發(fā)布時(shí)間：2017-10-26 21:41

  本文關(guān)鍵詞：Grifolin通過DNMT1調(diào)節(jié)鼻咽癌細(xì)胞糖酵解及線粒體氧化磷酸化機(jī)制研究

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【摘要】：新陳代謝是生物體內(nèi)經(jīng)歷的一切化學(xué)變化的總稱,是生物體表現(xiàn)其生命活動(dòng)的重要特征之一。葡萄糖的分解代謝合成ATP是為機(jī)體提供能量的主要方式。在有氧條件下葡萄糖分解成丙酮酸后進(jìn)入三羧酸循環(huán)通過氧化磷酸化方式大量產(chǎn)能,而在低氧或缺氧條件下葡萄糖分解成丙酮酸,丙酮酸還原生成乳酸繼而完成葡萄糖分解代謝并少量產(chǎn)能,這一低效的產(chǎn)能方式被稱為糖酵解。 異常的能量代謝是腫瘤細(xì)胞的主要特征也是腫瘤發(fā)生發(fā)展中的關(guān)鍵因素,通常表現(xiàn)為在有氧條件下,腫瘤細(xì)胞依然選擇糖酵解的方式進(jìn)行產(chǎn)能,這一特殊的產(chǎn)能方式被稱為有氧糖酵解。 研究表明,腫瘤的有氧糖酵解產(chǎn)能方式與糖酵解途徑異常激活及與線粒體損傷密切相關(guān)。抑癌基因PTEN的甲基化沉默在糖酵解途徑的異常激活中具有重要作用。同時(shí),表觀遺傳學(xué)研究表明,腫瘤中mtDNA的異常甲基化是線粒體功能缺失的重要機(jī)制。因此,DNA甲基化這一表觀遺傳調(diào)控方式在腫瘤能量代謝中可以通過不同機(jī)制發(fā)揮重要效應(yīng)。 DNA甲基化主要由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyltransferases, DNMTs)家族催化調(diào)控。DNMTs通過催化S-腺苷甲硫氨酸(Sadenosyl-methionine, SAM)提供的甲基轉(zhuǎn)移到胞嘧啶中第5位碳原子上,將5’胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)?’甲基胞嘧啶(5'methylcytosine,5mC)實(shí)現(xiàn)DNA甲基化作用。在正常情況下DNMTs通過影響基因組DNA甲基化維持基因組的穩(wěn)定和完整性,并確�；蛴行蜻m時(shí)表達(dá)。DNMTs突變和異�；罨霈F(xiàn)在多種腫瘤中,受到多種機(jī)制調(diào)控,在腫瘤發(fā)生發(fā)展中具有十分重要的意義。研究發(fā)現(xiàn)DNMT1, DNMT3a/3b均可移位到線粒體,參與mtDNA的轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控。DNMT1的線粒體移位受到NRF1的調(diào)控,而NRF1的活化受到細(xì)胞ROS水平調(diào)控,因此,細(xì)胞ROS水平升高可能是導(dǎo)致DNMT1線粒體移位的關(guān)鍵因素。mtDNMT1的異常高表達(dá)導(dǎo)致線粒體復(fù)合物關(guān)鍵基因部分甲基化沉默失活。腫瘤的表觀遺傳改變是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要機(jī)制,其中DNMT1的高表達(dá)成為導(dǎo)致腫瘤TSGs高頻甲基化沉默失活的重要原因。 隨著DNMTs在腫瘤發(fā)生發(fā)展中重要性的突顯,一類可靶向DNMTs的抑制劑受到關(guān)注。5-azacytidine (5-Aza-CR)和5-aza-2-deoxycytidine (5-Aza-dC)是2005年FDA批準(zhǔn)的表觀遺傳學(xué)臨床試驗(yàn)用藥,主要的作用方式是共價(jià)結(jié)合方式誘捕DNMT1,達(dá)到阻止其活性的作用。而后,EGCG,咖啡多酚、金雀異黃素、蘿卜硫素等天然來源的化合物先后被證實(shí)具有DNMTs抑制劑的效應(yīng)。 grifolin是來自高等真菌地花菌子實(shí)體次生代謝產(chǎn)物分離提取所得的天然小分子化合物,具有法基尼酚類結(jié)構(gòu)。我室前期研究中證實(shí)其具有廣譜抗腫瘤作用,可誘導(dǎo)腫瘤凋亡和細(xì)胞周期阻滯及抑制腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移,明確了其靶標(biāo)為ERK1/2,證實(shí)grifolin是一種新型的抗腫瘤先導(dǎo)化合物。我們通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)ERK1/2的下游靶分子Elk-1在DNMT1啟動(dòng)子區(qū)存在結(jié)合位點(diǎn),Elk-1對DNMT1具有轉(zhuǎn)錄活化作用。 本研究以鼻咽癌細(xì)胞CNE1/CNE1-LMP1為模型,探討了grifolin抑制DNMT1轉(zhuǎn)錄活性和蛋白表達(dá),致使甲基化沉默失活的抑癌基因PTEN恢復(fù)轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)水平,并通過降低Akt磷酸化,從而抑制鼻咽癌細(xì)胞的糖酵解。另外,grifolin通過降低鼻咽癌細(xì)胞ROS水平,下調(diào)氧化應(yīng)激反應(yīng)因子NRF1的二聚體的表達(dá),抑制DNMT1的線粒體移位,恢復(fù)mtDNA的轉(zhuǎn)錄和線粒體復(fù)合物活性,從而促進(jìn)了線粒體氧化磷酸化功能。 本研究發(fā)現(xiàn)了grifolin調(diào)節(jié)DNMT1的新功能及新機(jī)制,為grifolin作為腫瘤異常甲基化抑制劑在表觀遺傳治療應(yīng)用中提供了新的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：grifolin 鼻咽癌 糖酵解 氧化磷酸化 DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1 PTEN 線粒體DNA
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R739.63
【目錄】：

• 基金資助4-5
• 摘要5-8
• Abstract8-11
• 目錄11-13
• 英文縮寫注解13-15
• 第一部分 grifolin抑制DNMT1調(diào)控鼻咽癌細(xì)胞糖酵解15-45
• 1 前言15-30
• 2 材料與方法30-36
• 2.1 材料30-32
• 2.2 主要方法和實(shí)驗(yàn)原理32-36
• 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果36-43
• 3.1 grifolin抑制鼻咽癌細(xì)胞CNE1/CNE1-LMP1細(xì)胞增殖36-37
• 3.2 grifolin下調(diào)鼻咽癌細(xì)胞系中DNMT1表達(dá)37
• 3.3 grifolin通過抑制DNMT1恢復(fù)PTEN轉(zhuǎn)錄活化37-38
• 3.4 grifolin活化PTEN抑制Akt磷酸化38-39
• 3.5 grifolin通過抑制PI3K/Akt信號通路抑制腫瘤細(xì)胞糖酵解39-42
• 3.6 grifolin通過ERK1/2-Elk1通路抑制DNMT1基因轉(zhuǎn)錄活化42-43
• 4 小結(jié)43-45
• 第二部分 grifolin抑制DNMT1調(diào)節(jié)鼻咽癌細(xì)胞線粒體功能45-64
• 1 前言45-49
• 2 材料與方法49-53
• 2.1 材料49-51
• 2.2 主要方法和實(shí)驗(yàn)原理51-53
• 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果53-63
• 3.1 grifolin下調(diào)鼻咽癌細(xì)胞ROS水平53-54
• 3.2 grifolin下調(diào)鼻咽癌細(xì)胞ROS水平抑制NRF1活化二聚體形成54-55
• 3.3 grifolin抑制鼻咽癌細(xì)胞DNMT1線粒體移位55-56
• 3.4 甲基化特異性PCR檢測grifolin對鼻咽癌細(xì)胞線粒體調(diào)控區(qū)域(D-loop)甲基化影響56-57
• 3.5 grifolin恢復(fù)鼻咽癌細(xì)胞線粒體復(fù)合物關(guān)鍵蛋白的表達(dá)57-58
• 3.6 grifolin恢復(fù)鼻咽癌細(xì)胞線粒體氧化磷酸化功能58-63
• 4 小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-75
• 綜述75-84
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果84-85
• 致謝85-86

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 易紅梅;任彩萍;彭丹;周亮;李輝;姚開泰;;鼻咽癌組織中GNAT1基因的表達(dá)、雜合性丟失及甲基化分析[J];癌癥;2007年01期

2 Dora L.Kwong;;Tumor suppressor genes on frequently deleted chromosome 3p in nasopharyngeal carcinoma[J];癌癥;2012年05期

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本文編號：1100572