活性氧簇与能量代谢重构：miR488-PFKFB3调控前列腺癌细胞糖酵解的分子机制与临床意义

Cancer cells mainly prefer "aerobic glycolysis" to generate energy and biomass for proliferation.Recent studies showed that reactive oxygen species(ROS) play new roles in the regulation of glucose metabolism.However,the machanisms and signal pathways remains unknown.Based on our research on "ROS and Prostate cancer" , we recently had identified miR488 was downregulated in prostate cancer tissues by an miRNA array analysis. Bioinformatics analysis and luciferase reporter gene assays found that miR488 directly regulates the third subtype of 6 - phosphofructokinase -2 (PFKFB3), which plays an important role in the regulation of glycolysis.Transcription factor Ets-1 was found to play an important role in oxidative response. This project aims to investigate the molecular mechanisms of "Ets1-miR488-PFKFB3" signaling in the regulation of glycolysis and cellular proliferation by ROS.Animal study and clinical prostate sample staining will be performed to confirm the molecular and celluar study.Our goal is to provide new targets and experimental data for the prevention and therapy of prostate cancer. This study has potential clinical application value.

肿瘤细胞主要采用"有氧糖酵解"为其快速生长提供能量与生长所需的材料（Warburg效应）。最近有研究新发现，活性氧簇（ROS）具有可调节葡萄糖代谢的新功能，但具体的分子机制未明。申请者在已有"ROS与前列腺癌"研究的基础上，近期应用miRNA芯片发现，miRNA488在前列腺癌组织中呈低表达。生物信息学及荧光素酶报告基因分析发现，miR488可直接调控6-磷酸果糖激酶-2亚型3（PFKFB3），后者在糖酵解过程中起重要作用。转录因子Ets-1在应对氧化应激中起重要作用。本项目拟通过分子与细胞学实验，探索ROS调控Ets1-miR488-PFKFB3对前列腺癌细胞糖酵解与生长的作用机制，并在动物体内及临床前列腺癌标本进行验证，为防治该病提供新的分子靶点与实验依据，有潜在的应用价值。

肿瘤细胞主要采用“有氧糖酵解”为其快速生长提供能量与生长所需的材料（Warburg效应）。申请者近期应用miRNA芯片发现，miRNA488在前列腺癌组织中呈低表达。生物信息学及荧光素酶报告基因分析发现，miR488可直接调控6-磷酸果糖激酶-2亚型3（PFKFB3），后者在糖酵解过程中起重要作用。. 我们按计划构建了稳定表达PFKFB3的前列腺癌细胞系、合成及扩增了过表达质粒，通过免疫组化染色研究发现PFKFB3在人前列腺癌组织芯片中呈高表达。.通过实验明确了miR488可调控PFKFB3，探索了miR488-PFKFB3 对前列腺癌细胞糖酵解、细胞增殖、凋亡的影响；临床标本组织切片原位杂交检测miR488的表达，发现miR-488的表达可调控前列腺癌细胞的增殖能力及糖酵解能力。. 成功构建了PFKFB3基因敲除小鼠：利用类转录激活样效应因子核酸酶(TALEN)技术，通过构建针对PFKFB3基因的TALEN质粒，并将构建好的TALEN质粒在体外反转录为mRNA。将得到的转录的针对不同位点的mRNA 分别注射到B6 品系受精卵，显微注射后的受精卵回送到ICR 代孕母鼠输卵管中。因PFKFB3基因敲除具有胚胎致死性，最终得到经PCR测序鉴定后F1 代PFKFB3基因敲除小鼠杂合子（+/-），为后续整体性研究PFKFB3基因在调节恶性肿瘤糖酵解中所起的作用，以及与恶性肿瘤的发生、发展的相关性提供了动物模型和实验基础。. 我们还开展了糖酵解酶的标本检测：发现了参与糖酵解的几种酶的表达水平在前列腺癌组织中呈上调表达。而且，同前列腺组织中新Gleason评分GGG2相比，GGG3存在更高水平的糖酵解。此外，糖酵解关键酶，己糖激酶2与丙酮酸激酶2，均在前列腺癌组织中呈过度表达并与使用Gleason评分评估的前列腺癌进展呈显著相关性。. 我们的研究为开发临床治疗前列腺癌的新方法提供了分子新靶点、新通路与实验数据， 有潜在的应用价值。