Clk1基因表达下调通过糖酵解逆转增强胶质瘤细胞对化疗药物的耐受性

摘要

神经胶质瘤是最常见的神经系统原发性肿瘤，具有恶性度高、预后性差的特点。产生药物耐受性是胶质瘤患者临床治疗的主要障碍，而线粒体基因突变在许多恶性肿瘤的化疗药物耐受中发挥重要作用。线粒体基因Clk1编码辅酶Q（CoQ）生物合成关键酶，在本实验中，我们探讨了Clk1基因在胶质瘤细胞产生药物耐受过程中的作用。
　　本研究发现，Clk1基因高表达的GL261细胞对抗肿瘤药物具有较高的敏感性，而在BCNU耐受的胶质瘤细胞如U251、U87MG、T98G中Clk1基因的表达量较少。沉默Clk1基因不影响GL261细胞的增殖活力，却能显著减低BCNU或DDP诱导的细胞凋亡。此外，沉默Clk1基因的GL261细胞中细胞耐药性相关基因如MDR1、MGMT、GSTP1的表达量无明显变化。进一步的机制研究结果表明，Clk1基因沉默的GL261细胞有氧糖酵解活性显著增强，具体表现在葡萄糖消耗量增加、乳酸生成量增加、糖酵解相关酶表达量增加。采用抑制剂或siRNA干扰抑制糖酵解通路可以增强shClk1-GL261细胞对化疗药物的敏感性。另外，GL261细胞中沉默Clk1基因诱导AMPK/mTOR信号通路介导的HIF-1α表达量升高，激活AMPK（metaformine）或抑制mTOR（rapamycine）可以抑制HIF-1α表达。在GL261细胞或人源胶质瘤细胞中过表达Clk1基因可以增强细胞对BCNU的敏感性。上述结果证实了胶质瘤细胞中线粒体Clk1基因通过AMPK/mTOR/HIF-1α信号通路介导的糖酵解途径增强细胞对化疗药物的耐受性。