型、患者的年龄、性别及肿瘤分期、分级是胃癌患者独立预后因素。基于独立危险因素构建了用来预测胃癌患者生存Nomogram图。最后,发现CD8 T细胞和辅助性滤泡T细胞比例在高危组中明显降低,而M0型和M2型巨噬细胞比例在高危组中明显高于低危组。辅助性滤泡T细胞与ADH1B表达水平、VCAN表达水平和风险评分呈负相关。M2型巨噬细胞与VCAN表达水平和风险评分呈正相关。结论研究筛选出胃癌预后相关的5个GRGs构建的模型可作为评估胃癌患者预后的可靠工具,为胃癌提供潜在的糖酵解治疗靶点。

糖酵解参与间充质干细胞功能调控的研究进展

间充质干细胞(MSC)来源广泛,具有多向分化潜能和免疫调控能力,在细胞工程学和组织工程学领域广泛应用。糖酵解作为能量代谢的一种途径,在MSC的功能调控过程中发挥重要作用。一方面,糖酵解可以为MSC的增殖、分化、免疫等功能活动提供能量;另一方面,糖酵解过程中的相关酶以及糖酵解的产物也参与MSC的功能调控过程。深入研究糖酵解在MSC功能调控中的作用机制,可以使其在细胞工程学以及组织工程学领域发挥更大的作用。

萝卜硫素通过调节ALOX5/NF-κB信号通路调控巨噬细胞糖酵解抑制糖尿病肾病进展

目的探讨萝卜硫素(SFN)调节花生四烯酸5-脂氧合酶基因(arachidonic acid 5-lipoxygenase,ALOX5)/核因子kappa B(NF-κB)信号通路调节巨噬细胞糖酵解对糖尿病肾病(DN)进展的影响。方法生物信息学分析SFN治疗DN的靶基因。使用30 mmol/L高葡萄糖(HG)处理人近端肾小管上皮细胞系(HK-2细胞)诱导体外DN模型。将HK-2细胞分为如下组:正常糖(NG)组、HG组、HG+SFN(3 mmol/L)组、HG+ALOX5组、HG+SFN(3 mmol/L)+ALOX5组、HG处理的巨噬细胞+HK-2细胞组、HG+SFN(3 mmol/L)处理的巨噬细胞+HK-2细胞组、HG+ALOX5转染处理的巨噬细胞+HK-2细胞组、HG+SFN(3 mmol/L)+ALOX5转染处理的巨噬细胞+HK-2细胞组。CCK-8检测细胞活力,原位末端脱氧核苷酸转移酶标记(TUNEL)法检测细胞凋亡;葡萄糖和乳酸试剂盒检测各组细胞中葡萄糖和乳酸水平;Western blot检测各组细胞中ALOX5、NF-κB以及糖酵解相关蛋白己糖激酶-2(HK2)、丙酮酸激酶M2(PKM2)、葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)的表达;使用链脲佐菌素(STZ)构建DN小鼠模型,DN小鼠给与SFN(0.5 mg/kg)治疗;检测小鼠各项生化指标,HE染色检测肾组织病理变化;Western blot检测小鼠肾脏巨噬细胞中糖酵解相关蛋白己糖激酶-2(HK2)、丙酮酸激酶M2(PKM2)、葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)的表达。结果生物信息学分析结果显示ALOX5是SFN治疗DN的靶基因。与HG组相比,SFN处理增强HK-2细胞活力并抑制细胞凋亡(P<0.05);同时,SFN处理抑制HG诱导的巨噬细胞糖酵解相关蛋白的表达,减弱巨噬细胞介导的HK-2细胞损伤(P<0.05);Western blot结果表明SFN抑制ALOX5和NF-κB的表达(P<0.05);小鼠实验结果显示,SFN治疗改善DN小鼠肾功能和肾组织病理学改变,抑制肾组织中巨噬细胞糖酵解相关蛋白的表达(P<0.05)。结论SFN通过抑制ALOX5/NF-κB信号通路抑制巨噬细胞糖酵解从而改善DN进展。

RBMX通过下调PKM2抑制膀胱癌细胞的增殖、迁移、侵袭和糖酵解

目的探讨X连锁RNA结合基序蛋白(RBMX)对膀胱癌细胞(1376细胞和UC-3细胞)的增殖、迁移、侵袭的影响以及其在糖酵解中的作用。方法采用慢病毒表达系统和siRNA干扰技术,分别构建RBMX过表达和敲低的膀胱癌细胞模型(1376细胞和UC-3细胞)。采用RT-qPCR和Westernblotting分别在mRNA水平和蛋白水平上检测细胞模型是否构建成功。通过EdU增殖实验和克隆形成实验检测过表达和敲低RBMX后细胞的生长和集落形成能力,同时通过Transwell实验分析过表达和敲低RBMX后对细胞迁移、侵袭能力的影响;随后,采用Westernblotting检测过表达和敲低RBMX后糖酵解关键蛋白PKM1(M1型丙酮酸激酶)和PKM2(M2型丙酮酸激酶)的表达变化;最后,利用葡萄糖和乳酸检测试剂盒分析过表达和敲低RBMX对膀胱癌细胞糖酵解的影响。结果RT-qPCR和Westernblotting结果显示,过表达RBMX膀胱癌细胞的mRNA和蛋白表达水平显著高于阴性对照组(P<0.05),敲低RBMX膀胱癌细胞的mRNA和蛋白表达水平显著低于阴性对照组(P<0.05)。过表达RBMX明显抑制膀胱癌细胞的增殖、克隆形成、迁移和侵袭,敲低RBMX则作用相反。Westernblotting实验结果显示,过表达RBMX使PKM1表达上升,PKM2表达下降,敲低RBMX则作用相反。葡萄糖消耗及乳酸生成实验表明,过表达RBMX均能抑制膀胱癌细胞葡萄糖消耗及乳酸生成(P<0.05),敲低RBMX均能促进膀胱癌细胞葡萄糖消耗及乳酸生成(P<0.05)。结论RBMX通过下调PKM2抑制膀胱癌的发生发展和糖酵解能力,有望成为膀胱癌诊断和治疗的潜在分子靶标。

“己糖碳链等分”教学法在糖酵解教学中的应用

糖酵解是生物化学课程教学中有关葡萄糖代谢的重点内容之一,也是微生物学、海洋生物学、动物学、细胞生物学、生物工程学等相关专业教学中所涉及的难点内容之一。糖酵解途径十分复杂,有10个反应步骤,参与的酶多,中间产物多,既消耗ATP又合成ATP。在现有教学中,教师们通常按照糖酵解的反应步骤依次讲解(本文称顺序教学法,简称顺序法),导致教与学的效果不太理想。本研究聚焦糖酵解途径中葡萄糖的碳链变化,提出一种新的教学思路:从结果来看,糖酵解就是一分子(6C)葡萄糖等分成为两分子(3C)丙酮酸的过程。要实现己糖分子的等分,就需要在己糖碳链的首尾分别加上一个磷酸基团,生成1,6-二磷酸果糖,导致分子中间(C3-C4)发生化学键断裂,产生两分子磷酸丙糖。之后发生的5步反应,是磷酸丙糖经过磷酸基团转移等步骤生成丙酮酸。这种从“己糖碳链等分”入手进行糖酵解教学的方法,称为“己糖碳链等分教学法”(简称己糖等分法)。招募研究生(n=63)和本科生(n=39)作为教学调研的被试,他们在本科阶段均接受过“顺序法”教学。采用“己糖等分法”开展糖酵解的教学并进行问卷调查。结果显示,在接受“己糖等分法”教学之前,同学们普遍认为要理解和记住“糖酵解”的反应步骤比较困难,要准确默写出“糖酵解”每一步化学反应就更加困难,并且记住后又容易遗忘。采用“己糖等分法”教学和学习后,绝大多数研究生感觉“糖酵解”的每一步反应都变得容易理解和记忆了,并且要写出反应步骤变得相对简单。对本科生进行同样的教学与调研,将其统计分析结果与研究生进行比较,二者无显著差异(P>0.05)。因此,“己糖等分”教学法能够让学生更容易理解糖酵解机理,便于记忆,也有助于培养学生自觉动脑、勤于分析的习惯,从而获得更好的学习效果。

灵芝酸A对非小细胞肺癌PC9细胞糖酵解及其关键限速酶的影响

目的:探讨不同剂量灵芝酸A(GAA)对非小细胞肺癌(NSCLC) PC9细胞的生物活性、糖酵解及其限速酶表达的影响,并阐明其作用机制。方法:体外培养NSCLC PC9细胞,将PC9细胞分为空白对照组、低剂量(25μmol·L^(-1)) GAA组、中剂量(50μmol·L^(-1)) GAA组和高剂量(100μmol·L^(-1)) GAA组。采用噻唑蓝(MTT)法检测各组PC9细胞存活率,Transwell小室实验检测各组PC9细胞迁移细胞数,葡萄糖检测试剂盒检测各组PC9细胞葡萄糖摄取量,三磷酸腺苷(ATP)检测试剂盒检测各组PC9细胞中ATP水平,乳酸检测试剂盒检测各组PC9细胞中乳酸水平,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组PC9细胞中己糖激酶2(HK2)和M2型丙酮酸激酶(PKM2) mRNA表达水平,Westernblotting法检测各组PC9细胞中HK2和PKM2蛋白表达水平。结果:MTT法,培养24、48和72 h时,与空白对照组比较,中和高剂量GAA组PC9细胞存活率明显降低(P<0.05);培养72 h时,与低剂量GAA组比较,高剂量GAA组细胞存活率明显降低(P<0.05)。Transwell小室实验,与空白对照组比较,中和高剂量GAA组细胞迁移数明显减少(P<0.05);与低剂量GAA组比较,高剂量GAA组细胞迁移数明显减少(P<0.05)。与空白对照组比较,中和高剂量GAA组PC9细胞中葡萄糖摄取量和乳酸水平均明显降低(P<0.05),高剂量GAA组PC9细胞中ATP水平明显降低(P<0.05)。RT-qPCR法,与空白对照组比较,中和高剂量GAA组PC9细胞中HK2和PKM2 mRNA表达水平均明显降低(P<0.05)。Western blotting法,与空白对照组比较,中和高剂量GAA组PC9细胞中HK2和PKM2蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。结论:中和高剂量GAA可抑制PC9细胞增殖及迁移的生物活性,降低糖酵解作用,其作用机制可能与抑制关键限速酶HK2和PKM2的表达有关。

糖酵解在非小细胞肺癌吉非替尼耐药中的作用研究

目的探讨糖酵解在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)吉非替尼(Gefitinib)耐药中的变化及作用。方法体外培养NSCLC亲本细胞PC-9和A549,并采用浓度递增法构建NSCLC吉非替尼耐药细胞PC-9-GR和A549-GR,通过CCK-8和平板克隆形成实验鉴定细胞耐药性,葡萄糖摄取检测试剂盒和乳酸测试盒分别检测葡萄糖代谢和乳酸产出水平,qRT-PCR和Western blot实验检测细胞糖酵解关键酶的mRNA和蛋白表达水平。采用糖酵解抑制剂2-脱氧-D-葡萄糖(2-deoxy-D-glucose,2-DG)抑制细胞糖酵解后,观察细胞活力及吉非替尼耐药性的变化情况。结果相较于各自亲本细胞,耐药细胞PC-9-GR和A549-GR对吉非替尼抵抗性增强(均P<0.01),葡萄糖代谢速率和乳酸产出水平提高(均P<0.01);糖酵解关键酶HK2、LDHA和PFK的mRNA表达水平升高(均P<0.001),HK2、LDHA、PFKP和PKM2的蛋白表达水平增加(均P<0.001)。2-DG对耐药细胞活力的抑制作用较各自亲本细胞更明显(均P<0.05),且在一定程度上可增强吉非替尼对耐药细胞的杀伤效应。结论NSCLC吉非替尼耐药伴随着糖酵解的激活,该过程可能与糖酵解关键酶表达升高有关,抑制其水平或活性可能是逆转吉非替尼耐药的有效措施。

降低有氧糖酵解增强非小细胞肺癌耐药细胞对顺铂的敏感性

目的:探究顺铂耐药的非小细胞肺癌细胞糖代谢的特点及抑制有氧糖酵解对非小细胞肺癌细胞顺铂耐药细胞的影响及其机制。方法:通过梯度倍增浓度法建立非小细胞肺癌顺铂耐药细胞模型(A549/DDP);酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,Elisa)检测A549/DDP与A549细胞两组葡萄糖消耗量、三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)释放量、乳酸生成及丙酮酸生成量的差异;CCK-8法(cell counting kit-8)检测2-脱氧葡萄糖(2-deoxyglucose,2-DG)及顺铂处理后A549/DDP与A549细胞增殖能力的变化;Elisa检测2-DG处理A549/DDP细胞与A549细胞葡萄糖消耗量、ATP释放量、乳酸生成及丙酮酸生成量的差异;Elisa检测2-DG处理A549/DDP细胞与A549细胞后对非神经元性烯醇化酶(recombinant enolase 1,ENO1)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)、缺氧诱导因子-α(hypoxia inducible factor-α,HIF-α)表达的影响。结果:与A549细胞相比,顺铂耐药细胞株短时间内生长速度无明显差异。A549/DDP细胞消耗葡萄糖量增多、有氧糖酵解产生ATP增多、乳酸生成及丙酮酸释放量也增多,有氧糖酵解能力明显增强,差异具有统计学意义。2-DG处理后能够显著逆转A549/DDP细胞对顺铂的耐药性,增强对顺铂的敏感性,达到抑制A549/DDP细胞增殖的效果,差异具有统计学意义。2-DG能够抑制A549/DDP细胞的葡萄糖摄取,减少ATP的释放,减少乳酸生成及丙酮酸的产生,差异具有统计学意义。与A549细胞相比,A549/DDP细胞ENO1、G6PD、HIF-α表达水平升高,2-DG抑制有氧糖酵解后三者表达水平均降低,差异具有统计学意义。结论:2-DG抑制非小细胞肺癌细胞顺铂耐药有氧糖酵解,可在一定程度上逆转其对顺铂的耐药性。

基于生物信息学的中药调控糖酵解用药规律探究及实验验证

目的:探究调节糖酵解的中药活性成分及用药规律。方法:基于GeneCards数据库获得与糖酵解有关靶点,DAVID数据库分析靶点参与的生物学过程及信号通路。将靶点信息导入中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获取其对应的活性成分和中药,构建糖酵解“靶点-活性成分-中药”网络,并统计药物性味归经及功效,分析调节糖酵解的中药用药规律。最后采用细胞实验验证丹参、黄芪对胃癌前病变细胞(MC)中糖酵解相关蛋白表达的影响。结果:获得24个糖酵解相关靶点,与238种活性成分及337种中药相匹配。其中槲皮素、山柰酚、木犀草素等可能是干预糖酵解的主要有效成分,甘草、钩藤、丹参等可能是干预糖酵解的主要中药。用药规律分析显示,药性以寒、温为多;药味以苦、甘为主;归经以肝经、肺经居多;功效以清热药、补虚药等为主。实验结果表明,丹参、黄芪均可降低MC细胞糖酵解相关蛋白缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)、己糖激酶2(HK2)、丙酮酸激酶M2型(PKM2)、乳酸脱氢酶A(LDHA)的表达。结论:本研究通过生物信息学方法分析得到了调控糖酵解的活性成分及中药用药规律,以期为治疗与糖酵解相关疾病提供组方用药思路,并为相关中药新药研发及机制研究等提供一定参考。

UCHL1通过调控肿瘤微环境糖酵解代谢促进肺腺癌细胞增殖和转移

目的:探讨泛素羧基末端水解酶L1(ubiquitin C-terminal hydrolase-L1,UCHL1)通过调控缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1,HIF-1)介导的代谢重编程促进肺腺癌细胞的增殖和转移。方法:免疫组化和实时定量聚合酶链反应检测肺腺癌组织和细胞中UCHL1和HIF-1的表达;Kaplan-Meier Plotter和UALCAN数据库分析了UCHL1和HIF-1的表达量与患者生存期的关联,并进一步分析了二者在不同临床病理等级以及淋巴转移患者肿瘤组织中的表达;克隆形成、迁移和侵袭评估肺腺癌HCC4006细胞转染UCHL1 siRNA后恶性生物学行为变化;Western Blot检测沉默UCHL1后肿瘤细胞糖酵解信号通路IL-6/STAT3标志分子的表达。结果:免疫组化、实时定量聚合酶链反应以及相关性分析,结果显示肺腺癌组织和细胞中UCHL1和HIF-1的表达较癌旁组织和正常人支气管上皮细胞中显著增加,且二者表达水平呈正相关(P<0.01),与Oncomine数据库中UCHL1和HIF-1的表达趋势相一致。生信分析结果显示,UCHL1和HIF-1异常高表达与肺腺癌患者的生存期呈负相关、而与患者的病理等级和淋巴结转移呈正相关(P<0.01)。转染UCHL1 siRNA的肺腺癌HCC4006细胞的克隆形成、迁移和侵袭能力较对照组细胞显著降低,同时细胞的耗氧量显著增加,并抑制细胞中LDH活性和LD分泌(P<0.01)。Western Blot结果显示,沉默UCHL1可抑制HIF-1表达,并降低缺氧介导的肿瘤细胞糖酵解信号通路IL-6/STAT3标志分子的表达(P<0.01)。结论:肺腺癌细胞通过UCHL1-HIF-1轴介导的代谢重编程获得较强的增殖和转移表型,为靶向该基因网络的治疗提供了理论依据。

miR-19a调控TGF-β1/Smad信号通路对胃癌细胞增殖、侵袭及糖酵解的影响

目的:探究微小RNA-19a(miR-19a)通过调控转化生长因子-β1(TGF-β1)/Smad信号通路对人胃癌AGS细胞增殖、侵袭和糖酵解的影响。方法:体外培养人胃癌AGS细胞,采用脂质体进行转染分别将inhibitor NC、mimics NC、miR-19a inhibitor、miR-19a mimics转染至人胃癌AGS细胞记为inhibitor NC组、mimics NC组、miR-19a inhibitor组和miR-19a mimics组,不做转染处理的为对照组,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测miR-19a的表达量,用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)检测细胞活力,发现敲低miR-19a可显著抑制胃癌AGS细胞活力。所以后续实验分为对照组、inhibitor NC组、miR-19a inhibitor组、抑制剂组(miR-19a inhibitor转染+10μmol/L TGF-β1/Smad通路抑制剂LY2109761)和激活剂组(miR-19a inhibitor转染+10μmol/L TGF-β1/Smad通路激活剂SRI-011381),采用RT-qPCR法、5-乙炔基-2'脱氧尿嘧啶核苷(EdU)、Transwell小室、乳酸、葡萄糖检测试剂盒及蛋白免疫印迹(WB)法分别对细胞miR-19a的表达、增殖率、侵袭数、乳酸含量、葡萄糖消耗水平及糖酵解、TGF-β1/Smad相关蛋白表达水平进行分析。结果:敲低miR-19a可显著抑制胃癌AGS细胞活力,所以选用转染miR-19a inhibitor进行后续通路验证实验。结果发现,对照组与inhibitor NC组在miR-19a的表达水平、细胞增殖率、侵袭数、葡萄糖消耗及乳酸水平、增殖细胞核抗原(PCNA)、己糖激酶2(HK2)、乳酸脱氢酶A(LDHA)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、TGF-β1、p-Smad3蛋白表达水平等各项指标均无统计学差异(P>0.05)。miR-19a inhibitor组细胞miR-19a的表达、增殖率、侵袭数、葡萄糖消耗及乳酸水平、PCNA、HK2、LDHA、GAPDH、TGF-β1、p-Smad3蛋白水平低于inhibitor NC组(P<0.05)。抑制剂组细胞miR-19a的表达、增殖率、侵袭数、葡萄糖消耗及乳酸水平、PCNA、HK2、LDHA、GAPDH、TGF-β1、p-Smad3蛋白表达水平低于miR-19a inhibitor组,而激活剂组这些指标高于miR-19a inhibitor组(P<0.05)。结论:下调miR-19a可抑制人胃癌AGS细胞增殖、侵袭和糖酵解,其作用机制与阻滞TGF-β1/Smad信号转导有关。

miR-218-5p靶向PDE7A调节人非小细胞肺癌A549细胞的糖酵解

目的:探究miR-218-5p靶向磷酸二酯酶7A(PDE7A)调节人非小细胞肺癌(NSCLC)A549细胞糖酵解过程的机制。方法:常规培养A549细胞,用Lipo3000将miR-218-5pmimic、mimic-NC、PDE7A过表达质粒(PDE7A-oe)和PDE7A对照质粒(PDE7A-NC)转染A549细胞,记为miR-218-5pmimic组、mimic-NC组、PDE7A-oe组和PDE7A-NC组。qPCR法验证转染效率,WB法检测糖酵解关键酶蛋白的表达,葡萄糖测定法和乳酸生成测定法检测各转染组A549细胞中2脱氧葡萄糖和乳酸含量,双萤光素酶报告基因实验验证miR-218-5p与PDE7A靶向结合关系,用TCGA数据库数据分析PDE7AmRNA在肺癌组织中的表达水平。结果:在A549细胞中成功地过表达了miR-218-5p(P<0.01)。过表达miR-218-5p均能显著抑制A549细胞中PDE7A、HK2、PKM2蛋白的表达(均P<0.01)、葡萄糖摄取量和乳酸生成量(均P<0.01)。过表达PDE7A均可显著促进A549细胞中PDE7A、HK2、PKM2蛋白的表达(均P<0.01),以及葡萄糖摄取量和乳酸生成量(均P<0.01)。A549细胞中miR-218-5p可与PDE7AmRNA的3´-UTR直接结合。数据库数据分析结果显示,PDE7AmRNA在肺鳞状细胞癌组织中呈高表达(P<0.01)。结论:miR-218-5p靶向PDE7A调控A549细胞中HK2和PKM2的表达水平,进而抑制糖酵解过程,miR-218-5p/PDE7A可能是NSCLC临床诊断和治疗的潜在靶点。

糖酵解在复发性流产中作用的研究进展

复发性流产(RSA)是一种令人痛苦的疾病,目前仍有约50%的RSA患者无法明确病因,治疗上存在困难。母胎界面免疫微环境、子宫内膜蜕膜化、滋养细胞的增殖和侵袭都与RSA相关。许多研究表明,妊娠和非妊娠期间女性代谢差异非常大,妊娠期间异常代谢导致不良妊娠风险增高。本文从代谢角度出发,对异常糖酵解在RSA中的作用机制进行综述,以期为RSA的病理机制和治疗策略提供进一步参考。

微RNA在乳腺癌糖酵解代谢中的研究进展

目的乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,其严重损害女性身心健康。乳腺癌细胞依赖糖酵解途径产生三磷酸腺苷供能,是乳腺癌进展的重要特征。微RNA(microRNA,miRNA)是由若干核苷酸组成的内源性单链非编码RNA,在乳腺癌细胞中异常表达,可通过调控细胞代谢途径影响乳腺癌的病理生理过程。研究表明,miRNA参与乳腺癌糖代谢过程,是乳腺癌能量代谢研究的热点之一。本文概述miRNA在乳腺癌糖酵解代谢中的研究进展,旨在深入了解乳腺癌的发病特征和糖酵解的作用机制,寻找新的治疗靶点,从而为乳腺癌治疗策略的制订提供理论依据。

PI3K/Akt信号通路通过上调HKDC1促进人肝癌HepG2细胞糖酵解、增殖及迁移

目的探讨磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)通过调节含己糖激酶结构域的蛋白1(HKDC1)对人肝癌HepG2细胞糖酵解、增殖和迁移的影响及机制。方法将体外培养的对数期人肝癌HepG2细胞,分为对照组、LY294002组和MK-2206组,RT-qPCR法检测各组细胞HKDC1 mRNA的表达水平,western blotting法分析各组细胞HKDC1蛋白的表达水平。将细胞分为si-NC组(转染si-NC)、si-HKDC1组(转染si-HKDC1),western blotting法分析各组细胞HKDC1蛋白的表达水平,CCK-8、5-乙炔基-2′-脱氧尿苷(EdU)实验检测各组细胞增殖活力和划痕,Transwell实验检测各组细胞迁移率,细胞外酸化率(ECAR)实验检测分析各组细胞的糖酵解和糖酵解能力,葡萄糖及乳酸含量测定实验检测各组细胞内葡萄糖及乳酸含量。将细胞分为对照组、LY294002组、过表达HKDC1+LY294002组、MK-2206组、过表达HKDC1+MK-2206组,葡萄糖及乳酸含量测定实验检测各组细胞内葡萄糖及乳酸含量。结果与对照组比较,LY294002组细胞HKDC1 mRNA表达明显降低(P<0.001),HKDC1蛋白表达降低(P<0.01);MK-2206组细胞HKDC1 mRNA表达降低(P<0.01),HKDC1蛋白表达明显降低(P<0.001)。与si-NC组相比,si-HKDC1组细胞HKDC1蛋白表达降低(P<0.001);与si-NC组相比,si-HKDC1组细胞增殖活力降低(P<0.05),EdU阳性细胞数明显减少(P<0.01);与si-NC组相比,si-HKDC1组细胞划痕愈合率明显降低(P<0.001),迁移细胞数明显减少(P<0.001);与si-NC组相比,si-HKDC1组细胞糖酵解和糖酵解能力明显减弱(P<0.01);与si-NC组相比,si-HKDC1组细胞内葡萄糖和乳酸含量明显降低(P<0.05)。与LY294002组相比,过表达HKDC1+LY294002组细胞内葡萄糖和乳酸含量明显升高(P<0.01);与MK-2206组相比,过表达HKDC1+MK-2206组细胞内葡萄糖和乳酸含量明显升高(P<0.001,P<0.01)。结论PI3K/Akt信号通路通过HKDC1促进人肝癌HepG2细胞糖酵解、增殖和迁移。