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前言：恶性肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一,其发病率呈逐年上升趋势。肿瘤发生的机制研究是肿瘤预防和治疗的关键。近年来,肿瘤细胞代谢与肿瘤细胞迁移及增殖的关系研究是肿瘤发病机制及防治的热点,已成为抗肿瘤药物研发的新靶点。肿瘤细胞的恶性增殖使其对葡萄糖等营养物质的摄取增加,即使在氧供应充足的情况下仍以糖酵解代谢而非线粒体的氧化磷酸化作为其能量代谢的主要形式,这种代谢的再编程是肿瘤细胞代谢的显著特征,被称为Warburg效应。我们发现功能未知的CCDC152基因(Coiled-Coil Domain Containing152)的3’-非编码区(3’-UTR)与硒蛋白P的3’一UTR形成“尾对尾”的天然反义转录(Natural Antisense Transcripts, NATs),而硒蛋白P能够抑制肿瘤细胞的Warburg效应,因此本实验研究了CCDC152基因参与肿瘤细胞Warburg效应的调节机制。结果表明CCDC152以NATs的方式抑制硒蛋白P的翻译,进而激活AMPK(Adenosine Monophosphate-activated Protein Kinase),导致细胞有氧糖酵解的增强和脂肪的积累,并引起细胞内微量元素硒在硒蛋白间的再分配。同时,我们发现CCDC152转录受肿瘤抑制因子p53和转化生长因子(TGF-β1)的双重调节,p53具有抑制CCDC152表达的作用,而TGF-β则具有激活的作用。临床肿瘤样本研究发现CCDC152基因在胰腺癌细胞中高表达,同时与p53和TGF-β的异常表达呈相关性。材料及方法：1)研究CCDC152调节硒蛋白P的NATs机制：首先构建了硒蛋白P、CCDC152基因含T7启动子的转录载体,利用RNA酶保护实验(RPA)来证明基因CCDC152与硒蛋白P之间的NATs结构；然后,构建了硒蛋白P、CCDC152表达载体,用Western Blot检测I(?)CCDC152对硒蛋白P的调节作用及Argonaut-2蛋白的表达变化；最后,用Real-time PCR的方法在转录水平检测各种硒蛋白在过表达CCDC152细胞中的表达。2)研究CCDC152调节肿瘤细胞Warburg效应的机制：首先构建了硒蛋白P、CCDC152表达载体,稳定转染HepG2细胞,通过测定葡萄糖、乳酸和谷氨酰胺含量的变化来检测Warburg效应；然后用Western Blot检测AMPKα、P-AMPK蛋白的表达变化；最后用油红-O脂类染色研究CCDC152细胞中脂肪的堆积。3)研究TGF-β和p53对CCDC152启动子的表达调控：首先,构建了CCDC152启动子、p53、Smad2、Smad3表达载体,用荧光素酶报告基因的方法研究p53和TGF-8对CCDC152基因的调控作用；然后,用Real-time PCR的方法分析了TGF-P和p53对内源性CCDC152表达的影响。4)最后通过组织芯片的方法进一步研究了硒蛋白P、CCDC152、p53在胰腺癌中的表达。结果：1)RNA酶保护实验结果证明了CCDC152基因的3’-UTR与硒蛋白P的3’-UTR形成互补的反向配对现象,即天然反义转录；Western Blot检测显示转染CCDC1523’-UTR的细胞硒蛋白P表达显著减少,Ago2蛋白合成增加；Real-time PCR结果显示在CCDC152细胞中所有硒蛋白表达量变化DIO1最为明显,即在CCDC152细胞中硒蛋白P受影响而表达量下调,引起了细胞内DIO1的明显提高。2)CCDC1523’-UTR的表达使HepG2细胞糖有氧酵解的增加,葡萄糖、谷氨酰胺消耗和乳酸的积累,同时细胞中脂肪滴堆积；CCDC1523’-UTR的表达诱导了AMPK的激活。3)预测CCDC152启动子区含有p53和TGF-β的作用序列,荧光素酶报告基因法结果显示,培养液中加入TGF-p或共转染Smad2/3增强CCDC152启动子活性,而转染了p53后,CCDC152启动子活性则减弱。4)胰腺癌组织中存在有CCDC152的高表达,与肿瘤组织p53的低表达及硒蛋白P的缺失呈相关性。结论：1)CCDC1523’-UTR通过与硒蛋白P基因形成“尾对尾”的天然反义转录(NATs)来抑制硒蛋白P的合成,从而导致细胞内硒在硒蛋白的再分配。2)CCDC152基因3’-UTR的表达增强了肿瘤细胞的Warburg效应及脂肪堆积。其机制可能是CCDC1523’-UTR抑制硒蛋白P的表达,而硒蛋白P合成减少,导致了AMPK的活化,即磷酸化,AMPK的活化是糖酵解增强及脂肪堆积的主要因素之一。3)CCDC152基因的表达受p53和TGF-β的调控,p53具有抑制作用,TGF-β则具有激活作用。4)CCDC152在肿瘤组织中的高表达及其增强Warburg效应的现象,揭示了CCDC152可能是一种新的癌基因。本论文提出了CCDC152调节Warburg效应的网络,结果提示CCDC152可能是一种癌基因,成为癌症和脂肪肝治疗的新靶点。同时,建立了CCDC152调节肿瘤细胞Warburg效应的模型,为本实验室后续抗肿瘤中药药物筛选奠定基础。