FHL2与LDHA相互作用促进胶质瘤细胞的增殖

目的:探讨四个半LIM结构域2(FHL2)蛋白对胶质瘤细胞增殖的影响及其分子机制。方法:利用TCGA和CGGA数据库分析胶质瘤组织中FHL2 mRNA表达水平与患者预后的关系。通过WB法检测人胶质瘤组织标本及人胶质瘤细胞U87、T98G、U251、SNB19、GSC23、A172、LN229、G267和星形胶质细胞NHA中的FHL2蛋白表达水平。利用慢病毒载体构建稳定敲低FHL2的U87细胞和过表达FHL2的SNB19细胞,即U87-shGFP、U87-shFHL2-1#、U87-shFHL2-4#和SNB19-3flag、SNB19-3flag-FHL2组。通过CCK-8法、克隆形成实验检测敲低和过表达FHL2对细胞增殖的影响,免疫共沉淀(Co-IP)和液相色谱-串联质谱(LC/MS)法筛选FHL2在胶质瘤细胞中的相互作用蛋白,并用Co-IP和免疫荧光法验证它们的结合作用和共定位情况。使用酶标仪检测敲低和过表达FHL2细胞内乳酸产量和乳酸脱氢酶(LDH)活性的变化,WB法分析FHL2、LDHA及p-LDHA在正常脑组织和胶质瘤组织中的蛋白表达差异及其相互关系。在过表达FHL2的SNB19细胞中使用LDHA的小分子抑制剂AT-101,通过CCK-8实验和酶标仪比色法验证FHL2在胶质瘤乳酸代谢中的作用,验证AT-101在胶质瘤中潜在的治疗效果。结果:Co-IP和LC/MS检测发现,FHL2与LDHA在胶质瘤细胞中存在相互作用。FHL2过表达可提高LDHA活性和乳酸生成(均P<0.001),进而促进胶质瘤细胞增殖(P<0.001)。相反,敲低FHL2会降低LDHA活性和乳酸产量(P<0.001或P<0.05)并抑制细胞增殖(P<0.001)。AT101能抑制LDHA活性,并显著抑制FHL2促进胶质瘤细胞的增殖,同时恢复磷酸化LDHA(Y10)水平(P<0.01或P<0.001)。结论:FHL2与LDHA蛋白相互作用,FHL2通过激活p-LDHA(Y10)的表达促进LDHA活性和乳酸产生,进而促进胶质瘤细胞的增殖,靶向这种相互作用可能成为治疗胶质瘤的潜在策略。

转牛LDHA基因酿酒酵母构建及产乳酸能力分析

【目的】探究转牛乳酸脱氢酶A基因(LDHA)酿酒酵母发酵制备食品级乳酸的可行性,为采用转基因商业酿酒酵母规模化制备乳酸提供技术支撑。【方法】从NCBI网站检索牛LDHA基因编码序列,并将编码序列中的同义密码子替换为酿酒酵母偏好密码子,经人工合成后导入酿酒酵母表达载体pAUR123,再将重组表达载体p AUR123-LDHA导入商业化酿酒酵母EC1118株,采用Aureobasidin A筛选转基因酿酒酵母。将转基因及非转基因酿酒酵母EC1118株分别接种于含200 g/L葡萄糖的YPD液体培养基中连续培养5 d,期间检测2组酿酒酵母的LDHA活性及其发酵产乳酸能力,以评估转牛LDHA基因酿酒酵母发酵制备乳酸的可行性。【结果】牛LDHA基因编码序列长1170 bp,共编码389个氨基酸残基;以酿酒酵母偏好密码子替换牛LDHA基因编码序列中的同义密码子,其替换率高达58.35%。牛LDHA在酿酒酵母中的预计半衰期>20 h,其二级结构富含α-螺旋和无规则卷曲。替换后的牛LDHA基因编码序列由表达载体pAUR123携带导入酿酒酵母中,经Aureobasidin A筛选获得1株转基因酿酒酵母菌株,命名为EC1118-LDHA。转基因酿酒酵母EC1118-LDHA株以200 g/L葡萄糖为碳源,发酵24 h后的LDHA活性达4.7±1.2 mU/mg,发酵2~3 d后约制备出30 g/L乳酸,同时产生约70 g/L乙醇,乳酸产出率约为0.15 g/g葡萄糖。【结论】将替换酿酒酵母偏好密码子后的牛LDHA基因编码序列导入酿酒酵母中能成功构建转牛LDHA基因酿酒酵母,牛LDHA基因的导入不会影响商业化酿酒酵母的发酵能力,且赋予了酿酒酵母以200 g/L葡萄糖为碳源约制备出30 g/L乳酸的能力。因此,采用转牛LDHA基因酿酒酵母制备食品级乳酸完全可行。

胶质瘤LDHA和突变型p53蛋白联合表达的临床病理学意义

目的探讨LDHA/p53联合表达在胶质瘤临床病理学中的意义。方法按照2016年WHO中枢神经系统肿瘤新分类,分析68例胶质瘤LDHA和突变型p53蛋白的表达特点及其与临床病理特征的关系。结果 68例胶质瘤中,LDHA单独高表达多为高级别胶质瘤,占48.5%;突变型p53高表达则多为胶质母细胞瘤,占26.5%。LDHA/p53联合表达在胶质母细胞瘤中显著增高,占22.1%(P=0.005)。高级别胶质瘤中LDHA/p53联合表达增多,占27.9%(P=0.002)。结论 LDHA/p53联合表达有助于高级别胶质瘤的诊断,对胶质母细胞瘤的诊断也具有提示作用。

人源LDHA基因启动子质粒的构建及在肺癌细胞中Nrf2对其转录表达调控和功能分析

为探索核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)调节肿瘤代谢进而影响肿瘤细胞迁移的分子机制,着重研究了Nrf2对乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A,LDHA)表达的调控。首先成功构建了人源LDHA基因启动子萤火虫荧光素酶报告基因质粒LDHA-luc。将质粒LDHA-luc与Nrf2表达载体共同转染A549细胞,转染后经双荧光素酶报告基因系统检测,显示共转Nrf2质粒时LDHA-luc活性明显要比对照组高;同时,转染Nrf2质粒时LDHA的蛋白质表达水平明显高于对照组,表明在A549细胞中Nrf2促进LDHA的转录和表达。而LDHA的上调会促进酸性肿瘤微环境的形成,促进细胞迁移。因此,成功构建的人源LDHA基因启动子萤火虫荧光素酶报告基因质粒LDHA-luc及探索出的Nrf2对LDHA基因表达的调控,为进一步研究Nrf2通过LDHA影响细胞代谢进而促进细胞迁移奠定了基础。

黄胸鼠Ldha基因的克隆、原核表达及酶学性质研究

Ldha基因表达可生成参与糖代谢的乳酸脱氢酶(LDH),通过克隆黄胸鼠Rattus tanezumi的Ldha基因并进行原核表达后可以研究其酶学性质。以黄胸鼠骨骼肌cDNA为模板,通过RT-PCR技术获得黄胸鼠Ldha基因编码序列,进行生物信息学分析后构建pET28α-Ldha重组表达质粒,导入大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中诱导表达,采用SDS-PAGE和Western Blot对表达蛋白进行鉴定,最后检测表达蛋白的酶学性质。结果显示,黄胸鼠Ldha基因编码区序列被成功克隆,纯化后的原核表达蛋白分子量约为37 kD,Western Blot证实后,分别以丙酮酸和乳酸为底物测得酶的平均比活性为113.760 U·mg^(-1)±1.463 U·mg^(-1)和2.180 U·mg^(-1)±0.125 U·mg^(-1),琼脂糖凝胶电泳同工酶谱分析显示该蛋白具有LDH活性且仅形成1条同工酶带。在pH7.0,25℃条件下,LDHA蛋白对丙酮酸、NADH、乳酸、NAD+4种底物的平均Km值分别为0.170 mmol·L^(-1)±0.193 mmol·L^(-1)、0.088 mmol·L^(-1)±0.008 mmol·L^(-1)、22.540 mmol·L^(-1)±0.007 mmol·L^(-1)、0.413 mmol·L^(-1)±0.069 mmol·L^(-1)。黄胸鼠Ldha基因编码序列被首次克隆并表达出具有活性的酶蛋白,分析了其酶学性质,可为后续研究啮齿类动物LDH的结构和功能提供基础资料。

不良心理应激通过上调乳酸脱氧酶A水平促进胶质瘤增殖和侵袭

目的探讨乳酸脱氢酶A(LDHA)表达在不良心理应激促进脑胶质瘤细胞增殖及侵袭中的作用。方法将胶质瘤荷瘤裸鼠分为荷瘤组、荷瘤应激组、阴性对照组、短发夹RNA(shRNA)-乳酸脱氧酶A(LDHA)组、shRNA-LDHA应激组。束缚应激4周后,测量各组裸鼠肿瘤大小;利用ELISA检测血清中去甲肾上腺素(NE)、肾上腺素(EPI)的含量;通过比色法检测瘤组织中乳酸的量;Western blot法检测各组瘤组织LDHA蛋白表达。采用CCK-8法和平板克隆形成实验检测NE对胶质瘤LN229细胞增殖的影响;TranswellTM法检测其侵袭能力;实时定量PCR检测LN229细胞LDHA mRNA表达水平;Western blot法检测LDHA、胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)、缺氧诱导因子1α(HIF-1α)蛋白表达;利用荧光素酶报告基因活性检测实验研究NE调节LDHA表达的分子机制。结果与荷瘤组比较,荷瘤应激组肿瘤的大小、EPI、NE、乳酸的含量及LDHA蛋白表达水平均明显增加;而沉默LDHA后,肿瘤的增殖速度、乳酸的含量显著降低;与对照组比较,NE促进LN229细胞LDHA mRNA水平,上调LDHA蛋白表达、ERK1/2和HIF-1α蛋白磷酸化水平,且细胞增殖速度、侵袭能力均增强;荧光素酶报告基因实验证实NE通过HIF-1α上调LDHA的表达。结论不良心理应激通过上调LDHA表达促进胶质瘤增殖和侵袭。

肝癌细胞中SPARC表达及其与糖酵解作用的相关性

目的探究肝细胞癌中分泌性富含半胱氨酸的酸性蛋白(secreted protien acidic and rich in cysteine,SPARC)表达及其与糖酵解作用的相关调节机制。方法选取肝癌细胞HepG2、Hep3B、Huh7,分别稳定转染SPARC质粒和SPARC siRNA,应用比色法检测2种转染的细胞中糖酵解关键酶己糖激酶(HK)和乳酸脱氢酶-A(LDHA)的活性变化。结果转染SPARC质粒的3种肝癌细胞中HK-Ⅱ、LDHA的活性较对照组明显下降,3种细胞中HK-Ⅱ相对吸光度分别降低至(57.45±5.05)%,(56.1±5.70)%,(49.73±7.06)%;LDHA相对吸光度分别降低至(50.53±8.07)%,(54.38±2.08)%,(42.34±3.44)%;差异均有统计学意义(P<0.05);反之,siRNA抑制SPARC表达的肝癌细胞中,HK-Ⅱ、LDHA活性较对照组明显上调,3种细胞中HK-Ⅱ相对吸光度分别上调至(174.20±8.41)%,(166.69±9.71)%,(152.84±3.39)%;LDHA的相对吸光度分别上调至(176.65±6.85)%;(163.24±6.44)%;(151.25±6.75)%,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论肝细胞癌中,SPARC通过负性调控糖酵解作用的关键酶抑制糖酵解。

羟喜树碱对前列腺癌PC-3细胞能量代谢的影响

目的研究羟喜树碱对人前列腺癌PC-3细胞增殖抑制作用及能量代谢和关键酶的影响。方法选取PC-3细胞,采用MTT法测定1.0、2.0及5.0μmol/L的羟喜树碱处理该细胞24 h后细胞的增殖抑制能力。采用分光光度法测定葡萄糖摄取量及乳酸生成量及ATP生成相关能量代谢参数。采用Western blot法测定乳酸脱氢酶A(LDHA)和AMP活化蛋白激酶(AMPK)表达。结果 1.0、2.0及5.0μmol/L的羟喜树碱可抑制PC-3细胞的增殖并呈剂量依赖性(P<0.05,P<0.01),IC_(50)值为3.24μmol/L。与对照组相比,不同浓度的羟喜树碱可降低葡萄糖摄取,抑制乳酸生成及ATP生成,且均呈剂量依赖性(P<0.05,P<0.01);Western blot结果显示,不同浓度的羟喜树碱可使PC-3细胞中LDHA及AMPK表达降低(P<0.05,P<0.01)。结论羟喜树碱通过可降低PC-3细胞中LDHA及AMPK表达,抑制肿瘤的有氧酵解并抑制细胞增殖。

非小细胞肺癌中乳酸脱氢酶A/B的表达特点及其与肿瘤临床病理参数的关系

目的:探讨非小细胞肺癌中乳酸脱氢酶A/B(lactate dehydrogenase A/B,LDHA/LDHB)表达特征及其与肿瘤临床病理参数的关系。方法:从GEO、TCGA数据库获取非小细胞肺癌、肺腺癌、肺鳞癌基因表达数据及临床信息,通过非参数检验分析LDHA/LDHB在癌组织和正常肺组织的表达差异,通过Kaplan-Meier法和Log-rank test评估癌患者生存状况,采用chi-square test和Spearman's test分析LDHA/LDHB表达与临床特征及肿瘤恶性生物学标志物的关系。结果:LDHA/LDHB在非小细胞肺癌、肺腺癌和肺鳞癌中均高表达。在肺腺癌中,高表达LDHA的病人具有更短的总生存期和无进展生存期,高表达LDHB的病人总生存期更短,LDHA与LDHB均高表达的患者总生存期和无进展生存期皆最短。在肺鳞癌中,LDHA/LDHB表达与生存期无关。在肺腺癌中,LDHA表达与淋巴结转移、肿瘤分期相关,LDHB表达与肿瘤分期相关。在肺鳞癌中,LDHA表达与临床特征关联均不明显,LDHB表达与年龄、淋巴结转移相关。在肺腺癌中,LDHA表达水平与PCNA、Ki67、CDH2正相关,与CDH1无关,而LDHB表达水平与PCNA、Ki67正相关,与CDH2负相关,与CDH1无关。结论:LDHA与LDHB表达和肺腺癌恶性程度相关,高表达LDHA与LDHB可能预示着较差的预后及临床特征。

良方温经汤对寒凝血瘀证大鼠子宫及卵巢糖酵解关键酶表达的影响

探讨寒凝血瘀证与糖酵解的关系,观察良方温经汤干预对寒凝血瘀证大鼠子宫及卵巢组织糖酵解关键酶表达的影响。采用冰水浴法制备大鼠寒凝血瘀证候模型,于造模结束后进行证候量化评分,并依据评分结果随机分为模型组,良方温经汤低、中、高剂量组(4.7、9.4、18.8 g·kg^(-1)·d^(-1)),每组10只,另设空白组10只。连续灌胃给药4周后,再次进行证候量化评分;采用激光散斑血流成像技术检测各组大鼠耳廓及子宫微循环变化;苏木精-伊红(hematoxylin-eosin, HE)染色观察各组大鼠子宫及卵巢组织病理形态;采用实时定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)及蛋白质印迹法(Western blot)检测各组大鼠子宫及卵巢组织丙酮酸脱氢酶激酶1(pyruvate dehydrogenase kinase 1,PDK1)、己糖激酶2(hexokinase 2,HK2)、乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A,LDHA)mRNA与蛋白表达情况。模型组大鼠出现蜷缩少动、舌下脉络增粗、耳廓及子宫微循环血流灌注量降低等寒凝血瘀证候表现,HE染色观察到大鼠子宫内膜变薄,上皮细胞排列混乱,卵巢中卵泡数量减少;与模型组相比,治疗组大鼠寒凝血瘀证候明显缓解,表现为舌质变红、爪甲肿胀减少、尾端未见瘀血,耳部及子宫微循环血流灌注量显著增加(P<0.05或P<0.01),尤以良方温经汤中、高剂量组大鼠改善寒凝血瘀证候最为明显,子宫可见排列整齐的柱状上皮细胞,卵巢中较模型组卵泡数量增多,多见成熟卵泡。与空白组相比,模型组大鼠卵巢及子宫组织中PDK1、HK2、LDHA mRNA与蛋白表达水平显著升高(P<0.05或P<0.01)。与模型组相比,良方温经汤中、高剂量组大鼠卵巢及子宫组织中PDK1、HK2、LDHA mRNA与蛋白表达水平显著降低(P<0.05或P<0.01);良方温经汤低剂量组大鼠子宫及卵巢组织中PDK1、HK2、LDHA mRNA的表达,子宫组织中HK2、LDHA蛋白的表达以及卵巢组织中HK2、PDK1蛋白的表达均显著降低(P<0.05或P<0.01)。综上,良方温经汤对寒凝血瘀证的治疗机制与下调糖酵解关键酶PDK1、HK2、LDHA的表达,抑制子宫及卵巢糖酵解活动有关。

慢性心理应激通过β-AR-PKA通路促进脑胶质瘤增殖的机制

本研究旨在探讨慢性心理应激是否可以通过β-AR-PKA(β-adrenergic receptor,β-AR)信号通路调节乳酸生成进而促进胶质瘤的增殖。首先构建人胶质瘤荷瘤裸鼠模型,待成瘤后通过束缚方法给予应激刺激4周,观察裸鼠皮下肿瘤增殖情况;ELISA检测血清中肾上腺素(epinephrine,EPI)、去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)及瘤组织乳酸的含量;RT-PCR及Western-blotting法检测瘤组织LDHA的表达情况;用NE处理胶质瘤LN229细胞模拟应激刺激,同时加入β-AR-PKA信号通路抑制剂Propranolol及H89,检测细胞中乳酸含量、LDHA表达及细胞增殖的情况。结果显示给予应激刺激后,荷瘤应激组裸鼠皮下肿瘤体积增长明显快于单纯荷瘤组;荷瘤应激组裸鼠EPI、NE、乳酸及瘤体中LDHA的表达均高于荷瘤组;Propranolol及H89均能有效抑制NE诱导的LN229细胞增殖、LDHA的表达及乳酸生成。本研究提示慢性心理应激可以通过β-AR-PKA信号通路调节LDHA的表达,而高浓度的乳酸进一步促进了肿瘤的增殖。