论文部分内容阅读
目的:肿瘤细胞通过代谢重编程适应微环境中的代谢压力。传统观点认为有氧糖酵解和谷氨酰胺分解代谢支持肿瘤细胞的进展。随着肿瘤代谢领域研究的不断深入,脂质代谢的作用受到越来越多的认可。脂质代谢包括脂质合成代谢和脂质分解代谢,其中脂质分解代谢在肿瘤中高度激活,受到广泛研究。细胞内脂滴(lipid droplet,LD)的降解是脂质分解代谢的核心步骤,产生的脂肪酸(fatty acid,FA)供给FA氧化和含脂生物大分子的合成,满足细胞代谢压力下的能量和物质需求。LD降解分为两条途径——脂解和脂噬。脂解是LD被细胞中的中性脂肪酶降解。脂噬是LD的自噬性降解。脂解在肿瘤中的促癌角色已经得到证实。然而,脂噬作为选择性自噬的一种,在肿瘤中发挥着背景依赖性的作用。目前,关于不同条件下脂噬在肿瘤中的作用仍需进一步研究。原发肿瘤微环境中的代谢压力促进肿瘤转移。我们之前的研究已经对这一机制进行证实,发现饥饿通过诱导自噬促进肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的侵袭和迁移。脂噬是选择性自噬的一种,在HCC细胞处于饥饿状态时激活,但饥饿条件下脂噬对肿瘤的作用目前尚不清楚。因此,本研究对饥饿条件下脂噬对HCC的作用展开探索。脂噬过程可分为三个步骤:首先,自噬小体特异性识别LD。其次,自噬小体包裹着LD并运送至溶酶体。最后,LD被溶酶体内的酸性脂肪酶降解。LD被自噬小体运送至溶酶体是脂噬的核心步骤,其中膜运输发挥了重要功能。LD表面存在多种RAB GTPases,在调控LD膜的靶向、拴系、运动和融合中发挥功能。多种RAB GTPases已被发现在饥饿条件下激活,并发挥调控脂噬功能。因此,本研究对饥饿条件下RAB GTPases是否参与调控脂噬及其相关分子机制展开探索。研究方法:1、为明确HCC中脂质代谢的作用,使用GEPIA网站(http://gepia.cancer-pku.cn/)和 Proteinatlas 网站(https://www.proteinatlas.org/)对癌症基因组图谱(The cancer genome atlas,TCGA)数据库中HCC病人的测序集进行分析,根据肿瘤组织中脂质代谢酶的表达情况将364例HCC病人分组,进行生存分析。2、为验证饥饿诱导的脂噬对HCC细胞增殖、侵袭和迁移的作用,使用免疫荧光共聚焦实验成像HCC细胞中被特异性染色的LD和自噬小体。使用Image J软件定量L D荧光染色面积和自噬小体荧光染色面积和LD与自噬小体的共定位百分比。使用试剂盒检测甘油三酯和FA水平评估脂噬激活水平。使用CCK-8实验、Transwell侵袭和迁移实验及免疫印迹实验(western blotting)检测HCC细胞的增殖、侵袭和迁移能力。3、为排除脂解作用的影响,使用酸性脂肪酶Lalistat特异性抑制脂噬。4、为探究饥饿诱导的脂噬促进HCC细胞脂噬和侵袭迁移的机制,使用实时荧光定量PCR(real-time quantitative reverse transcription PCR,real-time PCR)和western b lotting检测RABIF和RAB10的mRNA和蛋白表达情况。使用Proteinatlas网站对RABIF在泛癌中的高表达比例进行对比。使用GSVA预测RABIF的生物学功能。使用GEPIA网站对RABIF在TCGA中HCC病人癌和癌旁组织中的表达情况进行分析和对RABIF在HCC病人组织中表达和预后的关系进行分析。使用String数据库对RABIF的下游蛋白进行预测。使用GEPIA网站对TCGA中HCC病人的癌组织中RABIF与RAB1A、RAB10、RAB12和RAB15等基因进行共表达分析。结果:1、与非饥饿处理组相比,饥饿处理组HCC细胞中LD含量减少,自噬水平激活。与饥饿处理组相比,使用自噬抑制剂3M处理组HCC中LD含量增多,自噬水平降低。以上结果提示脂噬激活。使用脂噬抑制剂Lalistat处理饥饿条件下的HCC细胞,与对照组相比,实验组LD含量增多,提示脂噬被抑制。2、使用脂噬抑制剂Lalistat处理饥饿条件下的HCC细胞,与对照组相比,实验组HCC细胞的细胞活力更高,侵袭和迁移能力更高。以上结果提示饥饿诱导的脂噬促进HCC细胞侵袭迁移。3、RABIF在HCC病人组织和细胞系中高表达且与HCC病人预后相关。所有泛癌组织中RABIF在肝癌中的高表达比例最高4、RABIF的表达与HCC细胞系侵袭能力相关,高侵袭力细胞系Huh7中RABIF表达高于低侵袭力细胞系HepG2。5、RABIF可能参与调控饥饿诱导的脂噬,GSVA预测RABIF功能与脂噬有关。饥饿处理下,RABIF在HCC细胞中表达升高。6、使用sh-RABIF和sh-NC转染HCC细胞,然后进行饥饿处理。与对照组相比,实验组的HCC细胞中LD含量增多,自噬水平降低,自噬小体与LD共定位减少。以上结果提示敲低RABIF导致脂噬水平降低。7、使用sh-RABIF和sh-NC转染HCC细胞,然后进行饥饿处理。与对照组相比,实验组HCC细胞的细胞活力减少,侵袭和迁移能力降低。以上结果提示RABIF促进HCC细胞侵袭迁移。9、通过数据库筛选出RAB10。使用sh-RABIF 和 sh-NC 转染 HCC 细胞。与对照组相比,实验组的 HCC 细胞中 RAB10 表达降低,提示RABIF调控RAB10表达。对已转染sh-RABIF的细胞同时转染pcDNA3.1-RAB10和pcDNA3.1-NC。与对照组相比,实验组中脂噬水平升高。以上结果提示RABIF通过RAB10调控脂噬。10、对已转染sh-RABIF的细胞同时转染pcDNA3.1-RAB10和pcDNA3.1-NC。与对照组相比,实验组中细胞活力增加,侵袭和迁移能力增加。以上结果提示RABIF通过RAB10促进HCC细胞的增殖、侵袭和迁移。结论:本研究发现代谢压力下脂噬发挥促进HCC细胞增殖、侵袭和迁移的作用,以及发现RABIF通过RAB10促进脂噬,并促进HCC细胞增殖、侵袭和迁移。这可能是HCC细胞适应代谢压力的一种存活和转移机制,为靶向脂质代谢治疗HCC提供新的思路及理论依据。