【摘 要】
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背景:胃癌是我国常见恶性肿瘤。由于血管生成不足和“Warburg”效应,胃癌组织处于葡萄糖剥夺和乳酸(lactic acid,LA)浸润状态。PARP1作为DNA修复酶,在氧化应激等条件下表达异常上调,使p ADPr合成增多,导致AIF在细胞核内聚集,最终诱发PARP1依赖性死亡。胃癌细胞在葡萄糖剥夺下是否发生PARP1依赖性死亡还未有报道。LA被认为是肿瘤细胞在葡萄糖剥夺下存活的关键支持者,其在
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背景:胃癌是我国常见恶性肿瘤。由于血管生成不足和“Warburg”效应,胃癌组织处于葡萄糖剥夺和乳酸(lactic acid,LA)浸润状态。PARP1作为DNA修复酶,在氧化应激等条件下表达异常上调,使p ADPr合成增多,导致AIF在细胞核内聚集,最终诱发PARP1依赖性死亡。胃癌细胞在葡萄糖剥夺下是否发生PARP1依赖性死亡还未有报道。LA被认为是肿瘤细胞在葡萄糖剥夺下存活的关键支持者,其在防止PARP1依赖性死亡的作用和机制也有待探索。目的:从细胞水平研究葡萄糖剥夺是否诱导胃癌细胞PARP1依赖性死亡,以及LA是否防止这种死亡,并探索相关机制。本课题旨在阐明胃癌细胞在葡萄糖剥夺下死亡的新机制,以及LA在胃癌细胞死亡抵抗中扮演的新角色。为接下来的研究和靶点筛选提供思路和方向。方法:采用胃癌细胞MKN28和MGC803进行实验;CCK-8检测细胞活性;乳酸脱氢酶释放实验检测细胞死亡水平;Western blot检测细胞内PARP1、p ADPr和细胞核内AIF的蛋白水平;ATP检测试剂盒检测ATP水平;ROS检测试剂盒检测氧化应激水平;NADPH/NADP+检测试剂盒检测细胞内NADPH/NADP+水平。结果:1.葡萄糖剥夺培养导致胃癌细胞活性下降,细胞死亡水平升高,PARP1、p ADPr及细胞核内AIF的蛋白表达水平上调。葡萄糖剥夺下,抑制PARP1后细胞活性上升,死亡水平降低,PARP1、p ADPr及细胞核内AIF的蛋白表达水平显著下调。2.葡萄糖剥夺培养下加入20 m M LA(p H=6.5)增加胃癌细胞活性,减少其死亡水平,并下调PARP1、p ADPr及细胞核内AIF的蛋白表达水平。Na OH碱化的含20 m M LA葡萄糖剥夺培养(p H=7.4,与葡萄糖剥夺培养基p H一致)依然能够产生上述作用。然而HCl酸化的葡萄糖剥夺培养(p H=6.5)无上述作用。3.葡萄糖剥夺培养导致胃癌细胞ATP水平下降,氧化应激水平增高。加入20 m M LA后促进ATP产生和缓解氧化应激。外源ATP(exogenous ATP,e ATP)和N-乙酰-L-半胱氨酸(N-Acetyl-L-cysteine,NAC)均能提高胃癌细胞在葡萄糖剥夺下的细胞活性,并防止其死亡。NAC能够显著下调PARP1、p ADPr及细胞核内AIF的蛋白表达水平,而e ATP无该作用。4.葡萄糖剥夺导致胃癌细胞NADPH/NADP+水平下降,加入20m M LA后NADPH/NADP+水平上升。含20 m M LA的葡萄糖剥夺培养下,LDHB敲低和IDH1抑制均导致NADPH/NADP+水平的下降,引起氧化应激水平升高,并导致胃癌细胞活性下降和死亡水平增高,以及PARP1、p ADPr及细胞核内AIF的蛋白表达水平上调。结论:1.葡萄糖剥夺导致胃癌细胞NADPH/NADP+水平降低,氧化应激水平增高,从而诱导PARP1依赖性死亡。2.LA防止胃癌细胞在葡萄糖剥夺下发生PARP1依赖性死亡,该作用与LA的酸化功能无关。3.LA通过缓解氧化应激防止胃癌细胞在葡萄糖剥夺下发生PARP1依赖性死亡,该作用与LA产生ATP的能力无关。4.LA通过LDHB和IDH1代谢,上调NADPH/NADP+水平从而缓解氧化应激,进而防止胃癌细胞发生PARP1依赖性死亡。
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