腫瘤微環(huán)境中有氧糖酵解調(diào)控新機制

    腫瘤微環(huán)境中，低氧信號通路、外泌體及l(fā)ncRNA所發(fā)揮的作用是目前研究人員密切關(guān)注的內(nèi)容。這里小編給大家分享一篇NCB（Nature Cell Biology）上發(fā)表的相關(guān)代表性研究。doi: 10.1038/s41556-019-0299-0。該工作模式圖如下。

                                                                               模式圖
    首先作者在組織樣品中通過巨噬細胞表明標(biāo)志CD68與糖酵解標(biāo)志基因GLUT4、GLUT1的IHC、IF檢測以及TUNEL法凋亡檢測，發(fā)現(xiàn)臨床乳腺癌樣品中，巨噬細胞浸潤處糖酵解水平更高、凋亡水平更低。接下來作者在巨噬細胞和乳腺癌細胞系共培養(yǎng)的細胞模型中，通過測定葡萄糖消耗、乳酸產(chǎn)量和細胞外酸化率證實，乳腺癌來源原代巨噬細胞能上調(diào)乳腺癌細胞的糖酵解水平。結(jié)果見圖1.

                                                                                圖1
    問題1：在該處理下，乳腺癌細胞糖酵解水平為什么會提高呢？鑒于缺氧相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子HIF-1α在細胞氧應(yīng)答通路中的核心調(diào)節(jié)作用，作者首先檢測和HIF-1α的蛋白水平變化，發(fā)現(xiàn)了乳腺癌巨噬細胞處理后，乳腺癌細胞系中HIF-1α蛋白穩(wěn)定性顯著增加，而轉(zhuǎn)錄水平（mRNA）無顯著差異。在乳腺癌細胞系中敲低HIF-1α后，乳腺癌巨噬細胞促進其糖酵解并抑制凋亡的功能將被阻斷，這證實HIF-1α參與該過程的下游調(diào)控。結(jié)果見圖2.

                                                                               圖2
    問題2：巨噬細胞是通過什么作用或分子發(fā)揮該功能？通過梯度離心分離巨噬細胞培養(yǎng)液中不同組分后，作者發(fā)現(xiàn)細胞外囊泡而不是其他上清組分發(fā)揮該功能。通過抑制RAB27阻斷外泌體分泌后，癌癥巨噬細胞與乳腺癌細胞共培養(yǎng)將不再促進其糖酵解過程。作者接下來便檢測不同巨噬細胞及其外泌體和受體細胞MAD-MB-231在處理前后的表達譜變化，得到5個候選靶標(biāo)后分別進行siRNA敲低檢測，最終發(fā)現(xiàn)ENST00000553929（HIF-1α-stabilizing long noncoding RNA , HISLA）調(diào)節(jié)該過程。結(jié)果見圖3.

                                                                              圖3
    一系列的實驗結(jié)果也分別證明了是腫瘤巨噬細胞胞外囊泡轉(zhuǎn)運HISLA至乳腺癌細胞并通過該lncRNA促進癌細胞糖酵解和抑制凋亡。核心實驗包括lncRNA標(biāo)記、抑制受體細胞轉(zhuǎn)錄后檢測表型、干擾外泌體中l(wèi)ncRNA含量等。
    問題3：腫瘤巨噬細胞中HISLA的表達是如何調(diào)控的。作者在發(fā)現(xiàn)在腫瘤微環(huán)境的各種細胞類群中，HISLA只在巨噬細胞中高表達后，進一步研究了它的表達受那個轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)。Motif分析和ChIP-qPCR等實驗驗證表明，轉(zhuǎn)錄因子PU. 1直接調(diào)節(jié)HISLA的轉(zhuǎn)錄。進一步的分析表明腫瘤微環(huán)境中的乳酸能促進HISLA的表達，但該過程的調(diào)控與本地表達調(diào)控機制不同，轉(zhuǎn)錄因子ELK1調(diào)控了這一過程。結(jié)果見圖4.

                                                                             圖4
    問題4：HISLA在進入乳腺癌細胞后通過什么機制發(fā)揮作用。通過RNA pull-down和RIP-qPCR分析后，作者發(fā)現(xiàn)HISLA能直接結(jié)合PHD2并抑制其與HIF-1α的相互作用，進而抑制HIF-1α的泛素化降解。

                                                                           圖5
    問題5：該結(jié)論在體內(nèi)模型和臨床樣品中是否成立呢。在更深入的研究后，作者在小鼠體內(nèi)模型和臨床樣品統(tǒng)計結(jié)果中也得到了同樣的結(jié)論。
小結(jié)：
   該文獻以乳腺癌中癌細胞的有氧糖酵解為研究出發(fā)點，發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境中巨噬細胞具有調(diào)節(jié)作用。在供體細胞（巨噬細胞）-受體細胞（乳腺癌細胞）-效應(yīng)分子（HISLA）三者調(diào)節(jié)關(guān)系進行非常系統(tǒng)的研究。此外，臨床樣品的統(tǒng)計結(jié)果也極大的延伸了其價值。這非常值得大家學(xué)習(xí)。