二酯酰甘油激酶DGKγ表达异常与肝癌相关性的机制研究

Diacylglycerol kinases gamma (DGKγ) is an enzyme that involved in lipid metabolism. DGKγ mainly generate phosphatidic acid (PA) by catalyzing diacylglycerol (DAG) phosphorylation, both PA and DAG are fundamental lipid second messenger that activates some proteins and signal pathways, including MAPK (Mitogen activated protein kinase), mTOR (Mammalian Target of Rapamycin), Rac1(small GTP binding protein), etc. Our previous reports fund DGKγ is a hepatocellular carcinoma (HCC) related gene and exist hepatitis B virus integrated in adjacent non-tumor tissues. DGKγ expression in tumor tissues is significantly lower compared to non-tumor tissues, and its relative low expression (tumor/non-tumor<0.5) can be an individual biomarker for predicting the prognosis of the HCC patients after surgery. Overexpression of DGKγ in HCC cell lines has a negative effect on the cell proliferation, as well as we found the expression of DGKγ is influenced by the acetylation status but methylation. According to our previous results we speculate that DGKγ gene plays as tumor suppressor in the occurrence and development of HCC, while deacetylation of DGKγ leading to its low expression and promote the process of HCC. Our present study aims to investigate mechanistically the role of DGKγ in HCC progression, analyze the reasons of its low expression. Through unraveling the role and mechanism of DGKγ in HCC development, we tend to provide a potential target site for treatment of HCC.

二酯酰甘油激酶DGKγ是一种脂代谢激酶，主要催化二酯酰甘油(DAG)磷酸化生成磷酯酸（PA）。DAG和PA是胞内质膜上重要的脂第二信使，介导MAPK, mTOR及Rac1等信号通路。我们前期的研究结果发现DGKγ是乙肝病毒在癌旁组织整合的肝癌相关基因，其在癌旁组织中的表达水平明显高于癌组织中。DGKγ在组织相对低表达（癌/癌旁<0.5）的肝癌病人的预后生存差。在肝癌细胞系中，过表达DGKγ可以抑制细胞的增殖，同时我们发现乙酰化修饰是影响DGKγ表达的关键因素。据此我们推测DGKγ在肝癌的发生发展过程中发挥着抑癌基因的功能，而由于去乙酰化的修饰导致其低表达，促进了肝癌的发生。本课题通过探索DGKγ在肝癌发生发展过程中的作用及机制，以及其在肝癌组织中低表达的原因及机制。明确其在肝癌发生中的机制和意义，为揭示DGKγ蛋白抑癌或致癌的机制提供线索，为肝癌治疗提供潜在的靶向位点。

肝癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，在我国是癌症相关死亡原因的第三位。我国约80%的肝癌患者伴有乙肝病毒感染。HBV DNA整合入肝细胞的基因组是 HBV感染引起肝癌发生的机制之一。本实验室研究发现二脂酰甘油激酶 γ是肝癌中HBV重复整合的靶基因之一。二脂酰甘油激酶是一类催化二脂酰甘油转化为磷脂酸的酶，也是多种细胞信号通路中的重要调控因子。肿瘤细胞为满足其增殖所需的能量和物质需求而发生代谢重编程，靶向肿瘤代谢可为肿瘤治疗提供新策略。本研究的目的是探究DGKγ在肝癌中异常表达的意义和机制，并揭示其在肝癌发生发展过程中发挥的作用和机制，为抗肝癌分子靶向药物的选择提供理论依据。.我们发现，相对于癌旁组织，DGKγ基因在肝癌组织中的表达显著下调。生存分析结果发现DGKγ基因的异常低表达不利于病人的预后生存。抑制去乙酰化修饰可以明显上调DGKγ启动子区的组蛋白H3和H4乙酰化水平，使DGKγ的表达显著升高。细胞水平功能研究结果发现，在肝癌细胞系SNU449中过表达外源DGKγ-WT可以引起周期阻滞、显著抑制肝癌细胞的增殖速率，而过表达激酶活性消失的外源DGKγ-KD则对细胞增殖和周期没有明显影响；与之不同的是，在肝癌细胞系SNU449和SK-Hep1中，不论是过表达外源DGKγ-WT还是过表达激酶活性消失的DGKγ-KD均可以显著抑制肝癌细胞的迁移速率。代谢组学检测和比色法试剂盒检测发现，外源表达DGKγ使肝癌细胞系SNU449谷氨酸、丙酮酸、乳酸和ATP水平下降、葡萄糖摄入受到抑制。进一步的WB结果显示，外源表达野生型DGKγ可下调肝癌细胞系SNU449的GLUT1蛋白水平，而且DGK抑制剂和溶酶体抑制剂处理可部分抵DGKγ对GLUT1蛋白水平的抑制作用；此外，外源表达野生型DGKγ还可以使肝癌细胞AMPKα磷酸化水平上调。在与细胞迁移相关的研究中还发现，外源表达DGKγ-W和DGKγ-KD使肝癌细胞系上皮标志物表达上调，间质标志物表达下调。 .综上所述，本项目研究了DGKγ在肝癌发生发展中的作用及与之相关的信号转导通路，探索了DGKγ在肝癌组织中异常表达的临床意义，明确了乙酰化修饰异常导致其在肝癌中表达抑制的具体机制，初步阐明了DGKγ低表达及其在肝癌发生中的作用机制。研究为揭示DGKγ蛋白抑癌的机制提供了线索，为抗肝癌药物作用新靶点的选择提供了依据。