1α/BNIP3信號通路調(diào)節(jié)的低氧誘導自噬在唾液腺腺樣囊性癌中的作用
本文關鍵詞:涎腺腺樣囊性癌中BNIP3的表達與低氧自噬的關系及其臨床病理特征,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《山東大學》 2015年
HIF-1α/BNIP3信號通路調(diào)節(jié)的低氧誘導自噬在唾液腺腺樣囊性癌中的作用
陳占偉
【摘要】:唾液腺腺樣囊性癌(salivary adenoid cystic carcinoma, SACC)是頭頸部唾液腺最常見的惡性腫瘤之一,具有嗜神經(jīng)生長、遠期復發(fā)率高及易發(fā)生全身遠處轉(zhuǎn)移等獨特的生物學行為。因此,腺樣囊性癌曾被描述為頭頸部最具破壞性和不可預見性的腫瘤之一。目前,對于腺樣囊性癌尚無行之有效的治療方案,主要的治療手段是手術聯(lián)合放化療的綜合治療為主,近年來有術后行I125放射性粒子植入作為輔助放療的報道。雖然5年生存率較高,但其10年甚至更長時間生存率偏低,效果并不滿意。因此,進一步了解腺樣囊性癌的生物學行為和分子遺傳學特征可能找提供新的見解和治療策略。近年來隨著對腺樣囊性癌發(fā)生發(fā)展的分子機制研究的逐步深入,人們發(fā)現(xiàn)腺樣囊性癌的治療要想取得突破性進展,需要尋找更具針對性的新目的基因,通過基因轉(zhuǎn)染抑制腫瘤細胞增殖、誘發(fā)腫瘤細胞凋亡,是腫瘤基因治療策略之所在。低氧是實體腫瘤微環(huán)境中常見的現(xiàn)象。腫瘤在高速增殖的過程中,血管生成速度顯著低于細胞增殖速度,氧供應的速度滯后于細胞對氧的需求,現(xiàn)已有大量研究表明低氧狀態(tài)與腫瘤的侵襲性、血管再生、提高復發(fā)率及放化療耐受性之間存在復雜的聯(lián)系。作為氧平衡的重要調(diào)節(jié)因子,HIF-1是在低氧條件下重要的轉(zhuǎn)錄因子。HIF-1是由HIF-1α和HIF-1β兩種亞基組成的異源二聚體,HIF-1β是HIF-1的結(jié)構(gòu)性亞基,在細胞內(nèi)的表達相對穩(wěn)定;HIF-1α是HIF-1的功能亞基,常氧條件下不斷合成,同時不斷經(jīng)泛素-蛋白酶小體途徑水解。低氧條件下,HIF-1a降解受阻,在細胞漿內(nèi)積聚增多,向細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移,與HIF-1β結(jié)合調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄。HIF-1α已經(jīng)在大多數(shù)常見的人類癌癥中觀察到,如頭頸部的惡性腫瘤、卵巢癌和食道癌中,并與不良預后及治療抵抗相關。Costa等發(fā)現(xiàn)HIF-la廣泛的在唾液腺腺樣囊性癌中表達,而在腫瘤附近正常唾液腺腺體組織鮮有表達。BNIP3,即Bcl2/腺病毒ElB 19 kDa相關蛋白3(BCL2/adenovirus ElB 19kDa interacting protein 3),屬于促凋亡蛋白,其表達受HIF-1 α依賴的缺氧的調(diào)節(jié)及其他很多因素的影響。BNIP3蛋白主要定位于線粒體外膜,當其被激活后,完全整合入線粒體外膜,通過開放線粒體通透性轉(zhuǎn)運孔(mitochondrial permeability transition pore, MPTP)損傷線粒體功能引起染色質(zhì)凝聚、DNA分解,最終導致細胞凋亡。近年來,BNIP3的異常表達和很多腫瘤的進展、化療耐藥及自噬密切相關。BNIP3的表達受到轉(zhuǎn)錄因子HIF-la的調(diào)控,在低氧誘導細胞自噬凋亡過程中起重要的作用。然而,唾液腺腺樣囊性癌中BNIP3的表達、其調(diào)節(jié)的低氧誘導自噬通路及臨床病理學行為國內(nèi)外尚未有文獻報道。自噬指的是從粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的無核糖體附著區(qū)脫落的雙層膜包裹的部分胞質(zhì)和細胞內(nèi)需要降解的細胞器和蛋白質(zhì)等形成自噬體,與溶酶體融合后形成自噬溶酶體,進一步降解所包裹的多余蛋白質(zhì)和亞細胞成分,來實現(xiàn)細胞本身的代謝需要和細胞器的更新,來維持自身的穩(wěn)定。其整個過程主要分3個階段:自噬小體的初步形成;自噬體膜的延伸;自噬體與溶酶體融合并降解。氯喹可以通過升高溶酶體內(nèi)的PH值,進而阻止自噬體與溶酶體結(jié)合而抑制自噬。我們的研究團隊在之前調(diào)查過79名患有頭頸部腺樣囊性癌的患者,觀察自噬相關蛋白微管相關蛋白1輕鏈-3(microtubule associated protein 1 light chain 3, LC3) 和Beclin1的表達,結(jié)果顯示二者在腺樣囊性癌形成的過程中起重要的作用。近期的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)低氧狀態(tài)與誘導自噬之間存在某些聯(lián)系,然而低氧誘導腺樣囊性癌細胞自噬的分子機制尚未完全明確。目的:1、應用二氯化鈷在體外構(gòu)建細胞低氧模型,采用經(jīng)其處理的腺樣囊性癌細胞株ACC-M細胞,模擬其在體內(nèi)的缺氧環(huán)境,觀察缺氧條件下低氧相關的HIF-1 α/BNIP3通路相關基因、自噬相關基因Beclin1在腺樣囊性癌細胞中的表達情況,探討低氧對唾液腺腺樣囊性癌ACC-M細胞增殖和自噬的影響。2、采用二氯化鉆模擬低氧條件,研究低氧誘導的自噬對唾液腺腺樣囊性癌ACC-M侵襲性的影響,研究氯喹通過抑制低氧誘導的自噬過程而對ACC-M細胞侵襲性的影響。方法:1、應用二氯化鈷作為化學性低氧誘導劑,體外構(gòu)建唾液腺腺樣囊性癌ACC-M細胞低氧模型。2、MTT法對ACC-M細胞進行細胞活力測驗,以檢測二氯化鈷對細胞增殖的抑制作用;透射電子顯微鏡觀察自噬體形成;雙免疫熒光標記、RT-PCR及Western blot檢測低氧相關HIF-1α/BNIP3通路相關基因、自噬相關蛋白微管相關蛋白1輕鏈-3(microtubule associated protein 1 light chain 3, LC3)及Beclin1的表達,數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準誤表示,采用SPSS15.0軟件包進行two-tailedt檢驗,P0.05為差異具有顯著性。3、觀察比較經(jīng)二氯化鈷處理的ACC-M細胞和常氧狀態(tài)下培養(yǎng)的細胞的侵襲能力;然后用氯喹(10μM and 20μM)處理實驗組ACC-M細胞,通過細胞侵襲實驗來對比實驗組與對照組中癌細胞的侵襲能力。數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準誤表示,采用SPSS15.0軟件包進行two-tailed t檢驗,P0.05為差異具有顯著性。結(jié)果:1、二氯化鈷可以降低ACC-M細胞的活性,同時可以誘導自噬體的形成;透射電子顯微鏡下實驗組細胞內(nèi)可見到自噬體樣的雙層膜結(jié)構(gòu);RT-PCR及Western blot檢測顯示二氯化鈷可明顯使HIF-1α/BNIP3信號通路的相關基因和自噬的表達顯著提高。2、與對照組相比,經(jīng)過二氯化鉆處理的ACC-M細胞在細胞侵襲實驗中侵襲細胞的數(shù)量明顯高于對照組(p0.001);而后在經(jīng)氯喹處理細胞侵襲細胞的數(shù)量明顯減少,且劑量越高抑制作用越明顯(p0.01)。結(jié)論:1、二氯化鈷可以模擬低氧環(huán)境,從而誘導ACC-M細胞自噬現(xiàn)象的產(chǎn)生,同時HIF-1α/BNIP3信號通路在這個過程中扮演重要的角色。2、二氯化鈷可以通過誘導ACC-M的自噬過程來增加腫瘤細胞的侵襲性;氯喹可以通過抑制低氧誘導的自噬過程來抑制腺樣囊性癌腫瘤細胞的侵襲。
【關鍵詞】:
【學位授予單位】:山東大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:R739.8
【目錄】:
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