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摘要肺癌是全球范围内发病率及死亡率最高的恶性肿瘤之一，2018年全球肺癌新发病例约160万人。肺腺癌（Lung adenocarcinoma，LAC）是肺癌中最常见的一种病理类型，约占肺癌发病的40％，且发病率呈逐年上升趋势。尽管，近来LAC患者的诊断和治疗手段有了较大提高，但患者的生存率并没有得到明显提高。肿瘤干性维持及侵袭、转移潜能会导致癌症的复发和治疗失败。因此，深入解析LAC发生、发展的机制对于减少肺腺癌的复发具有重要的临床学意义。<br>　　众所周知，肿瘤的恶性进展是多分子、多信号通路网络调控的复杂过程。线粒体丙酮酸载体1（MPC1）是调控丙酮酸由胞质转运至线粒体的关键因子，大量的实验研究发现 MPC1在肠癌，食管癌中低表达，高表达 MPC1的肿瘤患者预后更差，但其在肺腺癌中没有被阐述。我们前期研究发现，MPC1在LAC中呈低表达，MPC1缺失可维持肺癌细胞干性及高侵袭转移能力，但机制不清。信号传导及转录激活因子3(Signal transducers and activators oftranscription3,STAT3）是JAK-STAT信号通路的下游靶分子，其磷酸化核转位在促进肿瘤发生、发展中具有重要作用。同时，我们前期预实验结果提示，MPC1可与STAT3形成复合体，这提示着MPC1对LAC恶性生物学行为的调控可能是通过调控STAT3信号通路来实现的。<br>　　基于此，我们推测MPC1与STAT3共同调节LAC的发生发展。本研究中，我们首先检测了MPC1在LAC组织和细胞中的表达水平；然后检测了MPC1对LAC细胞系干性以及侵袭和迁移能力的影响；随后，我们检测了MPC1对细胞伪足形成及基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMPs）蛋白家族表达水平的影响。此外，本研究通过分离LAC细胞的线粒体和细胞质，检测了MPC1在线粒体和细胞质中与STAT3结合的情况及在线粒体和胞质中磷酸化STAT3表达水平；最后，在动物模型中验证了MPC1对LAC发生、发展的影响。主要结果和结论如下：<br>　　1. MPC1可作为LAC患者预后良好的指标：（1）MPC1在LAC组织和细胞系中异常表达。MPC1蛋白和mRNA在9例LAC组织标本的表达显著低于癌旁组织。（2） MPC1可能作为LAC预后良好的指标：MPC1高表达LAC患者的总体生存率要显著高于MPC1低表达的LAC患者。进一步研究表明，MPC1是LAC患者总体生存率的独立预后指标。<br>　　2. MPC1参与LAC“干性”维持：（1）干性培养基诱导成球实验显示过表达MPC1抑制LAC细胞的成球能力；而沉默MPC1或使用MPC1抑制剂UK5099后肿瘤细胞克隆球的直径和数量显著高于对照组。（2）过表达 MPC1后 LAC细胞干细胞标志物NANOG、OCT4和SOX2表达水平显著下调；而沉默MPC1后上述LAC细胞干性标志物表达水平显著上调。<br>　　3. MPC1缺失可以增强LAC细胞侵袭、转移能力：（1）MPC1缺失促进LAC细胞侵袭和迁移；与对照组相比，过表达 MPC1可以抑制 LAC细胞A549和H1299的侵袭和迁移能力；而在H1299细胞中沉默MPC1或使用MPC1抑制剂UK5099后能促进细胞的侵袭和迁移能力。（2）免疫荧光伪足形成实验结果显示过表达 MPC1后invadopodia（细胞伪足的特异性标志物）阳性细胞显著减少，而敲除 MPC1后invadopodia阳性细胞显著增加。Western-blot检测结果发现，在MPC1过表达细胞中， MMP7、MMP3和MMP2蛋白表达水平较对照组显著下调；而敲除MPC1后，MMP7、MMP3和MMP2蛋白表达水平较对照组显著上调。<br>　　4. MPC1参与STAT3磷酸化水平调控及线粒体转位：（1）质谱分析显示MPC1可与STAT3相互作用；我们进一步利用Co-IP实验证实了二者的相互作用；通过线粒体分离实验发现MPC1与STAT3发生在线粒体中。（2）MPC1过表达抑制STAT3 Y705磷酸化水平上调，进一步胞浆、线粒体、细胞核分离实验检测发现过表达MPC1可以使STAT3从细胞浆进入线粒体中，从而下调胞浆磷酸化STAT3的表达，而STAT3在线粒体中的表达水平明显上调。<br>　　5. MPC1/STAT3分子轴调控LAC细胞的恶性生物学行为：（1）IL-6是磷酸化STAT3的激活剂，我们发现随着IL-6浓度的增加，磷酸化STAT3表达逐渐上调；IL-6处理能逆转过表达MPC1对LAC细胞成球的抑制能力、侵袭和迁移能力的抑制作用。（2）IL-6能逆转过表达MPC1对LAC细胞SOX2和MMP2蛋白的表达。<br>　　6.体内实验证实过表达MPC1抑制LAC进展：通过体内皮下移植瘤实验发现，过表达MPC1可以显著抑制细胞的成瘤能力，瘤体的体积和重量均明显降低；免疫组织化学染色发现在过表达MPC1的LAC移植瘤中磷酸化STAT3、SOX2和MMP2的表达显著下调。<br>　　综上所述，MPC1在 LAC组织和细胞中呈明显的低表达，过表达 MPC1可抑制LAC细胞的成球能力、侵袭及迁移能力；MPC1与STAT3相互作用抑制胞质中STAT3活化及核转位，促进STAT3的线粒体转位。此外，过表达MPC1可以抑制LAC的体内成瘤能力。