PLCε调节谷氨酰胺酶介导的谷氨酰胺代谢并促进膀胱癌的发生

来源 :重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tiger_adan
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目的谷氨酰胺是血液中含量最丰富的氨基酸之一,对于细胞的代谢和生长十分重要,且肿瘤的代谢特征之一就是谷氨酰胺成瘾。本研究旨在探讨膀胱癌是否存在代谢异常并且谷氨酰胺对膀胱癌生长的影响,以及膀胱癌细胞生长过程中谷氨酰胺成瘾的机制。通过基因芯片和质谱分析PLCε与谷氨酰胺代谢之间存在相关性,并且进一步探究PLCε是否通过调节GLS介导的谷氨酰胺代谢改变影响膀胱癌细胞自噬和凋亡,从而促进膀胱癌发生的机制。方法:(1)通过数据库分析PLCε、GLS在膀胱癌中的表达。以及通过PLCε干扰的慢病毒感染膀胱癌细胞T24,再提取对照组和sh PLCε组总RNA,利用Aligent 4×4K全基因组芯片检测进行KEGG富集和GO分析,并通过LC-MS/MS和GC-MS质谱分析对照组和sh PLCε组的细胞中谷氨酰胺、谷氨酸等多种氨基酸的含量变化。Q-PCR和WB实验验证在膀胱永生化上皮细胞SV-HUC-1、以及膀胱癌细胞T24、EJ中PLCε、GLS的表达。Q-PCR和WB检测敲低PLCε的效果验证以及对GLS表达的影响。同时GLS试剂盒和质谱分析沉默PLCε对细胞内谷氨酰胺酶活性以及谷氨酸含量的影响。(2)Q-PCR检测非膀胱癌组织(n=17)和膀胱癌组织(n=39)中PLCε、GLS的表达情况;免疫组织化学染色分析PLCε、GLS在非膀胱癌组织(n=18)和膀胱癌组织(n=48)中的表达情况以及相关性分析,并分析与临床各参数之间的关系。(3)通过克隆形成和免疫荧光检测剥夺谷氨酰胺后对膀胱癌细胞增殖和自噬的影响。以及q-PCR和WB检测剥夺谷氨酰胺后对PLCε、GLS、增殖分子PCNA、自噬分子LC3、p62表达的影响。(4)透射电镜、免疫荧光和流式细胞术检测沉默PLCε后自噬小体数量变化和细胞凋亡率的变化。Q-PCR和WB检测敲低PLCε对自噬分子LC3、p62以及凋亡分子Bax的影响。(5)在敲低PLCε的基础上,过表达GLS后,通过免疫荧光和流式细胞术检测对自噬小体和细胞凋亡率的变化,以及WB检测对自噬分子LC3、p62以及凋亡分子Cleaved-Caspase3的影响。以及单独敲低GLS对自噬和凋亡的影响。数据库分析JNK/c-JUN与GLS的相关性,以及MTT试验探索JNK/c-JUN抑制剂SP600125的作用浓度。在敲低PLCε的基础上,进一步添加SP600125,通过GLS试剂盒检测对GLS酶活性影响以及WB检测对GLS、JNK/p-JNK、c-JUN/p-c-JUN蛋白水平的影响。结果:(1)数据库分析PLCε、GLS在膀胱癌中高表达;KEGG和GO分析结果显示:PLCε与谷氨酸,天冬氨酸代谢密切相关;与健康人相比,膀胱癌患者中谷氨酰胺含量降低,下游氨基酸谷氨酸、天冬氨酸等含量升高。相较于SV-HUC-1,在T24、EJ中PLCε、GLS高表达;同时敲低PLCε抑制GLS的表达,并使细胞内谷氨酸含量和谷氨酰胺酶GLS活性降低。(2)Q-PCR和IHC结果显示,与非膀胱癌组织相比,PLCε、GLS在膀胱癌组织中表达较高且呈正相关,并与临床分期显著相关;(3)克隆形成结果显示,剥夺谷氨酰胺后抑制膀胱癌细胞的增殖,敲低PLCε后进一步抑制增殖;免疫荧光结果显示,剥夺谷氨酰胺后促进膀胱癌细胞自噬,敲低PLCε进一步促进自噬。同时q-PCR和WB结果表明,剥夺谷氨酰胺后使GLS、PCNA、p62表达降低,自噬分子LC3表达增高,PLCε没什么变化。(4)透射电镜结果显示,敲低PLCε,使细胞内自噬小体数量增加。以及免疫荧光和流式细胞术结果显示敲低PLCε,使细胞内自噬小体数量和细胞凋亡率增加。q-PCR和WB共同表明敲低PLCε,使自噬分子LC3和凋亡分子Bax的表达增加,p62表达降低。(5)与对照组相比,加入过表达GLS后,细胞凋亡率降低,自噬小体数量减少。与sh PLCε组相比,加入过表达GLS后,使T24和EJ中凋亡分子Cleaved-Caspase3,以及自噬分子LC3,p62表达逆转,而PLCε无明显变化;单独敲低GLS,使凋亡分子Cleaved-Caspase3,Bax和自噬分子LC3表达增高,p62表达降低。与sh PLCε组相比,加入JNK抑制剂SP600125后,T24和EJ中的JNK,c-JUN,GLS表达和酶活性将进一步降低。结论膀胱癌中存在谷氨酰胺代谢异常,PLCε与谷氨酰胺代谢具有相关性,敲低PLCε抑制谷氨酰胺代谢;膀胱癌组织中PLCε与GLS具有相关性并且与肿瘤分期有关;谷氨酰胺在膀胱癌中通过促进GLS表达促进增殖和抑制自噬;PLCε通过GLS调节膀胱癌细胞的谷氨酰胺代谢,并抑制自噬和凋亡,从而促进肿瘤的发生;同时PLCε可通过JNK/c-JUN调节膀胱癌细胞内GLS的表达。
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