mTOR/PKM2和STAT3/c-Myc信号通路串话调节胃癌能量代谢和酸性微环境的机制研究

背景:c-Myc和PKM2在多种肿瘤中高表达,但mTOR/PKM2和STAT3/c-Myc信号通路对胃癌调节作用的研究不多见。目的:探讨mTOR/PKM2和STAT3/c-Myc信号通路串话调节胃癌能量代谢和酸性微环境的机制。方法:PKM2和c-Myc慢病毒转染人胃癌AGS和HGC-27细胞,构建敲减PKM2、c-Myc的细胞模型。采用CCK-8法检测细胞增殖能力,Transwell小室法检测细胞迁移能力,流式细胞术检测细胞凋亡,实时定量PCR和蛋白质印迹法分别检测PKM2、c-Myc、LDHA、STAT3、p-STAT3、GLUT-1 mRNA和蛋白表达,比色法检测乳酸和葡萄糖水平。结果:PKM2和c-Myc表达在胃癌细胞中上调。敲减c-Myc可抑制胃癌细胞增殖能力,细胞迁移能力明显降低,LDHA、GLUT-1蛋白表达明显降低,葡萄糖和乳酸含量明显降低。共同敲减PKM2和c-Myc对胃癌细胞增殖能力和糖酵解代谢的抑制作用更明显。mTOR/PKM2与STAT3/c-Myc信号通路之间存在相关性。结论:PKM2联合c-Myc可能成为胃癌新的治疗靶点。

抑制PKM2介导的糖酵解在蛇葡萄素抗乳腺癌增殖中的作用

目的蛇葡萄素是存在于植物藤茶中含量非常高的黄酮类化合物,本研究主要探讨抑制Akt-mTOR/PKM2介导的糖酵解在蛇葡萄素诱导乳腺癌细胞增殖抑制中的作用。方法不同浓度蛇葡萄素(20、40、60和80μmol/L)分别处理MDA-MB-231、MCF-7人乳腺癌细胞24h后,CCK-8检测乳腺癌细胞活力,2-NBDG法检测细胞糖摄取能力,比色法检测细胞培养液中乳酸含量,Western blot检测相关分子蛋白的表达。结果蛇葡萄素可显著抑制乳腺癌细胞的增殖(P<0.05),且随着蛇葡萄素处理剂量的增加,乳腺癌细胞增殖抑制增强(P<0.05),提示蛇葡萄素诱导乳腺癌细胞增殖抑制作用存在明显的剂量效应关系。进一步研究发现,蛇葡萄素可剂量依赖性的降低乳腺癌细胞的糖摄取能力(P<0.05),并显著减少乳腺癌细胞乳酸生成(P<0.05)。Western blot检测发现,蛇葡萄素在显著下调Akt-mTOR信号通路中p-Akt、p-mTOR、p-p70S6K等蛋白表达水平的同时下调与糖酵解相关分子GLUTI、LDHA、PKM2的蛋白表达水平。预先给予Akt-mTOR信号通路诱导剂IGF-1,以上作用均可被显著削弱。结论蛇葡萄素可抑制乳腺癌增殖,该作用与其抑制Akt-mTOR信号通路、进而抑制乳腺癌细胞糖酵解有关,本研究结果可为蛇葡萄素抗肿瘤作用机制提供了一种新的解释。

白藜芦醇通过调控雷帕霉素靶蛋白/M2型丙酮酸激酶轴抑制口腔鳞状细胞癌细胞的糖酵解作用

目的:通过雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)/M2型丙酮酸激酶(M2 isoform pyruvate kinase,PKM2)轴探讨白藜芦醇对口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)细胞的糖酵解的影响。方法:培养CAL-27和SCC-15细胞,采用不同浓度白藜芦醇(0、50、100、200、400、800 μmol/L)分别处理细胞24 h,噻唑蓝(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法检测其对细胞增殖的影响并计算半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC 50 )值。选用250 μmol/L白藜芦醇或10 nmol/L mTOR抑制剂Rapamycin干预细胞 24 h ,采用2-脱氧葡萄糖类似物[(2-deoxy-2-[(7-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-4-yl)amino]-D-glucose,2-NBDG]法检测细胞葡萄糖摄取率;比色法检测细胞上清中乳酸含量、细胞内糖酵解关键酶己糖激酶(hexokinase,HK)和丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)活性;Western blot检测细胞中己糖激酶2(hexokinase2,HK2)、PKM2、mTOR和磷酸化mTOR(phosphorylation mTOR,p-mTOR)等蛋白表达情况。结果:白藜芦醇对两株OSCC细胞的增殖有明显的抑制作用( P <0.05),并呈现浓度依赖性。白藜芦醇可显著抑制两株OSCC细胞的葡萄糖摄取能力以及降低乳酸的产生量( P <0.05),并可抑制两株细胞PK活性( P <0.05)、下调PKM2蛋白的表达( P <0.05),但对HK活性及HK2蛋白的表达无显著影响( P >0.05)。同时,白藜芦醇干预还可显著降低细胞内p-mTOR水平( P <0.05)。另外,Rapamycin干预也可抑制两株细胞的葡萄糖摄取能力、降低细胞上清中乳酸的产生量和细胞内p-mTOR水平,同时也可下调PKM2蛋白的表达。结论:白藜芦醇可抑制OSCC细胞的糖酵解作用,其机制可能与抑制mTOR/PKM2轴通路相关。

人参皂苷CK对佐剂性关节炎大鼠成纤维样滑膜细胞凋亡/自噬的调控作用

目的基于PKM2/mTOR信号通路探讨人参皂苷CK(ginsenoside compound K,CK)对大鼠成纤维样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocytes,FLS)凋亡/自噬的调控作用和机制。方法将SD大鼠分为正常组(n=10)、模型组(n=10),CK组(n=10)和甲氨蝶呤(methotrexate,MTX)组(n=10)。大鼠右后足跖皮内注射10 mg/mL弗氏完全佐剂(complete Freund adjuvant,CFA)0.1 mL,制备大鼠AA模型。注射免疫后第15天开始,CK组每天灌胃给药80 mg/kg CK,连续18 d;MTX组每天灌胃给药0.5 mg/kg MTX,每3 d给药一次。每3 d记录大鼠体质量,全身关节炎评分,关节炎指数和足爪肿胀度;计算脾脏和胸腺指数;Western blot检测FLS凋亡和自噬相关蛋白及PKM2和mTOR通路相关蛋白的表达;过表达质粒试剂盒检测FLS自噬流;流式细胞术检测FLS凋亡。结果与AA组比较,CK组和MTX组全身炎症评分、关节炎指数、足爪肿胀度和脾脏指数明显降低(P<0.05),Bax、p62和p-mTOR/mTOR的蛋白水平显著上调(P<0.05),Beclin1、Bcl-2和PKM2的蛋白水平显著下调(P<0.05),FLS凋亡率升高(P<0.05),自噬小体减少。MTX组和CK组全身炎症评分、关节炎指数、足爪肿胀度和脾脏指数的差异无统计学意义(P>0.05)。结论CK可能通过PKM2/mTOR信号通路调节大鼠FLS凋亡/自噬缓解AA大鼠关节炎症。