癌症从根本上来说是细胞的异常生长与增殖,其通过充足的能量和丰富的物质供应来满足自身需要,因此癌症在物质能量代谢方面,如糖代谢、脂质代谢和蛋白质代谢,发生了一定程度的改变。最为著名的便是葡萄糖代谢的温伯格效应(the Warburg effect),即肿瘤细胞利用葡萄糖的无氧酵解生产自身所需的小分子物质来代替完全氧化成为二氧化碳[1]。然而其他的代谢途径,如蛋白质、核酸、脂质代谢,在肿瘤中也得到增强[2]。多数成年哺乳动物组织通过从血液中摄取游离脂肪酸(FFA)、脂蛋白,如低密度脂蛋白(LDL)来满足他们自身对脂质的需求。脂肪酸(FA)与胆固醇生物合成被限制在一小部分特定组织中,如肝、脂肪和哺乳期乳腺组织。然而,在肿瘤组织中经常可以观测到活跃的脂类物质的生物合成[3]。因此,在过去几年里,人们越来越多地关注脂质代谢在肿瘤中的作用与其调控作用。p53凋亡刺激蛋白(Apoptosis Stimulating Proteins of P53,ASPP)是一类蛋白家族的总称,其由ASPP1、ASPP2和iASPP三种蛋白组成,这类蛋白的主要功能是调控肿瘤细胞的凋亡。其中ASPP1与ASPP2可以和经典的p53分子结合,增强其与下游靶基因启动子结合,进而诱导细胞凋亡[4]。p53凋亡刺激蛋白家族都含有三部分结构,目前研究最为清楚的一部分位于C端,由重复的锚蛋白序列、SH3结构域和含有脯氨酸的结构域组成,而上述的促凋亡功能则由这部分结构发挥作用。在本组之前的研究中发现,ASPP2分子在HBV阳性的肝癌细胞系中启动子内DNA甲基化水平发生改变,进而使其表达水平降低;通过调控肝癌细胞的凋亡水平,ASPP2分子可以影响肝癌细胞生长[5]。之后我们发现ASPP2分子与肝癌脂质代谢密切相关,但其具体作用机制并不清楚,本课题将针对ASPP2在肝癌细胞脂代谢中的作用做深入研究。本课题旨在研究ASPP2分子在脂滴与胆固醇两种代谢途径的作用及作用机制。在肝癌细胞HCC-LM3中,我们先利用shRNA慢病毒干扰沉默ASPP2的表达,通过基因芯片大数据分析,发现ASPP2对HCC-LM3肿瘤细胞的多条信号通路都产生作用。这些信号通路几乎包含了肿瘤生长的全部通路,其中以脂质代谢的多条信号通路变化尤其明显,在这些脂质代谢通路中,我们着重探究ASPP2在脂滴代谢以及胆固醇代谢通路中的作用。首先,在脂滴代谢中,我们在体外通过shRNA慢病毒干扰沉默ASPP2的表达,发现肝癌细胞中脂滴水平下降,为了进一步探讨ASPP2对脂滴作用的具体机制,我们通过查询数据库及预测蛋白结合的网站,推测ASPP2分子可能与Sirt1分子结合,通过细胞内定位和蛋白质免疫共沉淀,我们证明ASPP2分子与Sirt1分子发生结合,并发现两者对脂滴产生协同作用。其次,在胆固醇代谢通路中,我们通过shRNA慢病毒干扰沉默ASPP2的表达,发现肝癌细胞中胆固醇水平上升,与此同时,肝癌细胞的干性特征增强,而胆固醇代谢通路抑制剂辛伐他汀(Simvastatin)可以抑制ASPP2沉默诱导的肝癌细胞干性特征。在体内裸鼠成瘤实验中,胆固醇代谢通路抑制剂辛伐他汀(Simvastatin)同样可以有效抑制下调ASPP2所引起肝癌生长。通过基因芯片结果发现胆固醇合成代谢通路中一系列关键代谢酶的表达水平升高,我们进而推测并通过细胞内定位和蛋白质免疫共沉淀证明了ASPP2分子与SREBP2分子发生结合,抑制SREBP2与细胞核内胆固醇合成的关键酶启动子SRE区域结合,进而对肝癌细胞产生作用。本课题阐释了ASPP2在肝癌细胞中脂滴代谢与胆固醇代谢通路中的作用:1,ASPP2可与Sirt1结合,两者对脂滴产生协同作用;2,ASPP2通过与转录因子SREBP2结合,抑制SREBP2与下游启动子结合,进而影响肝癌细胞干性特征。这些发现拓宽了我们对肝癌细胞脂质代谢通路作用的认知,这为肝癌细胞诊断提供了新的方向,为抗肿瘤药物研究提供了新的靶点,为肝癌的治疗提供了新的策略。