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肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一,它的发生及治疗越来越被人们所关注。但是其具体的发病机理至今还不清楚。mGlu5(代谢型谷氨酸受体5)是神经系统中重要受体之一,其在神经系统中的作用已经得到广泛而深入的研究。目前已发现不仅在神经系统中有mGlu5的表达,在外周组织和器官中也有表达。mGlu5与脑肿瘤及多种外周系统肿瘤的发生关系密切,阻断mGlu5可以抑制癌细胞的生长,反之,激活mGlu5可以促进癌细胞的生长。mGlu5在癌症发生发展中的重要地位已被广泛认同。近年研究发现在大鼠的肝组织、小鼠的肝细胞以及人肝癌细胞系HepG2中有mGlu5的表达,且在与肝脏相关的病理过程中发挥着重要的调节作用。然而,有关mGlu5在肝癌中的作用及其机制的研究仍是该领域的一个空白。因此,研究mGlu5在肝细胞癌中的作用有助于揭示肝癌的发病机制,并为肝癌的预防和临床治疗提供理论依据和实验证据。
本实验室前期在研究mGlu5在人肝癌细胞系HepG2中的作用时发现,mGlu5的激动剂和阻断剂影响HepG2的生长、凋亡、浸润和转移等功能,提示mGlu5在肝癌中可能发挥一定的作用。为了进一步验证上述假设,明确mGlu5在肝癌中作用,本文在前期工作的基础上,通过比较正常肝细胞和肝癌细胞发现,mGlu5的表达及活性在二者中存在差异。本实验还建立了人肝细胞癌裸鼠移植瘤动物模型,通过检测抑制mGlu5后与肿瘤生长相关的指标,从动物水平上验证mGlu5在肝癌中发挥的作用。实验结果如下:
1、mGlu5在正常小鼠肝组织,小鼠肝原代细胞以及小鼠肝癌细胞系Hepal-6中均有表达,并且在小鼠肝原代细胞和小鼠肝癌细胞系Hepal-6中的表达量不同,在Hepal-6细胞中mGlu5的表达量较高。
2、在小鼠肝原代细胞和Hepal-6细胞中,ERK信号通路对DHPG(Ⅰ组代谢型谷氨酸受体的激动剂,3,5-二羟基苯甘氨酸)的敏感性有差异。在Hepal-6细胞中,较低浓度(100μM)的DHPG即引起ERK信号通路激活,而在小鼠肝原代细胞中,激活ERK信号通路所需最小DHPG浓度为300μM。此外,DHPG刺激不引起JNK、p38等信号通路的改变。
3、激活mGlu5增加Hepal-6细胞的活力。随着DHPG浓度的增加,Hepal-6细胞活力也逐渐加强。
4、建立人肝细胞癌裸鼠移植瘤动物模型。人肝癌细胞系HepG2细胞植入裸鼠皮下一周即可长出肿瘤,在肿瘤原位注射mGh5的特异性阻断剂MPEP(2-甲基-6-苯基乙炔嘧啶)后可以抑制肿瘤细胞的生长,主要体现在肿瘤的体积、质量均有所减小。
5、在人肝细胞癌裸鼠移植瘤动物模型中,MPEP阻断mGlu5之后,导致ki67的表达量降低,ERK磷酸化降低,PCNA的表达量降低,Bcl-2的表达量减少,Bax的表达量增加,剪切的PARP增多,由此证明,阻断mGlu5可以抑制肿瘤细胞的增殖,可以促进肿瘤细胞的凋亡。
6、在人肝细胞癌裸鼠移植瘤动物模型中,MPEP阻断mGh5之后,导致基质金属蛋白酶MMP-9和MMP-2的表达量减少,由此证明,阻断mGlu5可以抑制肿瘤细胞的迁移能力。
7、在人肝细胞癌裸鼠移植瘤动物模型中,MPEP阻断mGlu5之后,导致VEGF的表达量减少,由此证明,阻断mGlu5可以抑制肿瘤细胞的微血管生成能力。
结论:正常肝细胞和肝癌细胞中mGlu5的表达和活性存在差异。阻断mGlu5可以抑制动物模型中肝癌细胞的增殖、促进肝癌细胞的凋亡,降低肿瘤细胞的迁移能力以及微血管生成能力。结合本实验室前期细胞水平上相关实验结果,本文进一步证明了mGlu5在肝癌发生发展过程中的作用。