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。

肿瘤细胞的“瓦博格效应”与抗肿瘤药物的研发

"瓦博格效应"即指肿瘤细胞对糖酵解通路产能依赖增强的现象。这一现象为设计各种抗肿瘤代谢的药物提供了生物化学基础。介绍肿瘤细胞所具有的"瓦博格效应"及其主要机制,并总结了近年来基于该效应的抗肿瘤药物的研发状况。

miR-9-5p通过靶向UBE4B调节缺氧诱导转录因子1α泛素化介导瓦博格效应在胶质瘤细胞中的应用

目的探讨miR-9-5p在胶质瘤中对瓦博格效应的调控作用及机制情况。方法选择新疆医科大学第二附属医院2018年5月至2020年10月确诊的30例神经胶质瘤和癌旁组织样品。设立对照组、miR-9-5p过表达组及miR-9-5p抑制剂组,采用实时荧光定量PCR分别检测miR-9-5p的表达情况及其与糖酵解相关基因表达的相关性。构建异位肿瘤模型及体外细胞实验,采用实时荧光定量PCR、蛋白质印迹法、葡萄糖摄取分析、乳酸产生量检测及细胞活力检测判断miR-9-5p对胶质瘤及瓦博格效应的影响情况,采用双荧光素酶报告基因检测miR-9-5p与UBE4B的靶向性关系。结果miR-9-5p过表达组缺氧诱导转录因子1α(HIF1α)蛋白,葡萄糖转运蛋白同工型1(Glut1)、己糖激酶(HK2)、乳酸脱氢酶A(LDHA)和血管内皮生长因子(VEGF)mRNA表达显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而HIF1αmRNA水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。miR-9-5p抑制剂组HIF1α蛋白,Glut1、HK2、LDHA和VEGF mRNA表达显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而HIF1αmRNA水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。与对照组比较,miR-9-5p过表达组显著增强了代谢及转移(P<0.05),而miR-9-5p抑制剂组显著降低了U251细胞中的葡萄糖摄取和乳酸生成(P<0.05)。miR-9-5p过表达组在处理24 h和48 h后的细胞活力显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而miR-9-5p抑制剂组与对照组比较,细胞活力在24 h和48 h出现明显下降,差异有统计学意义(P<0.05)。miR-9-5p过表达组的肿瘤体积和湿重显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。miR-9-5p过表达组的UBE4B的蛋白质水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而HIF1α及糖酵解相关基因(Glut1、HK2和LDHA)的表达显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论miR-9-5p能够通过UBE4B/HIF1α途径调节胶质瘤的Warburg效应并促进胶质瘤的发生发展。

基于中医理论探讨“瓦博格效应”与自噬在肿瘤防治中的意义

肿瘤已成为全球最重要的公共卫生问题,近年来调控肿瘤能量代谢成为防治肿瘤的研究热点。"瓦博格效应"为肿瘤细胞特有的代谢方式,自噬是细胞重要的物质代谢方式与保护机制,自噬缺陷则促进肿瘤发生,两者在能量代谢方面密切相关,且代谢特点均与脾失健运的表现非常相似,属于中医脾虚范畴。因此,通过健脾中药抑制"瓦博格效应"并促进肿瘤细胞自噬可能是中医药防治肿瘤的新思路。

毛蕊异黄酮对神经母细胞瘤细胞系SH-SY5Y细胞增殖及瓦博格效应的影响

目的观察毛蕊异黄酮(calycosin,CA)对人神经母细胞瘤(neuroblastoma,NB)细胞系SH-SY5Y细胞增殖和瓦博格效应的影响并探讨其可能的机制。方法将SH-SY5Y细胞培养于DMEM培养基,实验分为对照组和CA组、CA+siRNA阴性对照组和CA+siRNA TAp73α组。CA组的细胞用50、100和150μmol/L CA分别处理24、48和72 h。CA+siRNA阴性对照组的细胞转染阴性对照siRNA质粒24 h后,再加100μmol/L CA处理48 h。CA+siRNA TAp73α组的细胞转染TAp73α干扰RNA质粒24 h后,再加100μmol/L CA处理48 h。用CCK-8法检测细胞的增殖水平,用化学检测法检测细胞培养液中乳酸的水平和细胞中乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性,用液闪法检测细胞对葡萄糖的吸收量。采用细胞外通量分析仪检测细胞外液酸化速率、细胞氧气消耗速率和细胞糖酵解能力。采用蛋白质印迹法检测TAp73蛋白的表达水平。采用实时定量聚合酶链反应(quantificational real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测TAp73αmRNA的相对表达水平。采用单因素方差分析比较各组间的差异,采用LSD-t检验进行组间差异的两两比较。结果与对照组比较,经50、100和150μmol/L CA处理的SH-SY5Y细胞,在24、48和72 h细胞的增殖水平显著降低,呈现剂量和时间依赖性。与对照组比较,经50、100和150μmol/L CA处理的SH-SY5Y细胞在48 h以剂量依赖的方式降低了培养液中乳酸的水平,对照组和CA组(50、100和150μmol/L)的乳酸相对水平分别为(100±0)%、(84.31±5.14)%、(52.06±6.37)%和(32.16±4.11)%,对照组和CA组之间的差异具有统计学意义(均P<0.05)。CA显著降低了SH-SY5Y细胞中LDH活力,LDH的活力在对照组和CA组(50、100和150μmol/L)分别为(24.32±3.77)U/mg、(19.39±2.34)U/mg、(12.34±2.64)U/mg和(7.61±1.06)U/mg,对照组和CA组之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。CA显著降低了SH-SY5Y细胞对葡萄糖的吸收,葡萄糖吸收的相对水平在对照组和CA组(50、100和150μmol/L)分别为(100±0)%、(78.36±6.22)%、(42.91±5.07)%和(26.18±4.39)%,对照组和CA组之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。CA显著降低了SH-SY5Y细胞的细胞外液酸化速率,细胞外液酸化速率在对照组和CA组(50、100和150μmol/L)的相对水平分别为(100±0)%、(75.37±5.37)%、(38.42±4.11)%和(22.31±2.86)%,对照组和CA组之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。细胞氧气消耗速率的相对水平在对照组和CA组(50、100和150μmol/L)分别为(100±0)%、(85.76±5.29)%、(64.11±6.07)%和(42.86±3.85)%,对照组和CA组之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。细胞糖酵解能力的相对水平在对照组和CA组(50、100和150μmol/L)分别为(100±0)%、(75.87±8.06)%、(54.93±6.33)%和(36.75±5.28)%,对照组和CA组之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。与对照组比较,100、150μmol/L的CA显著上调了TAp73蛋白的表达水平,对照组和CA组(100和150μmol/L)的TAp73蛋白相对表达水平分别为12.76±2.64、35.84±5.61和67.51±5.97。RNA干扰沉默TAp73α的表达,影响CA对SH-SY5Y细胞增殖和瓦博格效应的抑制作用。结论CA可抑制人NB细胞株SH-SY5Y细胞的增殖,作用机制可能与通过上调TAp73蛋白的表达水平从而抑制瓦博格效应有关。

苯扎贝特通过AKT/mTOR通路抑制肺腺癌糖酵解机制研究

目的 通过观察苯扎贝特对肺腺癌A549细胞生长的抑制作用,探寻其可能的作用机制。方法 取对数生长期A549细胞,设苯扎贝特组(25、50、100、200、400μmol/L)、阴性对照组、空白对照组,药物干预48 h及72 h后,CCK-8法检测A549细胞增殖抑制率;测定细胞经药物作用后的葡萄糖及乳酸含量,计算葡萄糖消耗率及乳酸产量,评价不同浓度苯扎贝特对A549细胞有氧糖酵解的影响;免疫印迹法(Western blot)检测高中低浓度苯扎贝特组细胞中Akt、mTOR和PKM2的蛋白表达。结果 苯扎贝特能显著抑制肺腺癌A549细胞增殖,抑制作用与用药浓度成正比;苯扎贝特可影响A549细胞糖酵解过程,随着用药浓度增大,细胞中葡萄糖消耗量及乳酸产量不断减少;苯扎贝特可明显抑制Akt、mTOR和PKM2的蛋白表达,抑制作用呈现浓度依赖性。结论 苯扎贝特能够促进肺腺癌A549细胞凋亡,作用机制可能与抑制糖酵解途径,逆转肿瘤细胞的瓦博格效应有关。

乳酸脱氢酶A在肾细胞癌中的表达及意义

【目的】分析乳酸脱氢酶A(LDHA)在肾细胞癌组织及细胞系中的表达情况并探讨其影响肾细胞癌细胞进展的方式。【方法】收集自2018年6月至2022年6月在我院通过手术方式获取的肾细胞癌组织标本52例及癌旁组织标本49例,免疫组织化学法比较LDHA的表达差异。通过qRT-PCR及Western blot实验检测LDHA在正常人近端肾小管上皮细胞系(HK-2)及肾细胞癌细胞系(A498,Caki-2,ACHN,786-O)中的表达水平。构建LDHAshRNA重组质粒,转染至786-O以敲低LDHA表达,利用CCK-8、克隆形成实验及EdU染色法检测敲低LDHA表达对癌细胞增殖活性的影响。利用细胞葡萄糖摄取试验及乳酸分泌试验检测细胞糖摄取水平和乳酸分泌水平的变化。利用糖酵解压力测试实验检测细胞糖酵解能力的变化。【结果】免疫组化结果可见LDHA在肾细胞癌组织中表达明显高于癌旁组织,并且临床TNM分期越高的肾癌组织,LDHA的表达水平越高(P<0.05)。qRT-PCR和Western blot结果可见,LDHA在各肾细胞癌细胞系中的表达均较HK-2有明显升高(P<0.05)。在786-O敲低LDHA表达后,细胞增殖活性及糖酵解能力均显著下调(P<0.05)。【结论】LDHA在肾细胞癌组织及细胞中的表达均明显升高,肿瘤分期越晚期,LDHA的表达越高。抑制LDHA表达能显著抑制肾细胞癌细胞786-O的增殖活性及有氧糖酵解活性。

2-脱氧-D-葡萄糖与奥沙利铂对人肝癌SMMC-7721细胞增殖及凋亡的影响

目的:研究糖酵解抑制剂2-脱氧-D-葡萄糖(2-deoxy-D-glucose,2-DG)与奥沙利铂(ox-aliplatin,L-OHP)单独及联合应用对人肝癌细胞SMMC-7721增殖及凋亡的影响。方法:将2-DG及L-OHP单药及联合用药作用于人肝癌细胞SMMC-7721,MTT法检测各组细胞的生长抑制率,并计算两药的协同作用q值,流式细胞仪检测各组细胞周期及凋亡情况,caspase-3试剂盒检测caspase-3活性。结果:不同浓度的2-DG和L-OHP均可使肝癌细胞增殖受到抑制,并呈时间、浓度依赖性,两药合用后对细胞的增殖抑制作用明显增强(P<0.05)。2-DG可诱导细胞凋亡,使细胞周期阻滞于G2/M期;与L-OHP合用后细胞凋亡率更高,可阻滞细胞于G2/M期和S期。Caspase-3活性在两药联合应用时明显增强。结论:2-DG能有效抑制SMMC-7721细胞生长增殖,并诱导其凋亡;当其与L-OHP联合应用时能增强L-OHP的抗肿瘤作用,其机制可能与增加caspase-3活性有关。

论脾虚是结直肠癌能量代谢障碍与上皮间质转化的关键病机

脾虚证是结直肠癌最常见的临床证候。脾失健运呼吸链功能障碍导致低氧状态和HIF-1α表达增高,肥人脾虚产生的慢性炎症及释放细胞因子促进糖酵解,可能是结直肠癌能量代谢障碍,即瓦博格效应的主要原因。脾虚通过低氧诱导因子1α介导的能量代谢障碍促进上皮间质转化,健脾益气中药通过健脾化痰改善结直肠肿瘤细胞的慢性炎症和能量代谢障碍,从而调控肿瘤微环境,抑制EMT,改善结直肠肿瘤的生长和转移。

构建OGDH基因敲除型SD大鼠模型

目的构建酮戊二酸脱氢酶(OGDH)基因敲除SD大鼠模型。方法设计、构建TALEN重组子,用荧光素酶活性法筛选出最有效重组子,显微注射法将质粒打入受精卵后测序鉴定。对同一时间点的野生型和基因敲除型大鼠分别进行饮食习惯、活动状态、毛发颜色及质量检测,Western Blot检测两者肝组织OGDH蛋白表达。结果成功构建了靶向OGDH基因的TALEN质粒,并筛选了最有效的TALEN重组子(OGDH-T2),成功培育出杂合子18只,成功率为22.5%,未发现OGDH-KO8纯合子的出生。质量检测显示OGDH-KO8大鼠的质量明显高于野生型,且在第10周时最为显著,增幅率达50.2%(P<0.001),KO组大鼠的OGDH蛋白表达水平显著降低,下降率为50.6%(P<0.01)。结论利用TALEN技术成功构建了OGDH基因敲除型SD大鼠模型。

FBP1在癌症中的研究进展

FBP1作为糖异生过程的关键酶,控制糖异生的速率,催化1-6二磷酸果糖不可逆的水解成6-磷酸果糖和无机磷酸盐,从而能够控制糖异生速率,影响细胞糖酵解。近年来,其在癌症中的作用越来越受到重视。研究发现FBP1在多种肿瘤中表达异常,与肿瘤发生、发展及预后关系密切,这些结果对于肿瘤分子标记物、靶向药物研究、预后相关研究表现出良好的前景。

基于中医“阳化气”理论探讨HIF-1与能量代谢在复发性卵巢癌治疗中的意义

复发性卵巢癌(ROC)的铂耐药及死亡率是临床的难题,目前其治疗多为姑息性治疗,以手术、化疗作为主要手段延长无进展生存期(PFS)。近年来,基因靶向治疗复发性卵巢癌成为热点。研究表明,低氧诱导因子HIF-1通路与人类恶性肿瘤存在相关性。中医"阳化气"是为人体供能的过程,肿瘤细胞存在特殊能量代谢方式——瓦博格效应。本文将在中医"阳化气"理论下分析低氧诱导因子(HIF-1)、瓦博格效应与肿瘤三者关系,期待为治疗复发性卵巢癌提供新思路。

单羧酸转运蛋白1增强乳腺癌细胞对3-溴丙酮酸的敏感性

目的探究单羧酸转运蛋白1(MCT1)在增强乳腺癌细胞对3-溴丙酮酸(3-Br PA)敏感性中的作用,为乳腺癌治疗提供新思路。方法 MTT法检测3-Br PA对乳腺癌细胞的增殖抑制作用,溴化丙啶单染法流式细胞术检测细胞凋亡,ELISA试剂盒检测细胞内己糖激酶Ⅱ、乳酸脱氢酶、乳酸、三磷酸腺苷水平,Western blot检测MCT1蛋白的表达,瞬时转染c DNA上调MCT1的表达后,检测3-Br PA对MDA-MB-231细胞的增殖和三磷酸腺苷水平的影响。结果 3-Br PA对MDA-MB-231细胞增殖和凋亡的影响不明显,200μmol/L作用24 h后增殖抑制率和凋亡率仅为8.72%和7.8%;但200μmol/L 3-Br PA作用MCF-7细胞24 h后其增殖抑制率和凋亡率为84.6%和82.3%。MDA-MB-231细胞的MCT1过表达后,200μmol/L 3-Br PA对细胞的增殖抑制率为72.44%,明显高于对照组(P<0.05);25、50、100、200μmol/L 3-Br PA作用细胞6 h后,细胞内三磷酸腺苷水平和对照组相比分别为96.98%、88.44%、43.3%、27.56%。结论 MCT1能增强乳腺癌细胞对3-Br PA的敏感性,其机制可能是将3-Br PA转运到细胞内,从而抑制细胞糖酵解来发挥抗肿瘤作用。

癌相关成纤维细胞在肿瘤葡萄糖代谢中的作用

瓦博格效应认为,即便在氧气充足时,肿瘤仍大量利用葡萄糖进行有氧糖酵解,产生乳酸和少量ATP。虽产能效率低,但中间产物有利于改造肿瘤微环境,促进肿瘤恶性进展。近年发现,成纤维细胞作为肿瘤间质的重要组成部分,在肿瘤细胞诱导下具有癌相关成纤维细胞(cancer-associated fibroblast,CAF)表型,通过自身线粒体功能障碍、自噬而持续向肿瘤细胞提供生物大分子合成原料,用以促进肿瘤增殖、侵袭、转移、耐药。相反,肿瘤细胞自身则提高线粒体代谢水平,进行氧化磷酸化,此现象被命名为反瓦博格效应。CAF与酸化的微环境驱动肿瘤细胞自发选择葡萄糖代谢方式、促进肿瘤恶性进展。

肿瘤细胞能量代谢特点及其研究进展

肿瘤细胞能量代谢依赖于糖酵解和氧化磷酸化,肿瘤细胞由于其生长迅速,常常出现葡萄糖等营养物质摄取增多、糖酵解增加等现象。近年来,针对肿瘤细胞能量代谢的研究受到了广泛的关注。该文总结了肿瘤细胞能量代谢过程中所需要的营养物质、调控网络以及治疗靶点,为后续研究和临床治疗提供重要参考。

前沿

关注2013世界人口日:我青春,我健康每年的7月11日为世界人口日(World Population Day)。1987年7月11日,地球人口达到50亿。为纪念这个特殊的日子,1990年联合国根据其开发计划署理事会第36届会议的建议,决定将每年7月11日定为"世界人口日"。

原始村落中的自我放逐

雨崩村——一个目前尚不通汽车的山中村落,位于澜沧江对面大山之后,梅里雪山神女峰下终年被卡瓦格博神山的群峰所庇护,是世间真正的香格里拉。这里是那么的让人魂牵梦系,是人类追寻心中乐土的最终幻想国度。云层散去,一座金字塔状的磅礴雪山耸立在眼前,山脚下有宽阔的草场、交错的溪流、斑斓的湖泊,放牧人驱赶着牛羊漫步其中,组成一片绝美的风景。

梦想之旅——驾车香格里拉纪行(10)

6月4日是个喜忧参半的日子。清晨5点多就醒来了,为的是别错过梅里雪山的日出。我推开窗子, 外面很黑,看样还早。 6点钟,还是主峰右侧的那个雪峰先在暗黑的晨曦中渐渐露出尊容,卡瓦博格依然躲在云雾之后。随着东方朝阳穿过云雾和高山,洁白的峰顶愈加明亮,瞻仰的人们发出阵阵惊呼,这是我从未经历的圣景。4000米高处的清晨是寒冷的,即使穿着大衣也感觉很冷。快7点的时候,飘荡在雪山头上的云终于裂开了几道缝隙,主峰卡瓦博格显露出山顶,在朝阳的照翔下闪着淡淡的金黄。顿时,快门声此起彼伏。

中甸情愫

藏娃珠玛天空阴霾密布,寒风挟着雪花扑向我的脸颊。立冬刚过,迪庆州的天气就证明了它是云贵高原的"屋脊",把我这个刚从大理州领教过艳阳天的"来客"从头凉到脚。不过一想到要去碧塔海,我的精神又抖擞起来。从州府中甸县城打了一辆出租车过去,藏族司机和师傅一路上给我介绍当地的情况。中甸县海拔在3100米到4100米之间,居民以藏族为主。