AMPK通过炎性微环境抑制肿瘤发展的机制研究

近期的研究表明肿瘤炎性微环境在恶性肿瘤发生发展中起重要作用。能量代谢失衡也是肿瘤发展的重要特征，但是能量代谢相关特异性分子信号通路如何调节肿瘤炎性微环境进而影响肿瘤发展还不清楚。我们的前期实验中通过建立肿瘤模型,发现敲除肿瘤环境中的能量调节超级调控因子AMP激活的蛋白激酶（AMPK）促进肿瘤的发展；我们进一步利用酵母双杂交技术筛选到了AMPK的相互作用蛋白，其中包括炎性细胞中表达的GIAMP6和HMGA1。根据已有研究和我们的前期结果提出假设： AMPK及其特异相互作用蛋白参与炎性细胞的分化及活化进而影响肿瘤的发展。本申请课题中我们将通过流式细胞术、病理组化分析以及体外3-D细胞共培养系统等技术手段分析AMPK及其特异性相互作用蛋白GIAMP6/HMGA1对不同类型炎性细胞（巨噬细胞及淋巴细胞等）成熟、分化及活化的影响。这些研究将阐明AMPK通过肿瘤炎性微环境调节肿瘤发展的部分具体机制。

我们承担的课题研究拟阐明控制细胞能量平衡的重要蛋白AMPK 通过肿瘤炎性微环境调节肿瘤发展的部分具体机制。我们第一部分工作是利用AMPK a2敲除老鼠以及小鼠结肠癌细胞脾脏注射肝脏转移的小鼠模型明确了AMPKa2的敲除导致荷瘤情况下血液中巨噬细胞增加，肿瘤灶中各类炎性细胞都增加；并且通过 AMPK a2 -/-和 WT 小鼠肿瘤模型的病理切片，明确了AMPKa2的缺失促进肿瘤血管以及肿瘤细胞的增殖从而影响肿瘤发展。a1和a2是AMPK催化亚基的两个亚型。虽然我们第二步的计划是研究AMPK与其特异性相互作用蛋白如何参与调节炎性细胞的功能，但我们的结果显示AMPKa2主要在肝细胞中表达而炎性细胞主要表达AMPKa1，为了充分利用AMPKa2敲除小鼠做体内实验，并且与第一年的结果，也就是AMPKa2敲除导致荷瘤炎症加剧的研究形成延续性工作，我们根据实际情况更多关注了荷瘤情况下AMPK a2敲除促进炎症的原因，我们在充分调研文献基础上研究了AMPK与荷瘤肝脏的能量剥夺以及肝损伤之间的关系及机制。这部分的研究结果表明AMPKa2可减少荷瘤肝脏中肿瘤诱导的葡萄糖剥夺，并且降低肝损伤和肝细胞死亡。体内和体外实验都表明AMPK2可通过促进线粒体自噬降低能量胁迫下的ROS水平，这有助于肝细胞的存活。这些结果显示治疗肿瘤肝转移患者时需要注意肝组织中的能量胁迫和肝损伤，AMPKa2可能是保护结肠癌肝转移诱导的肝细胞死亡一个重要的治疗目标。这部分结果已经投稿至JBC并接收。我们第三部分的工作用双质粒荧光素酶活性报告蛋白相互作用系统验证了AMPK与GIMAP6和HMGA1之间的蛋白相互作用，但由于增加了计划外调整的第二部分的工作，其相互作用对炎性细胞功能的影响尚未做完，是下一步的工作计划。总结如下：我们在此项目的支持下发现AMPKa2在荷瘤肝脏中通过减少能量胁迫下的肝死亡从而减少肿瘤相关炎症，并深入研究了其保护肝损伤的具体机制，结果发表于JBC（已接收）；同时我们发现AMPKa2的缺失影响肿瘤巨噬细胞的分化，相关结果待发表。