癌蛋白SRC-3通过调节膀胱癌细胞糖脂代谢促进肿瘤进程

【摘要】根据最新中国癌症流行病学调查显示,尽管不断有新的抗癌药物出现,全国范围内癌症的发病率和死亡率都有逐步上升趋势。因此对于癌症进行深入的研究和药物开发成为非常紧迫的课题。早在上个世纪20年代,OttoWarburg就发现大多数种类的癌症细胞主要的能量来源于糖酵解,而不是像正常细胞那样来源于线粒体内的TCA循环。随着代谢组学分析的发展,越来越多的癌症细胞的代谢紊乱被发现。其中脂合成的上调对癌症的发生和发展都有很重要的作用。癌症细胞利用糖酵解和脂合成代谢途径不仅仅为自己提供能量,它还利用糖酵解过程的中间产物和脂,为自己合成细胞快速增殖所需的大分子化合物。上调的糖酵解和脂合成对癌症细胞发生发展信号通路进行调节以促进肿瘤的进程。本文首次证明膀胱癌细胞中上调的重要癌蛋白,SRC-3参与了膀胱癌细胞中糖酵解的调节。在膀胱癌细胞株BIU87中高表达SRC-3,不仅促进膀胱癌细胞的增殖能力,也提高了糖酵解基因的表达和糖酵解水平。在SRC-3表达较高的膀胱癌细胞株中敲降SRC-3发现,在低氧情况下,膀胱癌细胞的糖酵解水平下降伴随着重要的糖酵解基因的下调。我们也证明随着SRC-3的敲降,癌细胞在体内和体外的成瘤能力都有所降低。机制研究发现,SRC-3能通过其N端的bHLH/PAS区段与低氧应激蛋白1α(HIF1α)相互作用。SRC-3通过与HIF1α相互作用结合其靶基因启动子区,从而调节糖酵解基因的表达达到上调糖酵解的目的。我们也通过化合物抑制和敲降糖酵解重要蛋白,HK-2和LDHA以及敲降HIF1α达到抑制糖酵解,发现这些手段抑制的糖酵解可以消除高表达SRC-3导致的膀胱癌细胞增殖能力的上升。临床膀胱肿瘤免疫组化染色和公共数据库数据调查发现,SRC-3和HIF1α的靶基因在膀胱肿瘤中表达有正相关性。综合这些数据,说明SRC-3通过辅助激活HIF1α上调糖酵解基因达到上调糖酵解,从而促进膀胱癌细胞的增殖能力。综合这些数据,说明SRC-3通过辅助激活HIF1α上调糖酵解基因达到上调糖酵解,从而促进膀胱癌细胞的增殖能力。因为癌细胞的快速分裂和信号通路的脂类修饰需要大量从头合成的脂类。这导致癌细胞中调控脂从头合成的基因显著性的上调。本文再次证明小鼠膀胱肿瘤中脂类出现上升现象。对公共数据库数据进行分析,发现不仅脂类从头合成酶和SRC-3在膀胱肿瘤中mRNA表达有显著显著的上升,而且这些酶mRNA和SRC-3的表达也有很好的正相关性。高表达SRC-3膀胱癌细胞株中,发现脂类从头合成酶上调和脂类含量上升。通过检测膀胱癌细胞肿瘤干性,发现高表达SRC-3能促进膀胱癌细胞肿瘤干性能力的上升。比对肿瘤干性细胞群和普通细胞群发现,.脂从头合成的基因和SRC-3的表达都在肿瘤干细胞亚群中有显著性上升。这提示肿瘤干性细胞更加依赖脂类的合成。我们利用药物TOFA抑制脂从头合成能力,发现高表达SRC-3引起的高肿瘤干性受到损伤。进一步,在UMUC-3细胞中敲降SRC-3不仅能引起肿瘤干性基因和脂合成基因的下调,也引起肿瘤干性和脂聚集水平下降。分子生化实验证明,SRC-3能作为脂从头合成重要调节蛋白SREBP-1c的辅助激活因子对参与脂从头合成的靶基因转录进行调节。不仅如此,我们还证明KKα/β能促进SRC-3对脂合成基因转录调节。因此,在膀胱癌细胞中,SRC-3促进肿瘤干细胞维持是通过辅助激活SREBP-1c参与脂合成基因的调节促进脂的合成。综上,糖酵解和脂从头合成两大代谢通路在膀胱癌细胞中都有上升。并且SRC-3能通过代谢的上升促进了膀胱癌细胞的增殖能力和肿瘤干性维持。因此,我们认为针对SRC-3以及膀胱癌细胞依赖性代谢开发有效的药物会是治疗膀胱癌的有效策略。
【作者】赵威；
【导师】严俊；李朝军；
【作者基本信息】南京大学，生物学，2014，博士
【关键词】膀胱癌；糖酵解；脂类从头合成；固醇类受体辅助激活因子-3；低氧诱导因子1；固醇调节元件结合蛋白1；

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