MGMT通过抑制替莫唑胺诱导的糖酵解障碍增强了脑胶质瘤细胞耐药性的研究

研究背景:胶质瘤是颅内典型的恶性肿瘤,因其高度侵袭性生长的特性,常与周围正常组织边界不清,使得手术难以实现全切除。亦由于其自身恶性程度较高,极易发生对化疗药物的耐药,因此复发率也较高,患者生存期较短。目前,外科手术切除和辅助放化疗是临床应用中最主流的治疗方案,但仍有很大的局限性,治疗效果不佳。替莫唑胺是目前应用最广泛的治疗胶质瘤的化疗药物,能够穿透血脑屏障,诱导肿瘤细胞DNA烷基化,从而促进肿瘤细胞凋亡,是目前唯一可以明显改善胶质瘤患者生存质量的化疗药物,如何降低胶质瘤对替莫唑胺的耐药性从而加强替莫唑胺的药效是目前胶质瘤治疗的研究重点。而MGMT是胶质瘤细胞对TMZ发生耐药的重要机制。它通过转移TMZ诱导产生的O~6-甲基鸟嘌呤上的甲基,来逆转TMZ的烷基化,修复受损的DNA,从而使肿瘤细胞对TMZ产生耐药性。研究表明,肿瘤细胞的能量来源主要通过糖酵解,而有氧糖酵解水平的升高则是导致肿瘤发生耐药的重要原因。因此,目前科学研究正努力探索如何通过诱导肿瘤细胞糖酵解功能障碍来促进肿瘤Nonalcoholic steatohepatitis*细胞的凋亡,以期获得更好的治疗效果。TMZ对肿瘤细胞糖酵解功能的影响以及糖酵解与MGMT之间的关系还有待进一步研究,为改善胶质瘤患者的预后提供理论价值。研究目的:采取随机选取的脑胶质瘤病理样本及人胶质瘤细胞系检测其MGMT及糖酵解调节蛋白HK Ⅱ、PFKP、PKM2的表达水平,并探究糖酵解障碍在替莫唑胺杀灭胶质瘤细胞以及肿瘤细胞内MGMT表达间所发挥的作用。研究方法:1.通过western blotting法来检测4组原发脑胶质瘤及其瘤周组织,以及6个不同病理级别的原发脑胶质瘤组织及2个瘤周组织的病理样本中糖酵解调节蛋白HK Ⅱ、PFKP、PKM2的表达水平。2.通过western blotting法来检测U87及U251胶质瘤细胞系在TMZ不PEG300同作用时间后肿瘤细胞内MGMT及糖酵解调节蛋白HKⅡ、PFKP、PKM2的表达水平,并对不同浓度TMZ处理后的细胞中两种糖酵解最终产物ATP和丙酮酸的含量进行检测。3.将不同浓度的TMZ作用于U87、U251细胞进行分组,各加入不同Baf-A1溶解度浓度的丙酮酸钠并设置空白对照组,检测各个分组的细胞凋亡率。将不同浓度的TMZ作用于U87、U251细胞进行分组,分别加入PAS并设置空白对照组,检测各个分组细胞中MGMT的表达水平。4.将不同浓度的TMZ作用于U87、U251胶质瘤细胞系进行分组,分别加入MGMT抑制剂lomeguatrib并设置空白对照组,检测各个分组细胞胞浆及胞核内MGMT及糖酵解调节蛋白HK Ⅱ、PFKP、PKM2的表达水平、细胞凋亡率以及ATP、丙酮酸含量。5.将U87、U251细胞以TMZ是否给药为标准分为给药组和未给药组,再将各组以si RNA是否转染为标准进一步分为阳性转染组和阴性转染组和空白对照组,分组检测肿瘤细胞胞浆及胞核内MGMT及糖酵解调节蛋白HK Ⅱ、PFKP、PKM2的表达水平、细胞凋亡率及ATP、丙酮酸含量。研究结果:1.4组病理组织中肿瘤组织胞浆内糖酵解调解蛋白HK Ⅱ、PFKP、PKM2的表达水平较其瘤周组织均明显更高。胶质瘤组织病理级别越高,糖酵解调解蛋白HK Ⅱ、PFKP、PKM2的表达水平越高。2.随TMZ作用时间的延长,MGMT的表达水平升高,HKⅡ、PFKP、PKM2表达水平降低。TMZ处理后的细胞内ATP、丙酮酸含量均明显降低。3.相同浓度TMZ作用下,加入PAS后细胞凋亡率降低,MGMT表达水平下降。4.相同浓度TMZ作用下,加入MGMT抑制剂lomeguatrib后,MGMT表达水平下降,细胞凋亡率进一步提高,糖酵解调节蛋白HK Ⅱ、PFKP、PKM2表达水平以及ATP、丙酮酸含量进一步下降。5.给药阳性转染组的MGMT、糖酵解调节蛋白HK Ⅱ、PFKP、PKM2表达水平、ATP及丙酮酸的含量均低于阴性转染组或空白对照组,而阳性转染组的细胞凋亡率高于阴性转染组或空白对照组。研究结论:1.糖酵解调节蛋白HK Ⅱ、PFKP、PKM2在胶质瘤组织中高表达,且表达水平随胶质瘤组织病理级别的增高而上调2.TMZ诱导糖酵解功能障碍促进MGMT上调3.MGMT抑制TMZ诱导的糖酵解功能障碍