乳酸通过Smad/Snail信号通路抑制癌前病变细胞中癌基因诱导衰老的机制研究

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背景与目的:有氧糖酵解不仅是肿瘤细胞的一个显著特性,也是肿瘤发生的早期事件。有氧糖酵解导致了肿瘤微环境中乳酸高度累积。临床证据表明,乳酸浓度提高与不良预后相关。然而,乳酸在细胞衰老和肿瘤发生发展中的作用及分子机制知之甚少。材料与方法:通过细胞划痕实验及细胞侵袭实验,探究在乳酸诱导肺癌细胞发生EMT过程中Snail的功能。通过qRT-PCR和双荧光素酶报告基因实验,探究乳酸如何调控Snail的表达。通过ELISA实验,检测培养基上清中TGF-β1水平与细胞外乳酸的联系。通过Ras活性检测实验和SA-β-gal检测实验,确定在人肺上皮细胞BEAS-2B中乳酸在癌基因诱导衰老中的作用。通过染色质免疫共沉淀ChIP实验,确定Snail结合到p16INK4a启动子上。通过两组TCGA数据(TCGA-LUAD and TCGA-LUSC),探究SNAI1和CDKN2A基因表达的相关性。结果:本实验中,我们发现乳酸显著增强肺癌细胞的侵袭转移潜力,并且这种效应与Snail活性直接相关。另外,我们证实了细胞外酸化本身是提高Snail表达的一个直接原因,而且与LDHA依赖的丙酮酸到乳酸的转换相关。乳酸通过直接重构细胞外基质ECM,释放活化的TGF-β1,诱导Snail和EMT。我们还证实了,乳酸通过直接靶定并抑制p16INK4a,帮助癌前病变细胞逃离癌基因诱导的衰老。结论:我们的研究通过揭示细胞衰老中Snail所扮演的角色,扩展了对于EMT在肿瘤发生中所起作用的理解。本研究也揭示了,乳酸可能是一个强有力地肿瘤促进因子,并为乳酸靶向治疗的发展提供基础。
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