【摘 要】
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目的:有文献提出,肿瘤细胞中糖酵解水平上调、氧化磷酸化（OXPHOS）能力受损。近年的研究表明,有氧糖酵解水平较高的肿瘤细胞,OXPHOS活性也可以较高,且具有功能性线粒体。PI3K信号通路可通过调节FASN对细胞代谢产生影响。然而,PI3K对FASN介导的糖酵解和对氧化磷酸化的影响仍不清楚。本文旨在探讨:通过调节PI3k信号通路诱导代谢重编程的抗乳腺癌机制,以期为抗乳腺癌药物研发提供新策略。方法
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目的:有文献提出,肿瘤细胞中糖酵解水平上调、氧化磷酸化（OXPHOS）能力受损。近年的研究表明,有氧糖酵解水平较高的肿瘤细胞,OXPHOS活性也可以较高,且具有功能性线粒体。PI3K信号通路可通过调节FASN对细胞代谢产生影响。然而,PI3K对FASN介导的糖酵解和对氧化磷酸化的影响仍不清楚。本文旨在探讨:通过调节PI3k信号通路诱导代谢重编程的抗乳腺癌机制,以期为抗乳腺癌药物研发提供新策略。方法:离体实验:四种肿瘤细胞（MCF-7、4T1、BGC–823、MDA-MB–231）经不同浓度的PdpaMn治疗24 h后,MTT法检测PdpaMn的抑制作用,计算半数抑制浓度(IC50);MCF-7、4T1、MDA-MB-231细胞经不同浓度PdpaMn处理24 h后,脂肪酸活性检测试剂盒检测细胞内FASN活性;Western blot检测PKM2、LDHA蛋白表达,乳酸检测试剂盒、ATP检测试剂盒、NADH检测试剂盒、丙酮酸检测试剂盒检测细胞内乳酸含量、ATP水平、NADH含量及丙酮酸含量,评估糖酵解水平;划痕实验检测肿瘤细胞转移能力;Western blot检测PI3K蛋白表达;Western blot及PDH试剂盒检测PDH表达水平,乙酰辅酶A试剂盒检测乙酰辅酶A含量,Clark氧电极检测细胞耗氧量,评估氧化磷酸化水平。在体实验:30只6～8周龄的雌性BALB/c小鼠,采用4T1小鼠乳腺癌细胞建立荷瘤小鼠模型。将小鼠随机分为3组,每组10只,分别给予生理盐水、PdpaMn（10 mg/kg）、PdpaMn（20 mg/kg）。当瘤体体积达到一定大小后,每日测量小鼠体重及肿瘤大小。给药结束后,剖取瘤体、肝脏和脾脏,计算抑瘤率,肝脏和脾脏指数,以评价PdpaMn的抑瘤作用和毒副作用。Western blot及免疫组织化学检测肿瘤组织中FASN表达水平;乳酸检测试剂盒、ATP检测试剂盒检测小鼠血清中乳酸含量及ATP水平,Western blot检测肿瘤组织中乳酸脱氢酶A（LDHA）蛋白表达,评估糖酵解水平。Western blot检测PI3K蛋白表达。结果:离体实验结果表明,PdpaMn能抑制多种肿瘤细胞的活性。IC50值分别为MCF-726.24μmol/L、4T1 34.67μmol/L、BGC-823 58.48μmol/L、MDA-MB-231 51.35μmol/L,对MCF-7细胞抑制效果最好,对正常乳腺上皮细胞MCF-10A无明显作用,表明PdpaMn对肿瘤细胞具有一定的选择性。随着PdpaMn剂量增高,肿瘤细胞内FASN,LDHA蛋白表达显著降低;PKM2蛋白表达无显著变化。随着PdpaMn剂量增高,MCF-7、4T1、MDA-MB-231细胞内乳酸含量、NADH含量、丙酮酸含量显著降低;与对照组相比,PdpaMn可显著升高ATP水平,以上表明PdpaMn可抑制肿瘤细胞糖酵解,但能量代谢增强;同时,与对照组相比,PdpaMn可显著升高PDH蛋白表达、乙酰辅酶A含量、细胞耗氧量,表明PdpaMn可上调乳腺癌细胞氧化磷酸化水平。另外,PdpaMn可抑制乳腺癌细胞转移;且随着PdpaMn剂量增高,PI3K蛋白表达明显降低。在体实验中,成功构建了原位乳腺癌模型。经PdpaMn处理后,抑瘤率分别为33.03%（10 mg/kg）、68.11%（20 mg/kg）,且小鼠体重,肝脏、脾脏指数均无明显变化。随着PdpaMn剂量增高,肿瘤组织中FASN蛋白表达显著降低,血清中乳酸含量、LDHA蛋白表达显著降低,PKM2蛋白水平没有显著影响变化;同时发现,经不同剂量PdpaMn处理后,肿瘤组织中ATP含量显著增加。另外,肿瘤组织中PI3K蛋白表达随药物剂量的增加而显著降低。结论:PdpaMn可下调PI3K信号通路,影响FASN的表达,降低LDHA蛋白表达、抑制乳酸生成、上调ATP含量,表明代谢模式发生了变化;PdpaMn可通过影响FASN介导的糖酵解,促进氧化磷酸化;且PdpaMn可上调乙酰辅酶A含量及PDH蛋白表达,表明线粒体功能有所改善。综上所述,PdpaMn抑制乳腺癌细胞增殖及转移的机制与下调PI3K信号通路,影响FASN蛋白表达,改变乳腺癌细胞能量代谢模式有关。
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