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肿瘤细胞在特定的微环境(包括缺氧、低糖、PH降低和营养匮乏等)条件下因受到胁迫而改变生物学行为,进而发生了侵袭与转移。当局部微环境恶化时,部分肿瘤细胞受到胁迫凋亡,而存活的细胞正常的能量生成渠道被抑制。针对这一点目前大家较普遍认为,营养的获取途径为通过血管拟态的形成进而形成血管后,血液的再注入为细胞提供生存资源。但是,在血液再注入之前即原料匮乏时,肿瘤细胞通过什么途径来获取能量还是未知。本课题针对这一问题进行了初步的探讨。 课题从Twist1对胸苷磷酸化酶(Thymidine Phosphorylase,TP)的转录调控活性入手。Twist1是EMT过程的关键蛋白,TP能促进肿瘤细胞的侵袭迁移能力并且能增加肿瘤的血管密度,TP的表达活性与肿瘤的恶性程度呈正相关。双荧光报告基因实验结果显示Twist1对TP具有转录调控活性,在高分化肝癌细胞系HepG2和PLC-PRF-5中,Twist1正调控TP的表达。在分子水平上对这两种细胞系分别过表达及Knockdown Twist1和TP处理,发现Twist1/TP的过表达能够上调间充质标志蛋白 Vimentin的表达,同时抑制上皮标志蛋白 E-cadherin和Claudin3,Twist1和TP对EMT的影响具有一致性。结果表明Twist1依赖于TP来调控EMT,而TP对EMT的影响需要在Twist1表达的前提下产生,临床病理回顾性分析得到了一致的结论。 在恶性微环境下凋亡的肿瘤细胞会释放内含物,其中包括胸苷(dT)。研究显示,TP能够被分泌到体外,在机体中,TP能够酶解胸苷产生核糖-1-磷酸,核糖-1-磷酸随后会进入到戊糖磷酸途径,经过糖代谢过程产生还原力NADPH或通过耦联”瓦氏效应”产生能量 ATP。本课题通过 WB、IF和 Transwell实验探究 TP的酶解dT活性在EMT过程中的作用,结果显示在TP表达的前提下,dT的加入能显著促进EMT过程且能增强侵袭和迁移能力,同时发现dT可以抑制细胞的增殖。在局部微环境恶化时,肿瘤细胞极有可能通过Twist1对TP的正调控作用来“食尸”,经过异常戊糖途径使糖主要进入能量生成过程产生ATP促进侵袭和迁移,而不是进入 DNA合成方向。Pull down等实验证明糖酵解关键蛋白 GAPDH能够与Twist1互作,这提示GAPDH在调控肿瘤细胞摄取能量的过程中很可能扮演着重要的角色。 本课题通过分子水平研究与临床回顾性分析对局部微环境恶化时肿瘤细胞能量摄取的机制进行了初步的探索,这对完善和发展EMT及瓦氏效应具有重要的意义,同时为临床抗肿瘤提供了新靶点。