脂氧素A4通过抑制缺氧诱导因子-1α降低肝癌细胞葡萄糖摄取的机制初探

摘要

目的： 细胞能量代谢的改变已经成为肿瘤研究的重要内容，缺氧微环境是影响肿瘤代谢的主要因素。缺氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1,alpha subunit,HIF-1α)是调节细胞对缺氧适应的关键转录因子，它也能上调细胞糖代谢限速反应的关键蛋白-葡萄糖转运体1(Glucose transporter1,Glut-1)。本课题组前期的研究证实,促进炎症缓解的内源性脂类物质脂氧素A4(Lipoxin A4,LXA4)能够抑制体外培养的肝癌细胞和皮下移植瘤小鼠模型肝癌组织的HIF-1α表达，在此基础上，本实验主要从在体和离体水平来研究探讨LXA4对肝癌糖代谢的影响及其可能机制。 方法： 1.按照课题组已经发表的方法，构建H22肝癌荷瘤小鼠模型。小鼠随机分为对照组和LXA4组，每组10只。对照组小鼠采用同样的方法注射生理盐水，LXA4组小鼠隔天腹腔注射LXA4(1μg/kg)。每天测量小鼠肿瘤大小；于荷瘤后第14天进行18F-FDG-PET成像检测，观察LXA4对小鼠肿瘤葡萄糖摄取的影响，采用免疫组织化学法检测小鼠肿瘤组织中HIF-1α、Glut-1和Ki67的蛋白表达水平，并分析各指标之间的相关性；RT-PCR法检测荷瘤小鼠肿瘤组织中HIF-1α、Glut-1的mRNA的水平。 2.采用慢病毒的方法，建立稳定高表达HIF-1α的H22细胞株。按上述方法1建立肝癌荷瘤小鼠模型。动物随机分为4组，每组10只；HIF-1α组，Vector组，HIF-1α+LXA4组，Vector+LXA4组。小鼠皮下分别移植高表达HIF-1α的H22细胞；或转染空白载体的H22细胞。小鼠分别隔天腹腔注射LXA4(1μg/kg)或生理盐水(10ml/kg)。采用免疫组织化学法检测小鼠肿瘤组织中Glut-1的蛋白表达水平。 3.离体培养人肝癌细胞株，分为常氧、缺氧、缺氧+LXA4、缺氧+YC-1、CoCl2、CoCl2+LXA4和CoCl2+YC-1等7组：分别在常氧或缺氧(1%O2)环境中培养，LXA4的作用浓度为200nmol/l，CoCl2(模拟缺氧)的浓度为50mmol/l，YC-1(HIF-1α的抑制剂)的作用浓度为50μmol/l，24h后检测上清液葡萄糖浓度、细胞中HIF-1α和Glut-1的蛋白表达水平和mRNA水平。 结果： 1.BALB/c小鼠皮下接种H22细胞后，一周左右长出明显的瘤块，随着时间延长，瘤块逐渐变大，提示模型复制成功。与对照组相比，LXA4组的肿瘤的体积较小，肿瘤组织对葡萄糖的摄取减少，HIF-1α和Glut-1的mRNA表达水平下调，HIF-1α、Glut-1和Ki67的蛋白水平降低，在对照组和LXA4组中HIF-1α、Glut-1和Ki67蛋白含量均具有相关性。 2.H22-HIF-1α和H22-Vector荷瘤小鼠模型中，免疫组化结果显示：与对照组相比，LXA4组Glut-1的蛋白表达水平降低。 3.缺氧和CoCl2处理均增加HepG2细胞对葡萄糖的摄取，上调Glut-1mRNA、Glut-1蛋白和HIF-1α的蛋白含量。LXA4能抑制上述变化。缺氧、CoCl2或LXA4对HepG2细胞中HIF-1α的mRNA表达水平均无显著影响。YC-1可以抑制由缺氧或CoCl2引起的HepG2细胞中HIF-1α和Glut-1的蛋白表达水平增加。 结论： 1LXA4能够抑制H22荷瘤小鼠的肿瘤生长，降低葡萄糖摄取以及HIF-1α和Glut-1的蛋白含量； 2LXA4能够抑制HIF-1α过表达和Vector组H22荷瘤小鼠中Glut-1的蛋白表达； 3LXA4可能通过抑制HIF-1α蛋白表达，降低缺氧引起的肝癌细胞糖摄取增加，从而抑制肿瘤的生长。

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