MTDH通过PGK1调节乳腺癌细胞糖酵解的功能及机制研究

来源 :昆明医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suenger
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[目 的]研究异粘蛋白(Metadherin,MTDH)在乳腺癌细胞糖酵解过程中的作用,探讨MTDH是否与某种糖酵解关键酶发生相互作用,明确MTDH是否通过该关键酶影响乳腺癌细胞的糖酵解从而调控转移。[方 法](1)基于癌症基因组图谱(The cancer genome atlas,TCGA)数据库,对MTDH的mRNA表达谱进行差异分析,并分析MTDH表达量与临床病理特征的相关性及MTDH对预后的影响。(2)通过转录组测序分析MTDH可能影响的生物学功能,并通过超高效液相色谱-串联质谱法(Ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)进行非靶向代谢组学分析。(3)在乳腺癌细胞系中通过慢病毒过表达系统、shRNA、CRISPR-Cas9系统分别建立MTDH过表达、敲低或沉默的细胞株。(4)检测以上稳转细胞株的葡萄糖摄取率、葡萄糖-6-磷酸(Glucose-6-phosphate,G6P)含量、NADPH/NADP+比率、乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)活性和乳酸产量。并确定MTDH对细胞转移、增殖、凋亡能力的作用。(5)通过免疫沉淀和蛋白质谱检测分析与MTDH存在相互作用的糖酵解关键酶,并通过蛋白免疫共沉淀结合蛋白印迹(Western blotting,WB)进一步验证。利用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)和WB分析MTDH对PGK1表达量的影响。(6)在稳定过表达MTDH的乳腺癌细胞系中用siRNA敲低PGK1,再次检测细胞的一系列生物学功能。[结 果](1)TCGA数据库中数据提示MTDH在乳腺癌中高表达,MTDH在乳腺癌组织中表达高于其癌旁组织,MTDH表达水平的差异与乳腺癌患者T分期(P=0.037)、N 分期(P=0.007)、ER状态(P=0.003)、PR状态(P=0.005)、分子分型(P=0.011)和组织类型(P=3.274e-18)存在显著相关,而与患者年龄、性别、临床分期、M分期和HER2状态无关(P>0.05)。(2)转录组测序发现MTDH参与了细胞内糖代谢过程。UPLC-MS/MS结果进一步揭示了 MTDH参与糖酵解过程,尤其在丙酮酸代谢上发挥重要作用。(3)MTDH促进了乳腺癌细胞对葡萄糖的摄取及利用,增加了 G6P的含量、LDH活性及乳酸的产生,并促进NADP+向NADPH转化。此外,MTDH的确能够促进各乳腺癌细胞的增殖、转移并减弱细胞的凋亡能力。(4)蛋白质谱分析及后续WB验证MTDH与PGK1存在相互作用,并且MTDH不改变PGK1在mRNA及蛋白水平的表达。(5)在过表达MTDH的乳腺癌细胞中敲低PGK1,糖酵解相关的一系列指标均下降。并且PGK1敲低后,MTDH促进BT-549乳腺癌细胞转移的功能被阻断。[结 论]MTDH在乳腺癌细胞的糖酵解过程中发挥了重要作用,并且这一过程可能是通过与PGK1发生相互作用促进的,MTDH可通过与PGK1结合进而参与糖酵解并促进细胞转移。
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