转录因子SREBP1通过促进SLC16A8表达调控肿瘤酸性微环境参与结直肠癌发生发展

目的:探讨转录因子SREBP1通过促进SLC16A8表达调控肿瘤酸性微环境参与结直肠癌(CRC)发生发展的机制。方法:通过生物信息学数据库分析SLC16A8在CRC中的表达情况及其与患者预后的关系。使用RT-qPCR法检测并比较各CRC细胞系中SLC16A8的表达水平;过表达SLC16A8后使用CCK-8法检测细胞增殖活性;使用Transwell法检测细胞侵袭能力;使用Metascape数据库对SLC16A8的功能富集进行分析;使用乳酸试剂盒检测细胞上清液中乳酸水平。通过生物信息学数据库分析SLC16A8的转录因子及潜在结合位点;通过双荧光素酶实验检测SREBP1蛋白与SLC16A8相关性;通过UALCAN portal分析SREBP1 mRNA表达水平;通过Kaplan-Meier Plotter分析CRC中SREBP1表达水平与预后的关系;通过GEPIA2分析SREBP1表达水平与SLC16A8的相关性;使用Western blot分析过表达SREBP1对SLC16A8蛋白表达的影响。通过拯救实验分析SREBP1是否通过正调控SLC16A8促进乳酸转运。结果:SLC16A8高表达的CRC患者提示预后较差(P<0.05),且SLC16A8在CRC组织及细胞系中均为高表达水平(P<0.05)。过表达SLC16A8可提高CRC细胞增殖及侵袭能力。功能富集分析数据表明SLC16A8的功能聚集在乳酸转运及血管生成,且SLC16A8可提高CRC细胞上清液中乳酸水平。双荧光素酶实验证实SREBP1可与SLC16A8直接结合。SREBP1在CRC组织中高表达并与患者预后较差具有相关性(P<0.05)。SREBP1可促进SLC16A8蛋白表达,且SREBP1可通过正调控SLC16A8促进乳酸转运。结论:SLC16A8可能通过调控肿瘤酸性微环境促进CRC细胞增殖和侵袭,转录因子SREBP1通过上调SLC16A8表达参与CRC发生发展。

靶向肿瘤酸性微环境的抗肿瘤新策略

越来越多的体内体外实验及临床检测都证明了肿瘤酸性微环境对肿瘤的发生、发展和迁移起着重要作用。在肿瘤酸性微环境的重要调节因子中,V型ATP酶(V-ATPases)的作用至关重要。这些蛋白能将离子泵出膜外,在正常细胞和肿瘤细胞中都有着多种功能。本文回顾和总结了该领域的最新研究成果:在异种移植人肿瘤细胞的动物模型中,体内实验显示,采用小分子干扰RNA(siRNA)可抑制V-ATPases的功能,加入药物性质子泵抑制剂可显著地抑制人肿瘤细胞的生长。这些结果提示V- ATPases可作为癌症治疗中一个重要的新选择靶标。

肿瘤酸性微环境与抗肿瘤耐药对策研究进展

与正常细胞相比,肿瘤细胞具有细胞外低pH值,细胞质内高pH值的特点。酸性产物生成和膜内外转运的增多加上清除障碍,导致了肿瘤细胞外酸性微环境的产生。另外,肿瘤的酸化还存在于细胞内多种囊泡状细胞器中。这种特殊的pH梯度不但造成化学治疗药物被隔离在酸性区室内,还能上调p-糖蛋白表达和活性,结果使化学治疗药物无法到达细胞内靶点发挥作用,导致肿瘤对化学治疗药物耐药。新近研究表明,应用质子泵抑制剂(PPI)及碱性药物碱化肿瘤,特异性抑制肿瘤多种pH调节因子而抑制膜内外H+转运交换等,可提高化学治疗敏感性及降低耐药。

肿瘤酸性微环境对免疫细胞影响的研究进展

肿瘤微环境形成于癌症的每个发展过程中,并影响肿瘤生长和发展。肿瘤酸性微环境作为各种实体瘤的标志,其对免疫细胞的影响已有很多研究,比如肿瘤酸性微环境可抑制肿瘤效应细胞,但可促进免疫抑制细胞。但是,对于免疫细胞如何感知肿瘤酸性微环境的机制,目前的研究较少。了解肿瘤酸性微环境对免疫细胞以及免疫反应的影响机制,对抗肿瘤免疫疗法有着重要意义。本篇综述概述了肿瘤酸性微环境对免疫细胞影响的基本途径,并阐述了可以对抗肿瘤酸性特征的一些策略。

基于肿瘤酸性微环境的pH成像方法的研究进展

肿瘤细胞外的酸性环境形成有多种原因,其中上调代谢导致的乳酸和CO2的增加,缺氧和灌注不良以及过表达的H+的转运蛋白占据主导作用。肿瘤细胞内存在p H梯度,细胞内p H(p Hi)高于胞外p H(p He)。这种梯度通过促进增殖、逃避细胞凋亡、代谢适应、迁移和侵袭来促进癌症进展。因此,我们可以通过p H来诊断肿瘤并可以确定肿瘤的恶性程度,监测治疗疗效。目前已经开发了许多基于肿瘤酸性微环境的成像方法,有可以精准测量肿瘤部位p H值的光学、核医学及磁共振的方法,还有基于磁共振诊疗一体化的p H敏感的纳米探针,用于肿瘤的诊断和治疗。本文主要探讨了肿瘤酸性微环境形成的机制以及不同类型的肿瘤酸性微环境的成像方法用于p H的精准测定和肿瘤的诊断、治疗。

磁共振pH成像原理及其在肿瘤酸性微环境形成机制及其发展演变中的研究进展

肿瘤组织具有独特的病理生理学特性,其中pH调节异常是肿瘤微环境的特殊标志之一。实体肿瘤的酸性微环境在其发展、侵袭及转移等恶性生物学行为中扮演着关键角色。因此能够定性定量检测肿瘤细胞外环境pH值对肿瘤的早期诊断、评价发生发展以及监测临床应用抗癌药物疗效的意义重大。MRI可无创在体、实时动态及定量对肿瘤酸性微环境进行成像检测,具有肿瘤早期诊断、正确疾病管理、指导个体化治疗、评价疗效的潜力。本综述从肿瘤酸性微环境的形成机制及其病理生理学意义出发,对目前现有的磁共振pH成像技术及方法展开评述,为设计研究新型磁共振pH成像技术提供理论依据及数据支持,促进其临床转化与应用。

肿瘤酸性微环境对未成熟树突状细胞迁移能力和 F-actin表达的影响

目的:研究肿瘤酸性微环境对未成熟树突状细胞(imDCs)的迁移能力及丝状肌动蛋白(F-actin)表达的影响。方法:6~8周龄雄性C57BL/6小鼠麻醉处死,取胫骨与股骨骨髓细胞、进而采用细胞因子诱导生成小鼠imDCs;在RPMI-1640培养基中分别按不同酸度[pH7.3(对照)、pH6.8、pH6.5和pH5.8]和乳酸浓度[0(对照)、10、20和40 mmol/L]处理imDCs 24 h,采用CCK8试剂盒检测各组imDCs细胞活力、并确定后续实验;分别采用Transwell系统和共聚焦激光扫描显微镜检测imDCs的迁移能力和F-actin表达。结果:pH6.5与20 mmol/L乳酸处理imDCs 24 h对细胞活力无影响(P>0.05),可作为后续实验组;pH6.5组imDCs迁移率和F-actin表达均较pH7.3对照组降低(P<0.05或P<0.01),20 mmol/L乳酸组imDCs迁移率和F-actin表达较0 mmol/L对照组明显降低(P<0.01)。结论:肿瘤酸性微环境可抑制imDCs的迁移能力和F-actin的表达。

肿瘤酸性微环境对树突状细胞迁移能力和生物力学特性的影响

树突状细胞(DCs)是一种特化的抗原提呈细胞,具有强大的抗原摄取和处理能力。在肿瘤免疫中,DCs能迁移到淋巴结内向初始T细胞呈递肿瘤抗原进而诱导对肿瘤的特异性免疫应答,这就意味DCs具有强大的迁移能力和独特的细胞生物力学特性是其发挥抗肿瘤免疫的必要条件。DCs生物力学特性是其发挥生理功能的结构基础,与其迁移能力和抗原提呈、刺激T细胞等免疫功能密切相关,包括细胞膜电特性、黏弹性、渗透脆性、膜流动性和细胞骨架(F-actin)结构等。肿瘤微环境对DCs迁移能力和免疫功能的抑制严重影响了荷瘤宿主对肿瘤细胞的免疫应答。酸性是肿瘤微环境中一个显著的特性,已经证实其在肿瘤形成和进展中发挥了关键作用。目前,肿瘤酸性微环境对DCs免疫功能的影响尚不清楚。因此,本研究以细胞生物力学和肿瘤免疫学的交叉角度、通过模拟肿瘤酸度和乳酸浓度实验来研究肿瘤酸性微环境对DCs免疫功能的影响。发现酸度(pH6.5和5.8)和乳酸(5 mM、10 mM和20 mM)都能抑制DCs的迁移能力、膜负电荷量和F-actin的表达水平。值得一提的是仅仅处理1 h,酸度就能显著抑制DCs迁移能力和F-actin的表达水平,乳酸也能显著降低DCs的膜负电荷量和F-actin的表达水平。这些结果对了解树突状细胞的免疫功能和肿瘤的免疫逃逸机制具有重要意义。

恶性肿瘤缺氧酸性微环境对免疫治疗影响机制的研究进展

近年来,以免疫检查点阻断单克隆抗体和抗原受体T细胞免疫疗法细胞治疗为代表的免疫疗法在治疗恶性肿瘤方面取得突破性进展.然而,肿瘤通过各种不同的机制逃避免疫系统的识别和杀伤,导致免疫治疗效果仍不理想.由癌细胞、血管、淋巴、成纤维细胞、炎症细胞以及多种细胞外基质有机构成的肿瘤组织微环境不仅支持癌细胞的生长和转移,也影响免疫细胞识别和杀伤癌细胞以及迁移的功能,调控免疫效应分子的活化,从而影响免疫治疗的效果.实体肿瘤内异常血管网络和快速生长的癌细胞对氧过量需求导致肿瘤组织缺氧,并加剧由于癌细胞异常代谢导致肿瘤组织的酸性微环境.缺氧酸性微环境是肿瘤微环境最重要的组成部分,癌细胞适应和利用这些微环境,导致基因变异的多样性和不稳定性,激活多种信号通路和生存因子,造成肿瘤对包括免疫治疗在内的多种治疗方法的耐受和抵抗.本文针对近年来肿瘤缺氧酸性微环境对免疫治疗影响机制的研究进展进行述评,希望给从事癌症微环境和免疫治疗的临床基础科研人员提供新的思路.

黄连解毒汤等对乳腺癌荷瘤小鼠肿瘤酸性微环境pH值的影响

目的:研究中医药对乳腺癌荷瘤小鼠肿瘤微环境p H值的影响。方法:测量并比较乳腺癌荷瘤小鼠单纯荷瘤组与中药干预组的肿瘤上清液p H值,分析结果并探讨中医药对于乳腺癌荷瘤小鼠肿瘤酸性微环境p H值的影响。结果:黄连解毒汤组乳腺癌肿瘤组织p H值(7.0400±0.8732)与单纯荷瘤组乳腺癌肿瘤组织p H值(6.8625±0.5620)相比上升,统计学差异显著(p<0.05);四君子汤组乳腺癌肿瘤组织p H值(6.9525±0.2217)与单纯荷瘤组乳腺癌肿瘤组织p H值(6.8625±0.5620)相比上升,统计学差异显著(p<0.05);其中黄连解毒汤组与单纯荷瘤组之间统计学差异非常显著(p<0.01)。结论:黄连解毒汤、四君子汤加减可以明显增高乳腺癌荷瘤小鼠肿瘤组织的p H值,而这种调节作用的产生机制及对于肿瘤侵袭转移能力的具体影响仍需要对后续试验结果进行分析以补充。

肿瘤酸性微环境的形成机制及其对肿瘤进展的影响

日常生活中,肿瘤是一种较为复杂的疾病,对人体的危害较大,由于其特殊的发病机制,在治疗过程中具有一定困难,需要通过多个方面来分析肿瘤微环境,找出肿瘤形成过程中能够抑制其发展的有利条件,才能在临床中及时地帮助患者控制病情。肿瘤微环境在肿瘤发展过程中占据着重要地位,其变化会对肿瘤的形成产生一定影响,通常情况下,肿瘤微环境偏酸性,主要原因是肿瘤内部细胞的生长速度过快,加上血管结构被迫改变,肿瘤会持续缺氧,影响正常代谢过程。与常规的组织代谢过程相比,肿瘤组织在代谢中对无氧糖酵解的依赖程度较高,出现的乳酸与呼吸中产生的二氧化碳经过共同作用后,会使肿瘤微环境逐渐呈酸性发展,还会改变肿瘤多个方面的正常发展。本文从多个角度分析了肿瘤酸性微环境,并研究其对影响肿瘤进展的作用,主要内容如下。

酸性肿瘤微环境对胶质瘤细胞侵袭迁移能力的影响及其机制研究

目的探讨酸性肿瘤微环境对胶质瘤细胞侵袭迁移能力的影响及其机制。方法(1)采用酸碱滴定法调节培养基pH值,分别用pH值为6.4、7.4的培养基(酸性组、正常组)培养人胶质瘤细胞U87、U251,培养3d后采用Westernblotting检测细胞缺氧诱导因子-2α(HIF-2α)、CD44蛋白的表达。采用Transwell实验检测细胞的迁移、侵袭能力,采用免疫荧光染色检测细胞CD44的表达。(2)分别取U87、U251细胞,分为小干扰RNA(siRNA)无义序列组、siRNA-CD44-1组,分别经Lipofectin-3000介导转染siRNA无义序列、siRNA-CD44-1干扰片段,转染后3d采用Transwell实验检测2组细胞的迁移、侵袭能力。(3)取U87、U251细胞,分为酸性组(用pH值为6.4的培养基培养)、空白对照组、siRNA无义序列组、siRNA-CD44-1组、siRNA-CD44-2组,后4组细胞均用pH值为7.4的培养基培养。培养4d后,siRNA无义序列组、siRNA-CD44-1组、siRNA-CD44-2组细胞分别转染siRNA无义序列、siRNA-CD44-1干扰片段、siRNA-CD44-2干扰片段。转染后3d采用Westernblotting检测5组细胞CD44、N型钙黏素(N-Ca)、波形蛋白及基质金属蛋白酶-2(MMP-2)蛋白的表达。结果(1)Westernblotting检测显示:与正常组比较,酸性组U87、U251细胞HIF-2α、CD44蛋白的表达量明显增高。Transwell迁移和侵袭实验均显示酸性组穿膜细胞数明显多于正常组,差异均有统计学意义(P<0.05)。免疫荧光染色显示,酸性组细胞CD44的表达明显多于正常组。(2)Transwell迁移和侵袭实验均显示siRNA-CD44-1组穿膜细胞数明显少于siRNA无义序列组,差异均有统计学意义(P<0.05)。(3)Westernblotting检测显示:与酸性组比较,空白对照组、siRNA无义序列组、siRNA-CD44-1组、siRNA-CD44-2组U87、U251细胞CD44、N-Ca、波形蛋白、MMP-2的表达量降低。与siRNA无义序列组相比,siRNA-CD44-1组、siRNA-CD44-2组U87、U251细胞CD44、N-Ca、波形蛋白、MMP-2蛋白的表达量明显降低。结论酸性肿瘤微环境可通过提高CD44的表达来提高胶质瘤细胞的侵袭、迁移能力。

质子泵抑制剂抗肿瘤机制的研究进展

肿瘤的发生、发展是一个复杂的调控过程,肿瘤细胞的酸性微环境、自噬调控和代谢的改变参与了肿瘤的形成。质子泵抑制剂(PPI)是治疗消化性溃疡的一线药物,主要有泮托拉唑、兰索拉唑、奥美拉唑等。它们能抑制H^+/K^+-ATP酶的活性来发挥抑制酸作用;然而近年来PPI的抗肿瘤效应逐渐被认识到并成为抗肿瘤治疗的一大热点。PPI能够调控肿瘤的酸性微环境,进而影响其自噬活性以及代谢,是抗肿瘤治疗的一个积极有效的方向。

弱碱性消癌液抑制乳腺癌细胞生长、转移并介导其消亡

为了研究新的肿瘤治疗方法,设计了1种弱碱性消癌液(weak alkaline cancer-eliminatingliquid,WACEL),测试WACEL是否抑制癌细胞的生长转移及消亡.在体外,检测WACEL对3种细胞株,即子宫颈鳞癌细胞SiHa、非小细胞肺鳞癌细胞H1299、人乳腺癌细胞MDA-MB-231的生长增殖、细胞周期、细胞凋亡、侵袭转移的影响.在体内,建立人乳腺癌裸鼠颈背皮下移植瘤模型,观察WACEL对裸鼠皮下肿瘤生长转移的作用.研究结果发现,WACEL明显抑制3种细胞系的生长增殖,G2/M期细胞增多,出现G2/M期阻滞,阻止细胞周期的进程.细胞形态呈圆状,细胞核浓缩,caspase-3活性检测增加,线粒体的膜电位降低,细胞凋亡;活细胞数目减少,细胞膜破裂,发生消亡现象,癌细胞迁移明显减少(P﹤0.001).目标基因SCCA1、cyclinB1、MMP-2以及MMP-9的mRNA表达水平下调,caspase-3的mRNA表达水平上调;SCCA1、cyclinB1和MMP-2蛋白表达下调,caspase-3蛋白表达上调.体内动物实验发现,处理组的肿瘤生长较对照组明显缓慢,肺组织HE染色未见明显癌细胞转移,而对照组可见癌细胞转移.WACEL能抑制乳腺癌细胞的生长、转移并介导其消亡.本研究系统分析WACEL与癌细胞本身及其pH微环境之间的相互作用机制,发现其改变癌细胞所处的微环境的重要性.

pH敏感CEST MRI对比剂研究进展

化学交换饱和转移(chemical exchange saturation transfer,CEST)MRI是一种磁化转移技术,它是基于化学交换理论基础上发展起来的磁共振成像新方法。CEST作为MR新兴成像方法的重要分支,在分子成像及各种代谢功能测定方面具有研究和应用潜力,尤其是在肿瘤酸性微环境研究中,其具备能够定性定量检测细胞外pH值的独特优势。实体肿瘤的酸性微环境是导致肿瘤的增殖、转移、侵袭等恶性病理生理学行为以及放化疗抵抗的重要因素。因此,在体、无创、实时、动态并且精准地监测肿瘤细胞外pH(pHe)值能为肿瘤微环境相关的机制研究,为肿瘤诊断及治疗疗效监测提供全新的技术方法和分子功能水平评估手段。在CEST MR成像中,外源性引入的MR对比剂是成功实现pH值精准定量的必须前提、关键内容和技术核心。本综述从基础研究及临床应用需求出发,对目前已研发的pH敏感CEST MR对比剂展开述评,讨论现有对比剂在本领域开展应用情况以及各自优缺点,以期为新型pH敏感CEST MR对比剂的设计、制备、研发及应用提供理论依据和数据支撑。

pH值调控肿瘤细胞生长转移的机制

实体瘤存在一个显著的特征是肿瘤胞内呈碱性和胞外呈酸性的微环境,这种酸性微环境能促进肿瘤细胞的生长、侵袭转移。调节肿瘤酸性微环境的主要因子是膜离子交换体,这些离子交换体如NHE和VHA不仅是肿瘤酸性微环境的主要调节者,而且能促进肿瘤细胞的生长转移。通过调节肿瘤胞内外pH值变化可以抑制肿瘤细胞生长转移,但pH值的变化对肿瘤细胞生长转移的调控机制尚不清楚。全文对肿瘤细胞转移的发生机制、肿瘤酸性微环境的形成和膜离子交换体对其调节作用以及三者的关系进行阐述。

肿瘤细胞酸代谢抑制药的研究现状

肿瘤细胞由于糖酵解产生大量的酸,需要及时排出细胞外,导致肿瘤细胞pH失衡,肿瘤细胞处于酸性环境中。这种酸性环境具有促进肿瘤生长的作用,抑制酸代谢是一种治疗肿瘤的手段,可以通过抑制调控pH的相关蛋白,从而抑制酸性产物排出肿瘤细胞,肿瘤细胞出现酸胁迫,诱导肿瘤细胞凋亡或坏死。本文主要对抑制酸代谢药物的研究现状做一综述,旨在为抗肿瘤新药研发提供理论依据。