缺氧诱导Periostin蛋白高表达并通过激活Akt/PKB通路促进非小细胞肺癌细胞的生存

摘要

人类的肿瘤发生是一个复杂的多步骤的过程，由于基因组不稳定性的增加，致使正常组织发生一系列遗传变异、表观遗传改变和体细胞突变。肿瘤细胞通过与邻近宿主各成分之间相互作用形成肿瘤--宿主界面微环境，进而调控多种胞内信号通路来协调细胞应对不同微环境的适应性生长。肿瘤微环境因其独特的生理特征，对肿瘤的增殖、侵袭、迁移、粘附能力及新生血管的形成有重要影响，是肿瘤不断恶化并发生转移的重要原因。缺氧作为其中的显著特征之一，在细胞增殖、生存、血管生成、免疫监控、肿瘤细胞的新陈代谢，以及肿瘤的侵袭转移中发挥着重要作用。Periostin蛋白作为细胞外基质成分中Matricellular Proteins家族的一员在多种人类癌症中有过表达，可参与介导细胞与基质间的相互作用，进而促进肿瘤细胞的粘附、迁移和生存。我们前期的合作研究表明，Periostin蛋白可通过增强细胞生存的能力，促进结肠癌细胞的转移生长。但在缺氧条件下Periostin蛋白对肺癌细胞是否具有同样的作用，目前尚未清楚。 本文中，我们以非小细胞肺癌A549细胞为研究对象，采用化学诱导剂CoCl2和DFO处理模拟肿瘤微环境的缺氧状态，通过Western blot、RNA干扰、凋亡检测试剂盒和Hoechst染色等技术，研究Periostin蛋白对非小细胞肺癌细胞在环境应激条件下生存的影响及其作用的分子机理。结果表明，缺氧可诱导人非小细胞肺癌A549细胞Periostin蛋白高表达，且该效应受缺氧诱导生长因子TGF-α与bFGF调控。此外还发现，TGF-α与bFGF通过激活RTK/PI3-K信号通路调控Periostin蛋白的表达，Periostin蛋白则可进一步通过激活Akt/PKB信号通路促进缺氧条件下A549细胞的生存。因此，研究Periostin蛋白在缺氧条件下促进肿瘤细胞生存作用的分子机理，将有利于了解肿瘤微环境应激条件下Periostin作为一种新型拮抗基因的功能，而且也可能为非小细胞肺癌的临床检测和治疗提供新的靶点。

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论文说明：英文缩略语对照表

声明

1 前言

1.1肿瘤微环境

1.2缺氧——肿瘤微环境的重要特征之一

1.2.1缺氧条件下的细胞应答

1.2.2 HIF-1信号通路

1.2.3缺氧在肿瘤发生发展中的作用

1.3细胞外基质与Matricellular Proteins

1.3.1 细胞外基质的定义与功能

1.3.2 Matricellular Proteins家族

1.3.3 Periostin的结构与生物学特性

1.3.4 Periostin在肿瘤中的表达

1.3.5 Periostin在肿瘤发生中的作用

1.3.6肿瘤发生过程中Periostin的调控因子

1.4本课题研究的目标、内容和意义

1.4.1 课题研究的目标和内容

1.4.2课题研究的理论意义和实际意义

2材料与方法

2.1实验药品、试剂与仪器

2.2实验方法

3结果与分析

3.1缺氧促进Periostin在A549细胞中的表达

3.2 TGF-α与bFGF通过RTK／P13-K信号通路增强Periostin在A549细胞中的表达

3.3 RTK／P13-K信号通路是缺氧诱导Periostin表达所必需的

3.4 Periostin可抵抗缺氧造成的细胞凋亡

3.5 Periostin通过激活Akt／PKB信号通路促进细胞生存

4讨论

5结论

6参考文献

致谢