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目的:根据2018年全球肿瘤流行病统计数据报告显示,1810万癌症新发病例中肺癌约占11.6%,在960万癌症死亡病例中约有18.4%归因于肺癌。在肺癌的相关风险因素中,吸烟以及二手烟是主要的肺癌致病原因。其中金属镉是烟草及烟草烟雾中五大致癌物质之一,同时职业性镉暴露也被强调与肺癌的发生相关。而长期持续的镉暴露会导致肺纤维化、肺气肿和肺癌。所以了解和探究镉的肺毒性及其潜在机制尤为重要。我们的前期研究发现,ATG4B介导的自噬在镉诱导的A549细胞增殖和侵袭中起到关键作用,本研究旨在探究氯化镉(CdCl2)促进A549和HELF细胞增殖的可能机制。方法:本研究以腺癌人肺泡基底上皮细胞(A549细胞),人胚肺成纤维细胞(HELF细胞)作为实验模型,采用免疫印迹试验(Western Blot)检测氯化镉对A549和HELF细胞自噬、有氧糖酵解和细胞周期蛋白表达的影响。MTT法检测氯化镉对A549和HELF细胞的细胞增殖率的影响,及糖酵解抑制剂2-脱氧-D-葡萄糖(2DG)对氯化镉诱导的细胞增殖的影响。使用葡萄糖含量测定试剂盒、乳酸含量测定试剂盒测定氯化镉处理不同时间后培基中葡萄糖、乳酸含量。利用ATP含量测定试剂盒测定氯化镉处理不同时间后细胞中ATP含量。运用自噬抑制剂3-Methyladenine(3MA),Chloroquine(CQ),通过蛋白质印迹法检测自噬对糖酵解和细胞周期的影响。利用小干扰RNA(siRNA)和过表达质粒,通过蛋白质印迹法观察自噬相关基因对糖酵解、细胞周期和增殖的影响。结果:A549和HELF细胞分别2μM和0.05μM的CdCl2处理不同时间(12,24,36,48小时)后,培基中葡萄糖含量明显低于对照组,乳酸的释放量显著升高(P<0.05),ATP含量升高(P<0.05),糖酵解相关酶:葡萄糖转运蛋白(GLUT1)、己糖激酶(HK II)、丙酮酸激酶(PKM2)和乳酸脱氢酶(LDHA)蛋白水平呈时间依赖性增加(P<0.05),提示CdCl2诱导A549和HELF细胞中有氧糖酵解升高;同时细胞周期蛋白Cyclin D1,Cyclin E显著高于对照组(P<0.05);自噬相关蛋白LC3显著上调,P62在CdCl2处理的整个过程中显著降低(P<0.05)。糖酵解抑制剂2DG处理后,显著降低了CdCl2诱导的A549和HELF细胞的生长(P<0.05),并降低CdCl2诱导的Cyclin D1和Cyclin E的表达(P<0.05),表明糖酵解在镉促细胞增殖中起到重要作用。3MA预处理后CdCl2染毒48小时和CQ与CdCl2共处理48小时后,糖酵解相关蛋白以及周期蛋白较单独染毒组表达降低(P<0.05),提示CdCl2诱导的A549和HELF细胞中的糖酵解水平、细胞周期升高是自噬依赖的。在siATG4B处理的A549中,与单独染CdCl2组比较,糖酵解相关蛋白表达降低(P<0.05);而过表达ATG4B后,糖酵解相关蛋白表达升高(P<0.05)。ATG4B质粒转染和2DG联合处理细胞,结果显示与单独过表达ATG4B组比较,细胞周期蛋白表达降低(P<0.05),提示ATG4B介导的自噬促增殖作用是通过糖酵解途径而实现的。结论:ATG4B介导的自噬依赖性糖酵解在CdCl2诱导A549和HELF细胞的增殖中发挥了重要作用。