NUBP1通过诱导铁死亡抑制肝细胞癌进展的作用和机制研究

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背景原发性肝癌是一种严重危害人类健康的消化系统恶性肿瘤。其中,肝细胞癌(HCC)是原发性肝癌中最常见的病理类型。近年来,HCC的发病率、复发率和致死率一直居高不下。HCC的发生发展过程受到多种细胞内信号通路的调控,更深入地了解其分子机制有利于人们建立起更加准确的诊断方法和有效的治疗方案。核苷酸结合蛋白1(NUBP1)是ATP结合蛋白的NUBP/MRP亚家族成员,也是细胞质铁硫簇组装器的重要组成部分,在细胞铁代谢中发挥了重要的作用。铁死亡是近年来新发现的一种调节性细胞死亡方式,以细胞内铁代谢紊乱、活性氧(ROS)稳态失调和膜脂质过氧化反应为主要特点。目前,NUBP1在铁死亡以及HCC等恶性肿瘤中的生物学作用尚不明确。本研究旨在通过细胞学和分子学实验探究NUBP1在HCC中的具体作用和分子机制。目的研究NUBP1与HCC患者生存预后的相关性,并分析其在HCC组织和癌旁组织的表达差异,明确NUBP1在HCC细胞中的生物学作用,阐明NUBP1在铁死亡中发挥的作用以及影响HCC的潜在分子机制。方法利用TCGA数据库分析NUBP1的表达与HCC患者生存预后的相关性。收集30对HCC患者的肝癌术后病理标本,通过RT-q PCR检测NUBP1在HCC组织和癌旁正常组织中的m RNA表达水平,比较这两种组织中NUBP1的表达差异。分别在HCCLM3和MHCC-97H细胞株中构建NUBP1外源性过表达和敲低表达的瞬转细胞株,通过CCK8实验和克隆形成实验研究NUBP1对HCC细胞体外增殖能力的影响。通过划痕实验和Transwell实验研究NUBP1对HCC细胞体外迁移能力的影响。在HCCLM3细胞株中构建NUBP1外源性过表达和敲低表达的稳定转染细胞株,通过裸鼠皮下成瘤实验,研究NUBP1在裸鼠体内对HCC细胞增殖能力的影响。通过流式分析NUBP1对HCC细胞周期的影响。通过ROS流式分析、细胞GSH(谷胱甘肽)检测实验、细胞MDA(丙二醛)检测实验、细胞Fe2+检测实验等铁死亡相关实验探究NUBP1是否能通过铁死亡影响HCC细胞的功能。通过Western Blot实验和免疫组化实验检测铁死亡关键酶GPX4的表达水平,进一步探究和验证NUBP1影响HCC细胞功能的分子机制。结果通过TCGA公共数据库网站分析,发现NUBP1的表达水平与HCC患者总体生存率呈正相关。通过对肝癌与癌旁正常组织的m RNA进行比对,发现NUBP1在HCC组织中的m RNA表达水平较癌旁正常组织显著降低。通过CCK8实验和克隆形成实验,发现NUBP1敲低表达后HCC细胞的体外增殖能力显著增强,NUBP1过表达后HCC细胞的增殖能力显著降低。另外,通过划痕实验和Transwell实验,发现NUBP1敲低表达或过表达对HCC细胞的迁移能力无明显影响。裸鼠皮下成瘤实验证实NUBP1敲低表达后HCC细胞在裸鼠体内的增殖能力显著增强,NUBP1过表达后HCC细胞在裸鼠体内的增殖能力显著降低。通过细胞周期流式分析,发现NUBP1敲低表达或过表达对HCC细胞的细胞周期无显著影响。通过铁死亡相关实验,发现NUBP1可导致HCC细胞Fe2+水平的上调、GSH水平的下调、ROS水平的上调以及MDA水平的上调。通过Western blot实验,发现NUBP1能抑制铁死亡关键酶GPX4的表达。通过对NUBP1敲低表达的裸鼠皮下瘤进行免疫组化实验,发现NUBP1敲低后Ki67增加,GPX4表达水平上调,进一步证实NUBP1能通过调控铁死亡影响HCC细胞的增殖能力。结论1.NUBP1表达下调与HCC患者较低的总体生存率有关,且NUBP1在HCC组织中的表达水平显著低于癌旁正常组织。2.NUBP1能抑制HCC细胞的增殖能力,但并不是通过调控细胞周期导致的。另外,NUBP1不影响HCC细胞的迁移能力。3.NUBP1能通过促进铁死亡导致HCC细胞增殖能力的减弱,且这一进程可能是通过抑制GPX4的表达而达成的。
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