靶向LDHA-MCT1乳酸能量呼吸通路，选择性杀灭骨源性肉瘤乏氧细胞及其干细胞

在临床工作中，LDH是骨源性肉瘤早期诊断、化疗反应和转移的重要标记。在国科基项目中，我们研究发现高成瘤能力的骨肉瘤干细胞，由糖酵解产生乳酸来维持能量代谢。那么，阻断肉瘤乳酸能量呼吸通路，能否靶向杀灭其富氧和乏氧细胞及其干细胞？进一步实验显示骨肉瘤细胞株存在富氧和乏氧模型，乏氧环境的细胞株其恶性表征和乳酸代谢均增强。因此，我们假设富氧和乏氧区共生的LDHA-MCT1乳酸依赖性通路是肉瘤能量代谢的主要形式，而LDHA和MCT1是该通路的门控性靶点。本项目拟进一步观察肉瘤富氧和乏氧区能量代谢的表型，采用化学抑制剂和shRNA靶向阻断LDHA和MCT1环路，从而遏制富氧和乏氧区共生的能量代谢，通过干预治疗敏感的富氧细胞进而杀灭治疗抵抗的乏氧细胞及其干细胞，在细胞株、裸鼠和临床标本中逐级验证，旨在从能量代谢上铲除耐药和转移根源的乏氧干细胞，破坏乳酸梯度微环境稳态的土壤，为改善肉瘤预后提供新的临床启示

骨肉瘤是全身骨骼系统最常见的恶性肿瘤，其恶性程度高，危害大，血行转移较早且肺转移率较高。近年来，骨肉瘤的五年生存率大幅度提高到60%左右，但仍有40％左右的患者最终不可避免地发生肺转移。.研究已报道，与细胞糖酵解代谢密切相关的细胞膜转运蛋白单羧酸转运蛋白1（MCT1，Monocarboxylate Transporter 1）在多种肿瘤中广泛表达。越来越多的研究证据也表明MCT1在一系列的生物学功能中发挥着重要作用：细胞的增殖分化，衰老及凋亡，肿瘤细胞的侵袭转移等。因而，本研究旨在探讨MCT1在维持骨肉瘤中生物特性中的作用及机制，以及MCT1对发展新的靶向治疗的重要临床意义。.本研究中，首先我们通过Western blot证实MCT1在多种骨肉瘤细胞系中的表达情况，发现骨肉瘤耐药株U2OS/MTX和高转移株ZOS-M中表达较亲代细胞更高；MCT1特异性抑制剂CHC抑制MCT1具有明显的时间和剂量效应。接着为进一步明确MCT1对骨肉瘤生长、耐药以及转移的作用及机制，我们通过包括MTT实验，克隆形成实验，体内成瘤实验等一系列体内外实验，发现用shRNA和MCT1特异性抑制剂CHC抑制MCT1后，骨肉瘤的生长受到明显抑制；且在动物模型中并没有发现明显的不良反应。通过联合CHC和化疗药物ADM作用于骨肉瘤，体内外实验发现多种骨肉瘤细胞系对化疗药物的敏感性明显增强。同时，通过Transwell实验和划痕实验发现，敲低MCT1后的骨肉瘤细胞的侵袭和迁移能力也受到抑制，明确了MCT1与骨肉瘤转移能力的相关性。为了探讨MCT1发挥作用的机制，我们通过抑制MCT1后，检测NF-κB相关蛋白的表达情况，发现P65和磷酸化的P65表达都降低，暗示MCT1发挥作用可能和NF-κB有关。进一步通过IHC验证MCT1与骨肉瘤患者的预后具有显著地相关性。