肺癌是嚴重威脅人類健康的惡性腫瘤之一。最新的統(tǒng)計結果表明,肺癌死亡率已居惡性腫瘤中首位,而肺癌的發(fā)病率和死亡率仍呈上升趨勢。根據組織學類型的差異,肺癌分為小細胞肺癌(SCLC)和非小細胞肺癌(NSCLC)兩種。其中,非小細胞肺癌病例占肺癌病例的85%以上,預后較差,5年生存率低。自噬在維持細胞穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。近幾年研究發(fā)現,自噬參與調節(jié)生物體內個體發(fā)育、細胞衰老、炎癥、免疫反應和腫瘤發(fā)展等多種生理病理過程。機體內自噬活性異常與包括肺癌在內的多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關。S100A4為S100家族的一種鈣結合蛋白,主要在成纖維細胞、巨噬細胞和部分惡性腫瘤細胞中表達。大量研究表明S100A4在腫瘤侵襲和轉移中發(fā)揮重要作用。我們前期對S100A4在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用進行了深入研究。研究發(fā)現S100A4+細胞能通過招募巨噬細胞促進皮膚癌的發(fā)生,并通過激活巨噬細胞核轉錄因子(NF-κB)信號通路促進結腸癌的發(fā)展,然而S100A4是否通過參與自噬調節(jié),影響腫瘤的進展尚不清楚。肥胖與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有顯著相關性,但肥胖與肺癌尤其是非小細胞肺癌間關系尚未得到詳細的論證,本文在初步探究了 S100A4在非小細胞肺癌中的作用及分子機制的基礎上,進一步研究了 S100A4在肥胖疾病的作用,為下一步探索S100A4-肺癌-肥胖癥三者間關系提供了研究基礎。本文中的研究是復雜生物系統(tǒng)里的組成部分,是對整體系統(tǒng)理論研究的一個重要補充。本文的第一部分研究中使用臨床肺癌組織芯片得到生物學數據,通過一種臨床中重要的統(tǒng)計學分析手段-斯皮爾曼相關系數(Spearman's correlation coefficient)分析S100A4表達與肺癌進展的相關性,并利用S100A4基因敲除小鼠,以肺癌移植瘤為模型,通過t檢驗方法分析正常組與基因敲除組間各參數差異的顯著性;結合肺癌細胞體外實驗中對多組數據的單因素方差分析,探討了 S100A4對自噬的調節(jié)及在肺癌發(fā)展中的作用與分子機制。研究發(fā)現S100A4可通過β-連環(huán)蛋白(β-Catenin)信號和S100A4蛋白受體-晚期糖基化終末產物受體(RAGE)依賴的方式抑制自噬,促進非小細胞肺癌腫瘤的生長。在第二部分研究中,我們利用S100A4基因敲除小鼠,以高脂飼料(HFD)誘導的肥胖小鼠為模型,結合體外實驗,研究了 S100A4在肥胖癥中的作用與分子機制,研究發(fā)現S100A4能通過激活Akt信號通路抑制高脂誘導的肥胖和炎癥反應。第一部分的創(chuàng)新性成果和主要工作如下:1.結合臨床肺癌標本,分析了 S100A4與肺癌進展的相關性。我們通過斯皮爾曼相關系數分析發(fā)現S100A4蛋白在人肺腺癌組織中表達明顯上調,且其表達與腫瘤大小和腫瘤分級呈正相關。2.以肺癌移植瘤為模型,探討了S100A4在肺癌發(fā)展中的作用及對自噬的調節(jié)功能。經t檢驗方法分析發(fā)現S100A4敲除小鼠肺癌腫瘤的生長明顯減慢;S100A4能通過激活β-Catenin通路抑制腫瘤組織的自噬促進肺癌腫瘤的生長。3.結合體外實驗,探討了 S100A4影響自噬和腫瘤發(fā)展的分子機制。通過單因素方差分析多個不同處理組的數據發(fā)現:外源性S100A4蛋白和胞內過表達S100A4均能抑制饑餓誘導的自噬,促進腫瘤細胞的增殖;S100A4通過激活β-Catenin信號通路抑制肺癌細胞的自噬,促進細胞存活與增殖,β-Catenin信號通路阻斷后,S100A4對腫瘤細胞的自噬抑制作用明顯減弱;S100A4對腫瘤細胞的自噬抑制是RAGE受體依賴性的,將RAGE受體阻斷后,S100A4對肺癌細胞A549和LLC的自噬抑制作用和促進增殖作用消失。第二部分的創(chuàng)新性成果和主要工作如下:1.S100A4在脂肪組織的間質細胞中表達,經t檢驗方法分析發(fā)現S100A4蛋白在高脂誘導的肥胖模型中表達降低。2.脂肪組織中間質細胞來源的S100A4能夠抑制HFD誘導的肥胖。在高脂飼料誘導后,t檢驗顯示與對照組相比,S100A4敲除小鼠更加肥胖,肝臟中脂肪沉積增多,炎癥反應增強,血清中膽固醇和甘油三酯含量明顯增高。3.利用3T3-L1脂肪前體細胞系,分別通過細胞外S100A4蛋白刺激、胞內過表達和敲低S100A4后,單因素方差分析多個不同處理組數據后發(fā)現S100A4通過激活細胞內胰島素相關通路Akt,下調炎癥因子和脂肪生成因子的表達。綜上所述,依托多種數理統(tǒng)計方法,本研究發(fā)現S100A4可通過β-Catenin信號和S100A4蛋白受體RAGE依賴的方式抑制自噬,促進非小細胞肺癌的進展。該發(fā)現揭示了 S100A4在腫瘤的進展中發(fā)揮著重要的作用,同時也將為人們研發(fā)新的腫瘤治療藥物提供了新的參考。另外,S100A4在肥胖中卻顯示出保護性作用,表現為抑制肝臟及脂肪細胞中的脂肪生成和炎癥,提示S100A4可應用于肥胖癥及代謝綜合癥(脂肪肝、糖尿病等)的治療藥物的開發(fā)。
【學位單位】：北京交通大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R734.2;R589.2
【部分圖文】：

＾邋Ｚ邋＾邐Ｔ＿ｒ邋ｇｒａｄｅ邐＃邐＃邐，逡逑圖１－２肺腺癌組織中Ｓ１００Ａ４表達統(tǒng)計逡逑ａ．在腫瘤組織中Ｓ１００Ａ４陰性、低表達和高表達所占病例的百分比；ｂ．Ｓ１００Ａ４陰性、低和高逡逑表達在不同腫瘤級別中的百分比；ｃ．不同Ｓ１００Ａ４表達水平的肺腺癌患者的平均腫瘤大小逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｓ１００Ａ４邋ｉｎ邋ｌｕｎｇ邋ａｄｅｎｏｃａｒｃｉｎｏｍａ邋ｔｉｓｓｕｅｓ逡逑ａ．邋Ｐｅｒｃｅｎｔ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃａｓｅｓ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ邋Ｓ１００Ａ４邋ｉｎ邋ｃａｒｃｉｎｏｍａ邋ｔｉｓｓｕｅｓ；邋ｂ．邋Ｐｅｒｃｅｎｔ邋ｏｆ邋Ｓ１００Ａ４邋ｎｅｇａｔｉｖｅ，邋ｌｏｗ逡逑ａｎｄ邋ｈｉｇｈ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｕｍｏｒ邋ｇｒａｄｅｓ；邋ｃ．邋Ａｖｅｒａｇｅ邋ｔｕｍｏｒ邋ｓｉｚｅ邋ｉｎ邋ｌｕｎｇ邋ａｄｅｎｏｃａｒｃｉｎｏｍａ逡逑ｐａｔｉｅｎｔｓ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｓ１００Ａ４邋ｐｒｏｔｅｉｎ邋ｌｅｖｅｌｓ．逡逑中、強，圖１－１）。根據Ｚｈａｎｇ等人的半定量評分法［１（）１］，我們對Ｓ１００Ａ４免疫組化逡逑結果進行了打分

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本文編號：2813236