摘要目的:肺癌是世界范围内癌症相关死亡的主要原因,但其治疗研究一直没有突破性的进展,近些年,铁死亡(Ferroptosis)在抗肿瘤方面的深入研究为肺癌的治疗和预防带来了新的前景。TIGAR(TP53-inducedglycolysisandapoptosisregu-lator)作为p53诱导的糖酵解和凋亡调节蛋白,在多种恶性肿瘤中表达上调并在其中发挥促肿瘤生长作用,但是其发挥促肿瘤生长作用确切机制尚未完全阐明。因此,本课题重点论证TIGAR是否为肺癌发展过程中向肿瘤细胞提供铁死亡抗性,并深入研究其潜在机制,为TIGAR靶向基于诱导性铁死亡的肺癌治疗提供理论依据。<br> 方法:通过shRNA慢病毒干扰的方式在肺癌细胞中构建稳定敲低TIGAR的细胞株。用细胞活力实验检测不同肺癌细胞系对铁死亡诱导剂的敏感性,并检测在RSL3梯度浓度处理下TIGAR敲低后细胞活力的变化以及在RSL3处理前,Liproxstatin-1预处理、外源性NADPH回补、油酸回补和SCD1过表达后细胞活力的变化。使用RT-qPCR、Westernblot检测病人样本和细胞系中TIGAR及其相关通路基因蛋白表达水平。利用免疫荧光检测线粒体活性氧含量变化并检测shRNA慢病毒敲低感染效率以及iNap1荧光探针转染效率。通过邻菲罗啉分光光度法、MDA检测试剂盒、C11-BODIPY染色流式实验检测TIGAR敲低后肿瘤细胞的铁含量、MDA含量以及脂质过氧化等铁死亡相关指标的变化情况。将TIGAR的siRNA和iNap1荧光探针共转染至肺癌细胞中,检测TIGAR敲低后胞内NADPH的相对含量。<br> 结果:在肺癌患者肿瘤组织样品中,肿瘤组织中TIGAR的蛋白表达要明显高于癌旁组织。在不同肺癌细胞系中,利用RSL3梯度浓度处理建立诱导性铁死亡模型,发现PC9和A549中的TIGAR蛋白表达更高,铁死亡抗性最强。敲低TIGAR后,RSL3处理会加剧细胞的铁死亡,具体表现为亚铁离子含量(Fe2+)升高,MDA含量、线粒体活性氧含量和脂质过氧化产物增加。使用iNap1荧光探针检测敲低TIGAR后胞内的NADPH含量、并外源补充NADPH进行回补后,发现外源性补充NADPH能降低RSL3诱导后TIGAR敲低导致的铁死亡增加,这表明TIGAR能够通过调节磷酸戊糖途径产生的NADPH来增加肿瘤细胞对于铁死亡的抗性。除此之外,还发现TIGAR还能通过调节mTOR及SCD1介导的胞内单不饱和脂肪酸生成来增加肺癌细胞对铁死亡的抗性,TIGAR敲低后,mTOR的蛋白水平及磷酸化蛋白水平皆显著降低,其下游SCD1的转录水平及蛋白水平也显著下调。相反,在细胞中过表达SCD1或回补油酸均能有效降低TIGAR敲低后RSL3诱导的铁死亡增加,进一步验证了TIGAR能够通过调节mTOR和SCD1介导的单不饱和脂肪酸生成来参与肿瘤细胞对于铁死亡抗性的调控。<br> 结论:在肺癌细胞中明显高表达的TIGAR通过调节胞内NADPH的含量和mTOR/SCD1介导的单不饱和脂肪酸的合成,参与了肿瘤细胞铁死亡抗性的调控。
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