论文部分内容阅读
背景:前列腺癌是男性生殖系统最常见的恶性肿瘤,传统治疗方法如手术或放射疗法,仍不能很好地控制癌症转移,这为前列腺癌的治疗提出了相当大的挑战。多种信号通路通过调节炎症、代谢变化参与前列腺癌发生与发展,FGF/FGFR在细胞增殖、存活、分化及迁移中的调控作用极其重要,然而多种恶性肿瘤的发生发展也与失控的FGFRs信号密切相关。FGF信号作为潜在的前列腺癌诊断与治疗的生物标志物也越来越受到关注。前期研究显示 FGFR1在前列腺癌细胞DU145中高表达,深入研究FGFR1对前列腺癌代谢组学变化以及代谢物变化调控机制可以为前列腺癌治疗提供新的方向。 方法: 1.利用CRISPR/Cas9系统敲除DU145细胞中的FGFR1基因; 2.通过核磁共振技术分析DU145细胞FGFR1敲除前后胞内外代谢产物的变化,找到差异表达代谢物。 3.根据核磁共振技术检测分析出的主要代谢途径及关键代谢物,利用q-PCR技术检测这些变化明显的糖代谢、胆碱代谢通路上的关键调节酶GLUT1, LDHA, PKM, CHKA, Pcyt-1等表达; 4.外源性给予胆碱类似物氯化胆碱后,利用Western blot检测DU145以及DU145-FGFR1-KO细胞蛋白层面上CHOK及CCTa的表达情况和FGFR1敲除前后,胆碱代谢对自噬及凋亡相关信号分子的影响。 5.利用细胞免疫荧光来进一步验证及观察 FGFR1敲除前后以及外源性给予胆碱类似物氯化胆碱后CHOK、LC3在细胞中的表达、分布状况。 结果: 1. FGFR1敲除后,细胞生物学形态改变,生长速度变慢。 2.利用最小偏二乘判别分析核磁共振结果显示,FGFR1敲除前后两组在第一主成分分开,表明两者的代谢模式可能存在显著性差异,对两组区分贡献较大的代谢物是甘油磷酸胆碱。通过对代谢物的比较分析,发现16种胞内外变化明显的代谢产物,其中能量相关代谢产物有o-胆碱磷酸、甘油磷酸胆碱、甜菜碱、肌酸、肌醇、琥珀酸、氧化性辅酶、乙酸、甲酸、丙酮酸、乳酸。羟基异丁酸、谷氨酰胺以及谷胱甘肽,氨基酸有甘氨酸、异亮氨酸。 3.相较于正常组,FGFR1敲除组中,糖代谢途径中的GLUT1、PKM、PDK1、PDK2、LDHA含量均有显著性下降(P<0.05),而 G6PD含量显著性升高(P<0.05)。在胆碱代谢途径中,Pcyt-1、CHKB表达显著性降低,而CHKA无明显变化。而肌酸代谢途径中,AMPKa表达显著性降低。 4.当FGFR1敲除后或者外源性给予氯化胆碱后,胆碱代谢调控关键酶表达异常,其中胆碱水平变化明显影响细胞凋亡与自噬相关信号分子。FGFR1敲除后,细胞自噬活性增加而抑制细胞生长,促进凋亡;当外源性给予氯化胆碱后,抑制了正常组的自噬和凋亡活性,促进FGFR1敲除组的自噬作用,凋亡影响不明显。 结论:利用CRISPR/Cas9技术敲除FGFR1后,细胞生长速度减慢,生物学形态改变。通过核磁共振技术检测得出,FGFR1敲除影响了糖代谢及胆碱代谢,影响最大的代谢物是甘油磷酸胆碱。FGFR1通过影响胆碱变化来提高前列腺癌细胞抗凋亡能力。