牙龈卟啉单胞菌通过xCT受体调控食管癌细胞谷氨酰胺代谢

摘要

目的探讨牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)通过膜受体分子-溶质运载蛋白7家族成员11(solute cartier family 7 member 11,SLC7A11,又称xCT)调节食管鳞癌细胞谷氨酰胺代谢的作用及机制。方法基于人类全基因组库筛选Pg感染食管鳞癌细胞所需的宿主因子;运用免疫共沉淀、NanoBiT活细胞实时蛋白相互作用和免疫荧光实验探索Pg的主要毒力因子鞭毛蛋白(fimbriae,FimA)和宿主细胞受体分子xCT之间的相互作用关系;构建xCT基因敲除小鼠模型,Pg口腔灌胃4周后剥离小鼠食管组织,利用RNAscope原位杂交检测小鼠食管黏膜Pg的载菌量;采用qRT-PCR、Western blot和还原型/氧化型谷胱甘肽试剂盒测定Pg感染对食管癌细胞内谷氨酰胺代谢及其合成酶表达的影响。结果全基因组筛选测序分析及细胞活力测定结果表明,xCT能够增强Pg在胞内的定殖从而促进食管癌细胞增殖;免疫共沉淀、NanoBiT实验和免疫细胞荧光实验结果表明,xCT与Pg鞭毛蛋白FimA可直接结合并相互作用;体内实验结果表明,xCT基因敲除小鼠食管上皮中Pg载菌量显著低于野生型小鼠(P<0.01);qRT-PCR、Western blot和还原型/氧化型谷胱甘肽测定发现,感染Pg后食管癌细胞的谷氨酰胺合成酶(glutaminase-1,GLS1)以及还原型/氧化型谷胱甘肽比率显著高于未感染组,差异具有统计学意义(均P<0.01)。结论xCT是Pg入侵食管癌细胞的重要受体分子之一;Pg入胞后能显著增强肿瘤细胞谷氨酰胺代谢。上述研究为食管癌的病因学和防治策略提供了理论依据。