目的:肿瘤干细胞（cancer stem cells,CSCs）是具有自我更新,高致瘤能力的肿瘤细胞亚群。大量证据已经表明CSCs是肿瘤发生放化疗抵抗和复发反弹的元凶,因此寻找针对肿瘤干细胞的靶点有望解决上述问题。早在上个世纪,已有研究发现肿瘤细胞中存在糖原代谢,实验室近期发现乳腺癌干细胞（breast cancer stem cells,BCSCs）中糖原代谢异常活跃且发现此过程中的关键物质尿苷二磷酸葡萄糖（uridine diphosphate glucose,UDPG）发挥了重要作用,但是UDPG介导何种信号通路促进BCSCs增殖仍不清楚。本研究使用了三维蛋白纤维软胶（3D fibrin gel）的方法培养筛选肿瘤干细胞,此方法得到的细胞即肿瘤再生细胞（tumor-repopulating cells,TRCs）。通过体内外相关实验,深入探究UDPG促进BCSCs增殖中的作用以及相关分子机制。方法:（1）使用si RNA单独沉默SLC35A2或SLC35F5以及同时沉默后,观察MCF-7和T47D TRCs克隆的生长变化;（2）使用si RNA同时沉默SLC35A2和SLC35F5后,使用不同浓度UDPG处理,观察MCF-7 TRCs克隆的生长变化;（3）使用c AMP检测试剂盒检测MCF-7、T47D、SUM159 TRCs和分化完全肿瘤细胞（2D培养）中的c AMP含量;（4）使用PKA抑制剂H89和PKC抑制剂Sotrastaurin处理SUM159 TRCs,观察TRCs克隆的生长变化;（5）通过western blot检测MCF-7、T47D和SUM159 3D TRCs中NF-κB、JNK、AKT、p-38和ERK磷酸化水平的变化;（6）使用ERK抑制剂U0126处理MCF-7、T47D和SUM159 TRCs后,观察克隆的体积变化;（7）使用si RNA沉默P2Y14和UGP2,外源添加UDPG后western blot检测ERK磷酸化水平的变化;（8）构建稳定过表达P2Y14的MCF-7细胞系,ERK抑制剂U0126处理后观察TRCs克隆的体积变化和相应蛋白的表达变化;（9）使用CRISPR-Cas9基因编辑技术,稳定敲除MCF-7细胞系的UGP2,于3D纤维蛋白凝胶中培养,收集TRCs后接种至裸鼠皮下,观察肿瘤生长情况;（10）使用过表达P2Y14的MCF-7细胞系,将其种到3D纤维蛋白凝胶中,收集TRCs接种至裸鼠皮下,比较P2Y14高表达组与空载组肿瘤生长大小的差异;（11）将MCF-7种到3D纤维蛋白凝胶中后,收集细胞,接种于裸鼠皮下,使用P2Y14选择性抑制剂PPTN处理,在此基础上外源性补充UDPG,观察肿瘤生长情况;（12）通过生物信息学分析TCGA数据库中GYS1和UGP2与肿瘤细胞干性标志乙醛脱氢酶1家族成员A1（Aldehyde dehydrogenase1 family,member A1,ALDH1A1）的相关性,并通过临床样本进行验证。结果:（1）沉默SLC35A2或SLC35F5可以抑制克隆的生长,而同时沉默显著抑制克隆的生长;（2）外源性加入UDPG能够恢复同时敲降SLC35A2和SLC35F5导致的克隆抑制;（3）MCF-7、T47D和SUM159的3D TRCs比2D细胞中的c AMP含量明显上升;（4）抑制PKA通路能够抑制克隆的生长,但抑制PKC通路对克隆的生长无明显影响;（5）相比2D细胞,3D TRCs中NF-κB、JNK、AKT、p-38磷酸化水平无明显变化,而ERK磷酸化水平显著上升;（6）抑制ERK信号后,MCF-7、T47D和SUM159克隆的生长受到抑制;（7）外源性加入UDPG后,可以逆转敲降UGP2导致的ERK磷酸化水平下降;（8）过表达P2Y14后,克隆的生长明显加快,而ERK抑制剂可明显抑制克隆的生长;（9）体内人源性裸鼠模型发现,外源性加入UDPG能够恢复敲除UGP2导致的MCF-7TRCs致瘤能力下降;（10）体内动物实验证明,过表达P2Y14后,MCF-7 TRCs的致瘤能力明显增强;（11）体内动物实验证明,外源性加入UDPG不能逆转PPTN(P2Y14抑制剂)导致的致瘤能力下降;（12）通过生物信息学分析TCGA数据库发现,UGP2和GYS1与肿瘤细胞干性标志ALDH1A1有明显的正相关性,临床样本的免疫荧光结果也证实乳腺癌细胞中的ALDH1A1阳性细胞高表达GYS1、UGP2。结论:乳腺癌TRCs通过核苷糖转运蛋白SLC35A2和SLC35F5,将糖原合成途径的中间产物UDPG运输至高尔基体,再通过囊泡释放至胞外。UDPG作为细胞外信号,与P2Y14受体结合,产生下游信号c AMP,进而活化PKA,最终介导ERK磷酸化,促进TRCs生长。动物体内人源肿瘤荷瘤模型也验证了上述结论。