PCB118对肝癌细胞增殖和黏附的影响及机制研究

摘要

多氯联苯 PCB(PCBs)是一种持久性有机污染物(POPs)。五氯联苯PCB118是众多PCBs的同系物之一，是最典型的多氯联苯，用于评估环境中总PCBs的直接指标。目前已经在河流、水草、鱼类体内检出PCB118，甚至在人类母乳中也发现其具有一定的含量。肝癌是危害人类健康的恶性肿瘤之一，目前肝癌发病率呈现逐年递增的趋势。相关研究调查发现，PCBs暴露能够导致哺乳动物肝癌的发生，但其具体作用机制并不清楚。本研究旨在探究PCBs最具代表性同系物五氯联苯PCB118暴露对人肝癌细胞增殖和黏附的影响及分子机制，从而为评价PCB118与肝癌发展风险的相关性提供一定的理论依据。研究内容主要包括以下几部分：
　　第一部分用10-12~10-6M的PCB118处理肝癌细胞SMMC-77214天后，采用MTT法和细胞计数法检测肝癌细胞的存活和增殖情况。结果表明，10-10~10-8 M PCB118明显促进肝癌细胞的增殖，并且这三个浓度处理6天后细胞克隆数也增多。用10-10、10-9和10-8M的PCB118暴露肝癌细胞SMMC-77214天后，培养基中的葡萄糖消耗量和乳酸生成量明显升高，并且有氧糖酵解过程中的关键因子已糖激酶HK2、丙酮酸脱氢酶激酶PDK、葡萄糖转运蛋白GLUT1和乳酸脱氢酶LDHA的表达上调，这些结果表明PCB118暴露促进肝癌细胞Warburg效应。进一步，发现Warburg效应的关键酶丙酮酸激酶M2的表达量上调，并发生核转位。利用RNA干扰技术敲减PKM2后发现PCB118诱导的Warburg效应和细胞增殖被抑制。以上结果揭示PCB118通过丙酮酸激酶M2介导的Warburg效应促进肝癌细胞增殖。
　　第二部分用10-10、10-9和10-8 M PCB118处理SMMC-7721细胞4天后，检测PCB118对肝癌细胞氧化应激水平的影响。结果表明PCB118暴露提高肝癌细胞ROS水平，降低SOD活性和GSH的含量；促ROS生成的NADPH氧化酶的亚基Nox1、Nox2、p22phox、p40phox、p47phox和p67phox的表达量均上调。为了进一步证明氧化应激在PCB118诱导的Warburg效应和细胞增殖中的作用，利用抗氧化剂拮抗PCB118诱导的氧化应激，然后检测其对Warburg效应和细胞增殖的影响。结果表明抗氧化剂的加入明显抑制PCB118诱导的PKM2的表达上调。与此相一致的是， PCB118诱导的Warburg效应和细胞增殖被明显抑制。以上结果揭示PCB118通过氧化应激调节PKM2介导的Warburg效应进而促进肝癌细胞增殖。
　　第三部分用10-10、10-9和10-8 M PCB118处理SMMC-7721细胞4天后发现细胞内芳香烃受体AhR的mRNA表达量上调。为了检测AhR在PCB118诱导的Warburg效应和细胞增殖中的作用，利用RNA干扰技术敲减AhR。结果表明，AhR敲减后，PCB118暴露引起的PKM2的mRNA和蛋白表达上调被抑制。与此相一致的是，PCB118诱导的Warburg效应和细胞增殖被明显抑制。以上结果表明，PCB118可以通过芳香烃受体途径调节PKM2介导的Warburg效应进而促进肝癌细胞增殖。
　　第四部分为了探讨五氯联苯PCB118对人肝癌细胞黏附的影响和机制，以BEL-7402为实验材料，分别用10-11~10-7M PCB118处理肝癌细胞4和6天，采用细胞聚集实验和细胞与基质间黏附分析方法检测PCB118对肝癌细胞黏附的影响。结果发现PCB118暴露6天后，明显降低BEL-7402细胞-细胞间黏附，提高细胞-基质间黏附。同时，黏附因子E-cadherin的表达水平显著降低，N-cadherin的表达水平显著升高，CD29的表达水平明显上升。这些结果表明PCB118暴露肝癌细胞后能影响细胞黏附，这可能是其促进肿瘤侵袭和转移的一个重要机制。
　　综上所述，PCB118可以通过氧化应激和芳香烃受体途径调节PKM2介导的Warburg效应，从而促进肝癌细胞增殖。此外，PCB118能改变肝癌细胞黏附能力。这些影响可能是其促进肝癌发展的重要机制。