糖代谢机制在丹参酮ⅡA和姜黄素抑制食管癌细胞增殖的作用研究

近年来发现细胞代谢异常是肿瘤细胞增殖的一个重要因素,而一些天然产物具有很好的抗肿瘤作用,但其对肿瘤细胞代谢水平的影响和作用机制目前尚未完全阐明。本课题观察天然产物姜黄素和丹参酮ⅡA能否通过抑制肿瘤糖酵解途径,进而抑制肿瘤细胞增殖。姜黄素对食管癌Ec109细胞产生剂量依赖性抑制作用,可以诱导其出现G2/M周期阻滞。姜黄素下调糖酵解关键酶,包括葡萄糖转运蛋白(GLUT4),己糖激酶(HK2),果糖磷酸激酶(PFKFP3)和丙酮酸激酶(PKM2)的mRNA和蛋白表达。姜黄素诱导Ec109细胞中腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)通路蛋白的显著性激活,并且呈浓度依赖性;AMPK激活剂AICAR促进了姜黄素介导的Ec109细胞中糖酵解酶的下调,然而其抑制剂compound C逆转了姜黄素介导的Ec109细胞中糖酵解酶的下调现象,同时,小分子干扰RNA特异靶向AMPK显著地逆转了姜黄素介导Ec109细胞中糖酵解酶的下调现象。敲低GLUT4,HK2,PFKFP3和PKM2的表达后Ec109细胞存活率降低,然而敲低AMPK后促进Ec109细胞的增殖,此现象表明姜黄素对Ec109细胞增殖的抑制是通过促进AMPK的磷酸化激活AMPK信号通路来实现的,并最终抑制了Ec109细胞的增殖。丹参酮IIA能够显著的抑制Ec109细胞增殖,可以诱导其出现S期阻滞。丹参酮IIA诱导Ec109细胞中GLUT4,HK2,PFKFP3和PKM2表达的显著性下调。敲低PKM2后可以促进丹参酮ⅡA诱导Ec109细胞中PKM2表达的显著性下调。TargetScan软件预测PKM2是miR-122的潜在靶标,敲低miR-122后Ec109细胞中PKM2的表达明显升高,而miR-122过表达显著抑制了PKM2的表达,结果表明Ec109细胞中miR-122是PKM2表达的负调控子,丹参酮ⅡA诱导miR-122上调与PKM2的表达呈负相关。丹参酮ⅡA诱导miR-122上调有助于抑制Ec109细胞增殖,其通过靶向下调PKM2的表达实现。研究表明丹参酮IIA对PKM2表达的下调是通过促进miR-122的表达上调来实现的,并最终抑制Ec109细胞的增殖。综上所述,代谢重编程的逆转在丹参酮ⅡA和姜黄素抑制Ec109细胞增殖中起着关键作用。深入认识糖酵解途径中限速酶和通路蛋白在肿瘤的发生发展中起到怎样的机制,从而为进一步解释Warburg效应的分子机制,以及研发出靶向调控肿瘤代谢的药物提供了新思路。