20200706·Kony
文獻(xiàn)信息
影響因子: 7.068
期刊年卷:J. Exp. Clin. Cancer Res. 2020 Jan 30;39(1)
DOI:10.1186/s13046-020-1528-x
作者列表: Feng J, Dai W, Mao Y, Wu L, Li J, Chen K, Yu Q, Kong R, Li S, Zhang J, Ji J, Wu J
摘要:
背景:HCC高發(fā)病,且診斷時多為晚期寺渗;索拉菲尼是晚期HCC有效的靶向分子藥物,但索拉菲尼耐藥性限制了其療效;Simvastatin是降低膽固醇的他汀類藥物,可抑制腫瘤生長
研究目的:索拉菲尼與simvastatin 聯(lián)合用藥是否可以改善HCC對索拉菲尼的耐藥性
實驗方法: 建立索拉菲尼耐藥細(xì)胞系(LM3-SR)殿托,通過WB、流式和藥物實驗檢測細(xì)胞增殖、凋亡和糖酵解水平遵岩,探究索拉菲尼耐藥與糖酵解之間的聯(lián)系;異種移植模型體內(nèi)驗證simvastatin 的作用;通過活化劑和抑制劑以及慢病毒轉(zhuǎn)染探究分子機(jī)制
實驗結(jié)果: simvastatin通過抑制PKM2介導(dǎo)的糖酵解抑制HIF-1/α/PPAR-γ/PKM2信號軸尘执,從而抑制HCC的增殖舍哄,促進(jìn)HCC凋亡。對索拉菲尼細(xì)胞再次敏感
1. 背景
據(jù)2018年全球癌癥統(tǒng)計誊锭,肝癌發(fā)病率全球排名第四表悬,誘患病因素有乙型肝炎病毒感染、酒精濫用丧靡,或黃曲霉毒素B1吸入導(dǎo)致等蟆沫,治療的手段主要是外科手術(shù)切除,經(jīng)動脈栓塞術(shù)温治,放療和化療饭庞,但通常診斷不及時以及癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散導(dǎo)致HCC發(fā)展至晚期,無法通過以上手段進(jìn)行有效治療熬荆。
索拉菲尼是一種多激酶抑制劑舟山,用于晚期HCC的一線治療。在兩項III實驗中表明卤恳,索拉菲尼可有效延長HCC患者2-3個月的總生存期累盗。然而,由于用藥6個月后產(chǎn)生的獲得性耐藥使得只有約30%的患者真正獲益纬黎。索拉菲尼耐藥的機(jī)制復(fù)雜且不確定幅骄,包括HCC細(xì)胞EGFR的表達(dá)升高、c-Jun和Akt活化本今,上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化拆座,腫瘤干細(xì)胞的比例升高,以及缺氧環(huán)境的形成等冠息。最近有研究發(fā)現(xiàn)挪凑,索拉菲尼可以破壞HCC細(xì)胞的氧化磷酸化,促進(jìn)無氧糖酵解的進(jìn)行逛艰。盡管無氧糖酵解是癌細(xì)胞的顯著標(biāo)志躏碳,但很少有研究關(guān)注無氧糖酵解與索拉菲尼耐藥之間的聯(lián)系。目前散怖,臨床上針對索拉菲尼耐藥的治療策略包括與其他藥物的聯(lián)合服用菇绵,其中有靶向特定分子的藥物,如抗-EGFR抗體(Cetuximab),細(xì)胞毒化療藥物(Epirubicin, Cisplatin,5-FU和Capectiabine)镇眷,免疫治療藥物(抗-PD-1抗體)咬最。然而,聯(lián)合療法通常受限于嚴(yán)重的副作用欠动,比如腹瀉和器官損傷永乌。因此惑申,十分需一個安全的藥物來逆轉(zhuǎn)HCC細(xì)胞對索拉菲尼的耐藥性。simvastatin 是一種降低膽固醇的他汀類藥物翅雏,競爭性抑制3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMGCR)的活性圈驼,阻礙膽固醇的生物合成。
最近有許多研究揭示了他汀類藥物同樣具有其他的作用望几,包括抗氧化绩脆、抗增殖、抗炎癥橄妆,以及發(fā)揮保護(hù)內(nèi)皮血管等作用衙伶。他汀類藥物在預(yù)防肝病如非酒精性肝病、肝纖維化和肝硬化等害碾。此外,他汀類與其他藥物聯(lián)用通常具有協(xié)同作用赦拘。然而慌随,很少有研究simvastatin與索拉菲尼聯(lián)用治療索拉菲尼耐藥的HCC,以及其對無氧糖酵解的影響
因此躺同,在此項研究中阁猜,作者聯(lián)合simvastatin與索拉菲尼處理索拉菲尼耐藥的HCC細(xì)胞,探究潛在的機(jī)制蹋艺。
2. Results
2.1 建立索拉菲尼耐藥的細(xì)胞系剃袍,并檢測耐藥細(xì)胞的特特征
細(xì)胞系:四種HCC細(xì)胞系:HCC-LM1,SMMC7721,Bel-7402和Huh7與一種肝母細(xì)胞瘤細(xì)胞系HepG2
- 索拉菲尼的半致死率濃度(IC50)檢測:索拉菲尼給藥24h捎谨,CCK-8檢測下?lián)芑钚?/strong>
Fig. 1a:4.47 μM (LM3), 8.79 μM (SMMC-7721), 8.98 μM (Bel-7402), 4.65 μM (HepG2), and 7.26 μM (Huh-7)
LM3的索拉菲尼IC50 最低民效,意味這LM3對索拉菲尼的敏感度最高,因此選取了LM3作為索拉菲尼敏感細(xì)胞涛救,隨后建立索拉菲尼耐藥的LM3細(xì)胞系用于探究索拉菲尼耐藥的機(jī)制
LM3-SR的索拉菲尼IC50為16.33uM畏邢,大約是LM3細(xì)胞的四倍,即索拉菲尼耐藥的LM3細(xì)胞成功建立检吆。
- 以索拉菲尼濃度為15uM處理索拉菲尼敏感LM3細(xì)胞和索拉菲尼耐藥LM3 舒萎,通過細(xì)胞增殖實驗和流式探究耐藥細(xì)胞的特征
Fig. 1b:15uM索拉菲尼處理后,LM3細(xì)胞克隆形成收到抑制蹭沛,而LM3-SR收到的抑制作用較低臂寝,揭示LM3-SR細(xì)胞增殖能力較LM3更強;
Fig. 1c:Hoechst 33342染色揭示LM3種凋亡(陽性)細(xì)胞顯著多于LM3-SR
Fig. 1d:流式結(jié)果表示摊灭,LM3-SR細(xì)胞暴露于索拉菲尼后凋亡的比例遠(yuǎn)低于LM3細(xì)胞咆贬。
結(jié)論:這些發(fā)現(xiàn)提示,LM3-SR細(xì)胞對索拉菲尼抗性更強斟或,收到索拉菲尼的抑制增殖和促凋亡的影響較小
2.2 索拉菲尼抗性與無氧糖酵解相關(guān)
無氧糖酵解是腫瘤細(xì)胞代謝的重要標(biāo)志素征,無氧糖酵解增強的特征包括葡萄糖大量消耗和乳酸大量產(chǎn)生。有研究表明,長期服用索拉菲尼可以導(dǎo)致無氧糖酵解增強御毅,這可能與索拉菲尼耐藥相關(guān)根欧。
- 檢測LM3-SR細(xì)胞糖代謝水平
Fig. 2a:LM3-SR細(xì)胞的葡萄糖吸收的乳酸產(chǎn)生的量均高于LM3-SR細(xì)胞,提示LM3-SR細(xì)胞糖酵解水平高于LM3-SR細(xì)胞端蛆; 此外凤粗,15uM的索拉菲尼可有效抑制LM3細(xì)胞的葡萄糖吸收和乳酸生成,而在LM3-SR細(xì)胞中的抑制作用較小今豆。
- WB檢測參與糖酵解過程的三個關(guān)鍵酶嫌拣,包括己糖激酶2(HK2),磷酸果糖激酶(PFK1)和丙酮酸激酶II(PKM2),和OXPHOS
Fig. 2b:LM3-SR細(xì)胞中糖酵解相關(guān)蛋白和OXPHOS受損相關(guān)蛋白的表達(dá)水平較高呆躲;
- 同時檢測了增殖指示分子PCNA异逐,以及凋亡標(biāo)志物Bcl-2,Bax插掂,caspase 3 和剪切的PARP
Fig. 2b:索拉菲尼對LM3-SR細(xì)胞的增殖灰瞻、糖酵解和自噬誘導(dǎo)的抑制作用受到限制,即提示索拉菲尼耐藥于糖酵解增強相關(guān)
- 相比較LM3細(xì)胞辅甥,Bel-7402細(xì)胞可能具有先天的索拉菲尼耐藥性酝润,故選擇Bel-7402細(xì)胞探索索拉菲尼耐藥的機(jī)制(Fig. S1)
- 進(jìn)一步探索體內(nèi)HCC細(xì)胞索拉菲尼耐藥的機(jī)制,將LM3和LM3-SR細(xì)胞種入裸鼠中建立異種移植腫瘤模型
Fig. 2c:LM3-SR細(xì)胞誘導(dǎo)的腫瘤體積是LM3細(xì)胞的三倍多璃弄,索拉菲尼(10mg/kg)對LM3-SR組腫瘤的抑制作用無法達(dá)到對LM3組的抑制效果要销;
Ki-67是表示腫瘤細(xì)胞的分化程度的指標(biāo),表示腫瘤增殖數(shù)值夏块。Ki-67是目前應(yīng)用較多的增殖細(xì)胞標(biāo)記物, 除了G0期不表達(dá), Ki-67在細(xì)胞繁殖的每個階段都有表達(dá), 細(xì)胞有絲分裂后Ki-67丟失抗原決定簇, 迅速降解, 其半衰期較短, 檢測結(jié)果可靠, 可較好地反映細(xì)胞的增殖活性疏咐。
[圖片上傳中...(image.png-240823-1594100116398-0)]
Fig. 2d:H&E,TUNEL和Ki-67的IHE染色結(jié)果顯示拨扶,LM3-SR組細(xì)胞壞死(粉色區(qū)域)和細(xì)胞凋亡(核深染)的比例減少凳鬓,但LM3-SR細(xì)胞含有更多的腫瘤實質(zhì)細(xì)胞,Ki-67著色也更多患民,索拉菲尼(10mg/kg)的治療效果減弱
結(jié)論:索拉菲尼耐藥的LM3-SR細(xì)胞與糖酵解水平升高相關(guān)缩举,這可能導(dǎo)致索拉菲尼體內(nèi)治療效果減弱
2.3 相比LM3細(xì)胞,LM3-SR細(xì)胞對simvastatin更為敏感
simvastatin通常用于減低血脂匹颤,最近有研究發(fā)現(xiàn)simvastatin具有抗癌和抗纖維化的作用仅孩。
- 通過CCK-8探索simvastatin對LM3,LM3-SR和正常肝細(xì)胞LO2的影響
Fig. 3a:IC50值--LM3-55.99uM印蓖,LM3-SR-14.93uM辽慕,LO2:74.92uM;LM3-SR對simvastatin 的敏感性程度是LM3和LO2的3.75倍赦肃;10uM的simvastatin 可以致死LM3-SR細(xì)胞溅蛉,而對LO2細(xì)胞的活性沒有影響公浪;
- 選擇了10uM和0uM兩個濃度的simvastatin探究其對LM3和LM3-SR細(xì)胞凋亡和糖酵解的作用
Fig. 3b-c:10uM的simvastatin 對LM3細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用不顯著,但LM3-SR細(xì)胞中細(xì)胞凋亡水平較高船侧;50uM的simvastatin對LM3和LM3-SR細(xì)胞均具有誘導(dǎo)凋亡的作用
Fig. 3d:10 uM的simvastatin無法降低LM3細(xì)胞乳酸的產(chǎn)量或葡萄糖吸收的多少欠气,而50uM的simvastatin 可有效發(fā)揮抑制作用;而無論是10uM還是50uM,simvastatin都可降低LM3-SR的乳酸產(chǎn)量和葡萄糖的吸收镜撩;
Fig. 3e:WB進(jìn)一步驗證PCNA预柒,Bcl-2,Bax袁梗,Caspase 3宜鸯,剪切的PARP,糖酵解相關(guān)你的酶和OXPOHS的蛋白表達(dá)水平
結(jié)論:相比LM3細(xì)胞遮怜,LM3-SR細(xì)胞對simvastatin更為敏感淋袖,10uM的Msimvastatin 可有效抑制LM3-SR細(xì)胞的增殖、糖酵解锯梁,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的發(fā)生
2.4 simvastatin與悚然菲尼聯(lián)合用藥可增強LM3-SR細(xì)胞對索拉菲尼的敏感性
- LM3-SR細(xì)胞對simvastatin的敏感性很高适贸,故15uM的索拉菲尼與10uM的simvastatin聯(lián)合使用,檢測simvastatin 是否能增強LM3-SR細(xì)胞對索拉菲尼的敏感性
- 不同劑量的索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合給藥涝桅,通過CCK-8分析二者聯(lián)合用藥的作用
Fig. 4a:Fa-Cl圖顯示索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合用藥具有協(xié)同作用
Fig. 4b-c:根據(jù)計算的dose reduction index(DRI)發(fā)現(xiàn),10uM的simvastatin可減少2.843倍的索拉菲尼用量烙样;凋亡實驗同樣反映出索拉菲尼與simvastatin治療聯(lián)合治療可增強LM3-SR細(xì)胞的凋亡率 冯遂;
Fig. 4d:索拉菲尼與simvastatin 的聯(lián)合用藥時,乳酸產(chǎn)量和葡萄糖吸收水平比二者單獨用藥低谒获,再一次驗證了索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合用藥對糖酵解的抑制作用蛤肌;
Fig. 4e:WB分析PCNA,Bcl-2批狱, Bax裸准,Caspase 3,裂解的PARP赔硫, 糖酵解相關(guān)酶和OXPOHS的表達(dá)水平進(jìn)一步進(jìn)行了驗證炒俱;
Fig.S2:此外,索拉菲尼(5 μM)與simvastatin(10 μM)在LM3細(xì)胞中聯(lián)合用藥同樣發(fā)揮協(xié)同作用
- 索拉菲尼與simvastatin在HCC細(xì)胞內(nèi)體聯(lián)合用藥
Fig. 4f:索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合用藥處理組小鼠的腫瘤體積明顯小于索拉菲尼或simvastatin單獨用藥組爪膊;H&E和TUNEL染色顯示索拉菲尼和simvastatin聯(lián)合用藥組壞死和凋亡區(qū)域較多权悟;
- 我們還檢查了重要器官的病理表現(xiàn),以確定Sim是否對器官功能有害
Fig. 4h :simvastatin對肝推盛、肺峦阁、腎以及心臟都沒有損傷作用
- 因為simvastatin是降血脂的藥物,因此測定了血清中脂質(zhì)的水平
Fig. 4i:simvastatin可以降低裸鼠TG耘成、TCHO和LDL-C水平榔昔,但HDL-L水平升高驹闰;而索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合給藥同樣降低血脂的水平,提示simvastatin對HCC患者的肝功能和血脂水平均有改善作用
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結(jié)論:索拉菲尼和simvastatin共處理可以通過促進(jìn)細(xì)胞凋亡和抑制糖酵解增強HCC對索拉菲尼的敏感性
2.5 simvastatin通過抑制PKM2撒会、HIF-1α和PPAR-γ增強索拉菲尼的敏感性
- 通過qPCR檢測糖酵解嘹朗、葡萄糖和脂肪酸代謝相關(guān)的基因
Fig. 5a:在18中候選基因中發(fā)現(xiàn),索拉菲尼和simvastatin共培養(yǎng)降低了PKM2茧彤,HIF-1α以及PPAR-γ(過氧化物酶體激活γ受體)的轉(zhuǎn)錄最為明顯骡显;WB檢測同樣驗證了qPCR的結(jié)果;simvastatin激活了PPAR-α的轉(zhuǎn)錄曾掂,并檢測了PPAR-α蛋白水平的表達(dá)惫谤;
Fig. 5b:與索拉菲尼單獨處理一樣,索拉菲尼聯(lián)合simvastatin共處理不能抑制PPAR-α的表達(dá)珠洗;
Fig. 5c:免疫熒光染色展示溜歪,索拉菲尼聯(lián)合simvastatin共處理后,PKM2许蓖、HIF-1α和PPAR-γ的免疫熒光強度降低蝴猪;
Fig. 5b-c:從PKM2的定位看出,索拉菲尼聯(lián)合simvastatin共處理不僅抑制PKM2的表達(dá)總量膊爪,同時特異性抑制PKM2在細(xì)胞核中的表達(dá)自阱;
Fig. 5d:通過質(zhì)-核蛋白抽提試劑盒區(qū)分蛋白質(zhì)的細(xì)胞器定位,WB進(jìn)行驗證米酬;此外沛豌,HIF-1α和PPAR-γ大多定位在細(xì)胞核,simvastatin處理可抑制二者在細(xì)胞核的表達(dá)
- 基于PKM2赃额、HIF-1α和PPAR-γ可定位于細(xì)胞核加派,作者設(shè)計了Co-IP實驗以明確他們之間的相互作用
Fig. 5e:HIF-1α和PPAR-γ可以被PKM2拉低,提示二者均可以在細(xì)胞核中與PKM2相互作用
結(jié)論:simvastatin通過抑制PKM2跳芳,HIF-1α和PPAR-γ的表達(dá)以及相互之間的作用芍锦,從而增強HCC細(xì)胞對索拉菲尼的敏感性
2.6 Sim enhances the sensitivity of Sora by down-regulating the HIF-1α/PPAR-γ/PKM2 axis
- 通過HIF-1α/PPAR-γ/PKM2信號通路的激動劑和抑制劑,探究simvastatin對HIF-1α飞盆,PPAR-γ以及PKM2的影響
Fig. 6a:50uM的FG-4592可有效上調(diào)HIF-α娄琉,PPAR-γ以及PKM2;在索拉菲尼與simvastatin 聯(lián)合用藥組桨啃,F(xiàn)G-4592誘導(dǎo)的上調(diào)發(fā)生逆轉(zhuǎn)车胡;10mM的BAY87-2243可顯著降低HIF-1α,PPAR-γ以及PKM2的表達(dá)照瘾;而在索拉菲尼和simvastatin共處理后匈棘,他們的抑制效果得到疊加
- 同樣檢測了HIF-1α,PPAR-γ和PKM2在核的表達(dá)
Fig. 6b:索拉菲尼與simvastatin共處理后析命,F(xiàn)G-4592與BAY87-2243的激活與抑制作用分別與上述相似主卫,反映出索拉菲尼與simvastatin共處理可抑制HIF-1α, PPAR-γ 和 PKM2 在細(xì)胞核的表達(dá)
- 這些結(jié)果提示HIP-1α是PPAR-γ和PKM2的上游調(diào)控因子逃默,接下來用PPAR-γ的激動劑和抑制劑再次驗證該假設(shè)
Fig. 6c:10uM的PPAR-γ的激動劑Rosiglitazone處理后,PPAR-γ與PKM2的表達(dá)上調(diào)簇搅,而HIF-1α的表達(dá)量與對照組相似完域;而索拉菲尼與simvastatin共處理后,Rosiglitazone無法再上調(diào)PPAR-γ和PKM2的表達(dá)瘩将,而HIF-1α仍保持與對照組相近的表達(dá)水平吟税;此外,PPRA-γ的抑制GW9662(2uM)可有效抑制PPAR-γ和PKM2的表達(dá)姿现,而HIF-1α的表達(dá)水平保持不變肠仪;索拉菲尼與simvastatin共處理后,PPAR-γ和PKM2表達(dá)下調(diào)更為明顯备典;
Fig. 6d:在核中异旧,HIF-1α,PPAR-γ和PKM2的變化與總蛋白水平的變化相同
實驗結(jié)果提示提佣,HIF-1是PPAR-γ的上游調(diào)控因子吮蛹,而PKM2是PPAR-γ下游的調(diào)控因子,基于此拌屏,選擇PKM2的激動劑和抑制劑再次驗證
PKM2是激酶潮针,DASSA58可以提高PKM2的酶活性,但是抑制其表達(dá)倚喂,而復(fù)合物3K可以減弱PKM2的酶活性然低,但促進(jìn)其表達(dá)
Fig. 6e:復(fù)合物K3(3uM)處理后,PKM2的表達(dá)上調(diào)务唐,而PPAR-γ與HIF-1α的表達(dá)與對照組無差異;而 復(fù)合物K3與索拉菲尼和simvastatin共處理后带兜,PKM2的上調(diào)減弱枫笛,HIF-1α與PPAR-γ的表達(dá)與索拉菲尼和simvastatin聯(lián)合處理組無差異;DASA58(40uM)與復(fù)合物K3的作用效果完全相反刚照;
Fig. 6f:細(xì)胞核中刑巧,復(fù)合物K3或DASA58處理后與總蛋白的表達(dá)變化相似
結(jié)論:HIF-1α是PPAR-γ的上游調(diào)控因子,PKM2是PPAR-γ的下游調(diào)控因子无畔,HIF-1α/PPAR/PKM2軸被simvastatin被抑制
PKM2不僅是糖酵解過程中的一個限速酶啊楚,也是核的重要轉(zhuǎn)錄因子
- 通過慢病毒包裝探索PKM2在索萊菲妮耐藥過程中的作用機(jī)制
Fig. 6g:在LM3細(xì)胞中過表達(dá)PKM2(LM3-PKM2-OE)
Fig. 6h:在LM3-SR細(xì)胞中敲低PKM2( LM3-SR-PKM2-KD )
Fig. 6i-j :LM3過表達(dá)PKM2時,PCNA表達(dá)上升浑彰;而Bax恭理,caspase-3以及OXPHOS表達(dá)收到抑制;此外郭变,乳酸產(chǎn)量核葡萄糖吸收水平增加颜价;而在LM3-SR細(xì)胞中敲低PKM2時涯保,洗寶寶增殖,凋亡抑制核糖酵解水平全部收到抑制周伦,提示LM3-SR細(xì)胞對索拉菲尼的耐藥性獲得逆轉(zhuǎn)夕春;
- CCK-8驗證LM3細(xì)胞中過表達(dá)PKM2會導(dǎo)致對索拉菲尼產(chǎn)生抗性這一假設(shè)
Fig. 6k:LM3-PKM2-OE細(xì)胞索拉菲尼半致死濃度為8。68uM(LM3:4.47uM)专挪;
Fig. 6l:LM3-SR中細(xì)胞敲低PKM2時及志,索拉菲尼與simvastatin共處理組中,相比較索拉菲尼單獨處理寨腔,simvastatin無法抑制PKM2速侈,PCNA,Bcl-2的表達(dá)脆侮,也無法上調(diào)Bax锌畸,caspase-3he OXPHOS的表達(dá);
- 結(jié)論:HIF-1α/PPAR-γ/PKM2軸是simvastatin發(fā)揮藥效的靶點之一靖避,也證實了過表達(dá)PKM2或?qū)е翷M3細(xì)胞對索拉菲尼產(chǎn)生耐藥性潭枣,而敲低PKM2或能提到LM3-SR細(xì)胞對索拉菲尼的敏感性
3. 討論
對人類來說,對索拉菲尼產(chǎn)生抗性的平均時間大約是12.2個月幻捏,但可能在幾個月到幾年之間變化盆犁,建立索拉菲尼耐藥的HCC細(xì)胞系通常需要12個周。
- 本實驗?zāi)退幖?xì)胞模型:LM3-SR細(xì)胞篡九,可耐受10uM的索拉菲尼(IC50為16.33uM)谐岁;
索拉菲尼耐藥機(jī)制的研究現(xiàn)狀:
- HCC細(xì)胞中,ERGF榛臼,c-Jun核Akt激活伊佃,EMT升高,腫瘤干細(xì)胞沛善,缺氧微環(huán)境航揉,自噬以及外泌體增加;
- 無氧糖酵解或可導(dǎo)致索拉菲尼耐藥金刁;
20世紀(jì)20年代(1920s)帅涂, Otto Warburg發(fā)現(xiàn),甚至在氧氣充足的條件下尤蛮,腫瘤細(xì)胞更傾向于通過糖酵解產(chǎn)生乳酸媳友,而不是通過氧化磷酸化快速產(chǎn)生大量的代謝中間產(chǎn)物,這一現(xiàn)象如今被稱為Warburg效應(yīng)产捞;
Fiume等人發(fā)現(xiàn)醇锚,索拉菲尼治療可破壞氧化磷酸化,促進(jìn)在葡萄糖充足的環(huán)境中生長的細(xì)胞進(jìn)行無氧糖酵解坯临;
Reyes等人發(fā)現(xiàn)搂抒,索拉菲尼核2-DG(2-脫氧-D-葡萄糖)共處理可以通過抑制ATP的產(chǎn)生協(xié)同抑制索拉菲尼耐藥的HCC細(xì)胞增殖艇搀;
Wong等人發(fā)現(xiàn),2-DG可以逆轉(zhuǎn)HCC細(xì)胞對索拉菲尼的抗性求晶;
- 本實驗:LM3-SR細(xì)胞乳酸產(chǎn)量與葡萄糖消耗較LM3細(xì)胞更多焰雕,支持了索拉菲尼耐藥的HCC細(xì)胞無氧糖酵增加;
有研究表明芳杏,simvastatin參與抑制糖酵解與索拉菲尼耐藥矩屁;
Christile等人發(fā)現(xiàn),他汀類可部分阻斷糖酵解產(chǎn)生的ATP的利用爵赵;
Huang等人發(fā)現(xiàn)吝秕,pitavastatin 和 paclitaxel的聯(lián)合用藥可以顯著降低腎細(xì)胞癌糖酵解速率;
Nowis等人空幻,報道烁峭,他汀類破壞從人類肝分離的細(xì)胞的葡萄糖吸收;
這些研究提示simvastatin或也可以有效抑制糖酵解,改善糖酵解介導(dǎo)的索拉菲尼耐藥;
- 本實驗信柿,基于他汀類多這種作用的特征,聯(lián)合simvastatin與索拉菲尼探究simvastatin是否可以提高LM3-SR細(xì)胞對索拉菲尼的敏感性:
1.分別檢測simvastatin對LM3和LM3-SR細(xì)胞的作用鬓梅,發(fā)現(xiàn),LM3-SR細(xì)胞對simvastatin(10uM)更為敏感---表現(xiàn)為simvastatin給藥后谨湘,增殖受抑制绽快,凋亡增強;simvastatin(10uM)同樣抑制無氧糖酵解水平紧阔,抑制糖酵解相關(guān)蛋白的表達(dá)坊罢;
- 索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合協(xié)同促進(jìn)LM3-SR細(xì)胞對索拉菲尼的敏感性---CI值小于1,增殖受到抑制擅耽,凋亡加強艘绍;
無氧糖酵解過程中有三個關(guān)鍵限速酶,分別為HK2,PFK1和PKM2秫筏,其中,PKM2催化糖酵解的最后一步挎挖,在多種腫瘤中均表達(dá)升高这敬;
PKM2在腫瘤細(xì)胞中主要發(fā)揮的三個作用:
(1)胞質(zhì)PKM2是一種具有高酶活性的四聚體,參與糖酵解蕉朵,為癌細(xì)胞生物合成提供更多的代謝中間體崔涂;(2)PKM2的二聚體亞型可移位至細(xì)胞核,作為轉(zhuǎn)錄共激活因子始衅,從而促進(jìn)有利于生長的基因的轉(zhuǎn)錄冷蚂,如GLUTs缭保、HIF-1、VEGF-A蝙茶、Bax艺骂、Bcl-2和PCNA;(3)PKM2還可以在氧化應(yīng)激下易位至線粒體隆夯,與Bcl-2 / Bcl-xl相互作用钳恕,從而抑制癌細(xì)胞凋亡;
基于PKM2的以上作用蹄衷,Zhang等人報道沉默PKM2可以使Hep3BSR和LM3-SR細(xì)胞對索拉菲尼再次致敏忧额;
Wong 等人發(fā)現(xiàn)PRMT6-ERK-PKM2調(diào)控軸參與HCC細(xì)胞索拉菲尼耐藥和葡糖糖代謝;
- 本實驗愧口,首次發(fā)現(xiàn)索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合用藥不僅可以抑制PKM2的表達(dá)睦番,同時抑制PKM2向細(xì)胞和的轉(zhuǎn)運;其次耍属,揭示了在LM3細(xì)胞中過表達(dá)PKM2導(dǎo)致對索拉菲尼產(chǎn)生抗性托嚣;
敲低LM3細(xì)胞PKM2-SR可有效恢復(fù)LM3-SR對索拉菲尼的敏感性;索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合治療無法抑制LM2-SR-PKM2-KD細(xì)胞的增殖恬涧,促進(jìn)其凋亡注益;這些研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步為PKM2在索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合治療中發(fā)揮至關(guān)重要的作用提供了證據(jù);
PKM2基因的表達(dá)由多種因子驅(qū)動溯捆,包括HIF-1α丑搔,STAT3,β-Catenin和NF-κB
- 本實驗提揍,發(fā)現(xiàn)HIF-1α和PPAR-γ可能參與了simvastatin對索拉菲尼抗性的再敏化作用啤月;
HIF-1α是參與細(xì)胞應(yīng)答缺氧的調(diào)控因子,可直接激活糖酵解相關(guān)基因(GLUTs和PKM2)的轉(zhuǎn)錄促進(jìn)癌細(xì)胞糖酵解;
PPAR-γ通過調(diào)節(jié)糖脂代謝在維持能量穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用劳跃,PPAR-γ在癌細(xì)胞中表達(dá)升高谎仲,導(dǎo)致腫瘤生長加速;
但PPAR-γ受體激動劑和拮抗劑在腫瘤治療過程中的作用十分復(fù)雜刨仑,因為它們都被發(fā)現(xiàn)可以抑制腫瘤細(xì)胞的生長郑诺;
PPAR-γ可以促進(jìn)脂代謝過程中葡萄糖的吸收,誘導(dǎo)糖酵解蛋白(如GLUT-4)的表達(dá)杉武;
有研究發(fā)現(xiàn)辙诞,atorvastatin可以抑制HIF-1α/PPAR-γ途徑和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的存活;
此外轻抱,Panasyuk等人報道飞涂,PPAR-γ可促進(jìn)脂肪肝中PKM2和
- 本實驗中,CoIP 發(fā)現(xiàn)PKM2可以與HIF-1α和PPAR-γ相互作用;隨后通過HIF-1α较店,PPAR-γ和PKM2激動劑軸和抑制劑在LM3-SR細(xì)胞中確定了 HIF-1α/ PAR-γ/PKM2在LM3-SR細(xì)胞中的作用(促進(jìn)糖酵解)士八;通過拯救實驗揭示索拉菲尼與simvastatin聯(lián)合用藥的效果可被HIF-1α和PPAR-γ激動劑及PKM2抑制劑逆轉(zhuǎn);這些發(fā)現(xiàn)為HIF-1α/PAR-γ/ PKM2軸作為HCC細(xì)胞對索拉菲尼再次敏化過程中simvastatin的靶標(biāo)提供了令人信服的證據(jù)梁呈;
索拉菲尼耐藥的機(jī)制復(fù)雜婚度,除了當(dāng)前對HIF-1α/PPAR-γ/PKM2軸的探究,PKM2的異構(gòu)體PKM1同樣被報道通過自噬增強糖酵解捧杉,導(dǎo)致癌細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性陕见;
此外,原癌基因c-Myc味抖,N-Myc和L-Myc在HCC糖酵解中同樣發(fā)揮重要的作用评甜;
據(jù)報道,C-Myc在HCC細(xì)胞中過表達(dá)仔涩,可通過增加糖酵解相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)(如GLUT1忍坷,LDH和PKM2)促進(jìn)Warburg效應(yīng);
相反熔脂,細(xì)胞核中的PKM2也可以調(diào)控c-Myc佩研,因為PKM2可以移位到細(xì)胞核中,作為β-catenin的輔激活劑霞揉,誘導(dǎo)c-Myc表達(dá)旬薯,導(dǎo)致c-Myc靶向基因的表達(dá);
此外,c-Myc高活性將增強癌細(xì)胞中谷氨酰胺分解适秩,促進(jìn)癌癥進(jìn)展绊序;
基于以上,作者預(yù)測c-Myc可能成為治療HCC下?lián)芩骼颇崮退幍臐撛诎悬c秽荞。
4. 結(jié)論
- simvastatin與索拉菲尼聯(lián)合用藥具有安全性保障骤公,不會損傷肝功能或造成其他器官的損傷;
- simvastatin可以抑制HIF-1α/PPAR-γ/PKM2軸扬跋,抑制PKM2介導(dǎo)的糖酵解阶捆,降低HCC細(xì)胞的增殖速率,促進(jìn)其凋亡钦听,從而對索拉菲尼再次致敏