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肾细胞癌(renal cell cancer,RCC),简称肾癌,是起源于肾实质小管上皮细胞的恶性占位性疾病,其中80～85%为透明细胞癌(clear cell RCC,ccRCC)。目前,对RCC发生、发展和转移的分子机制仍未完全认识,亟需进一步的研究。本课题组前期采用全基因组测序的方法检测了 ccRCC组织和配对的癌旁肾脏组织的基因序列,并比较了两组间的差异基因,从而发现大多数ccRCC组织中线粒体亮氨酰-tRNA 合成酶(mitochondrial leucyl-tRNA synthetase,LARS2)基因缺失或发生了突变,导致其功能丧失。这提示LARS2可能在ccRCC的发生、发展中发挥重要的作用。目的:研究LARS2在ccRCC中的表达水平,LARS2对ccRCC生物学行为的影响及其发挥作用的机制。材料和方法:(I)采用qRT-PCR、Western blot和ICC的方法检测了 ccRCC细胞株和肾小管上皮细胞株中LARS2基因的RNA和蛋白质表达水平;还采用qRT-PCR、Western blot和IHC的方法检测了 ccRCC组织和对应的癌旁肾脏组织中LARS2基因的RNA和蛋白质表达水平。此外,研究了 ccRCC组织中LARS2的表达水平与患者临床病理特征的关系,并分析了 LARS2对ccRCC患者预后的影响。(2)在ccRCC细胞株OS-RC-2、Caki-1和肾小管上皮细胞株HKC中建立了 LARS2过表达的稳转细胞和对照细胞;在HKC细胞株中建立了 LARS2低表达的稳转细胞和对照细胞。随后检测了它们的增殖情况、形成克隆的能力、周期、凋亡水平、ATP含量、活性氧水平,以及OS-RC-2细胞在免疫缺陷小鼠肾脏上长出肿瘤的能力,并将稳转细胞与对照细胞的检测结果相比较。(3)用 Western blot 法检测了 LARS2 过表达的 OS-RC-2、Caki-1、HKC 细胞,LARS2低表达的HKC细胞和对照细胞中Ras/Raf/MEK/ERK、AMPKα、HIF-1α/mTOR和VHL/HIF-2α通路的激活水平,并将稳转细胞与对照细胞的检测结果相比较。结果:(1)与肾小管上皮细胞相比,ccRCC细胞中LARS2mRNA和蛋白质的表达水平降低;与癌旁肾脏组织相比,ccRCC组织中LARS2mRNA和蛋白质的表达水平显著降低(P<0.05)。LARS2mRNA的表达水平与ccRCC患者的临床病理特征相关,并且能影响ccRCC患者的预后,LARS2低表达的患者预后更差(P<0.05)。(2)与对照细胞相比,LARS2过表达细胞增殖减慢,形成克隆能力减弱,细胞周期存在G1/S期阻滞,凋亡增加,ATP含量增多,活性氧水平降低,形成肾脏肿瘤的能力减弱(均P<0.05)。与对照细胞相比,LARS2低表达细胞增殖加快,形成克隆能力增强,ATP含量减少,活性氧水平升高(均P<0.05)。(3)与对照细胞相比,LARS2过表达细胞中Ras/Raf/MEK/ERK通路、AMPKα通路和mTOR通路的活性被抑制(均P<0.05),VHL/HIF-2α通路的活性无明显变化(P>0.05)。与对照细胞相比,LARS2低表达细胞中Ras/Raf/MEK/ERK通路、AMPKα通路、mTOR通路被激活(均P<0.05),VHL/HIF-2α通路的活性无明显变化(P>0.05)。结论:本研究发现了 LARS2在ccRCC组织和细胞中的表达水平显著降低,LARS2的表达水平与ccRCC患者的临床病理特征相关并且是影响ccRCC预后的危险因素。LARS2在ccRCC中发挥抑癌性作用,敲低LARS2会导致ccRCC细胞的恶性程度增强。LARS2功能缺失在ccRCC中发挥的作用与Ras/Raf/MEK/ERK、AMPKα通路、mTOR通路被激活有关,而与VHL/HIF-2α通路无明显的关联。