ASCT2参与EGF/HER2信号通路诱导胃癌生长的机制研究

The abnormal activity of Glutamine (Gln) metabolism is the essential signature of tumor cells apart from normal cells, where Alanine serine cysteine transporter 2 (ASCT2) plays important roles. Researches of ASCT2 are limited, without any report of its relationship with gastric cancer. We found via data mining techniques that there was high expression of ASCT2 in gastric cancer, and was positively associated with the existence of E2F1. Our pre-experiments showed that EGF could upregulate the ASCT2 expression in HER2-positive gastric cancer cells, while knocking down of ASCT2 inhibited cell proliferation; Overexpression of P53 could downregulate ASCT2. Therefore, we hypothesized that: ① ASCT2 participated in gastric cancer proliferation induced by EGF/HER2 signaling pathway; ② E2F1 as a transcriptional factor, could take part in the process of EGF upregulating the expression of ASCT2l; ③ P53 as a modulating factor negatively associated with ASCT2, could downregulate ASCT2 expression by E2F1, thus inhibiting gastric cancer proliferation. This study aims to demonstrate on clinical, animal, cellular and molecular levels that ASCT2 participates in EGF/HER2 pathway-induced gastric cancer growth, and provides an experimental basis for exploring the molecular mechanism under the Gln metabolism of gastric cancer.

谷氨酰胺（Gln）代谢异常活跃是肿瘤细胞区别于正常细胞的本质特征之一，丙氨酸-丝氨酸-半胱氨酸转运体2（ASCT2）在其中发挥重要作用。关于ASCT2的研究有限，尚未见与胃癌关系的报道。数据库挖掘发现ASCT2在胃癌中高表达，且与E2F1显著正相关。预实验显示EGF上调HER2阳性胃癌细胞ASCT2表达，敲除ASCT2抑制细胞增殖；过表达P53下调ASCT2。因此，我们假设：① ASCT2参与EGF/HER2信号通路诱导的胃癌生长；② E2F1作为转录因子，可参与EGF上调ASCT2表达；③ P53作为与ASCT2负相关的调控因子，可通过E2F1下调ASCT2表达并抑制胃癌增殖。本课题拟从临床、动物、细胞和分子四个水平，证实ASCT2参与EGF/HER2信号通路诱导的胃癌生长，为探索胃癌Gln代谢的分子机制提供实验依据。

结直肠癌（CRC）是全球第三大常见癌症，也是第四大癌症死亡原因。有局部病变的患者需要手术切除，而有转移性病变的患者则需要系统的治疗。对于转移性结直肠癌（mCRC）患者，一线和二线的典型治疗方案是联合使用氟嘧啶（FOLFIRI/CAPIRI或FOLFOX/CAPOX）和靶向表皮生长因子受体（EGFR）（西妥昔单抗或帕尼妥单抗）或血管生成（贝伐单抗，zivaflibercept和ramicurumab）。应用西妥昔单抗联合常规化疗可降低mCRC患者的进展风险。然而，RAS突变的mCRC患者并没有从西妥昔单抗治疗中获益，到目前为止，还没有针对RAS突变逆转西妥昔单抗耐药性的有效策略。而且，并不是所有RAS野生型mCRC患者都对西妥昔治疗有反应，甚至一些初始反应的患者在治疗后可能获得抵抗。除RAS状态外，西妥昔单抗治疗后常见的其他分子改变，如MET、ERBB2或ERBB3的扩增或升高，也可能导致西妥昔单抗的产生。因此，探讨改善结直肠癌对西妥昔单抗反应的策略具有重要的临床意义。细胞代谢被定义为癌症的一个标志。葡萄糖和谷氨酰胺是肿瘤细胞为促进细胞生长和生存而输入的两种基本代谢资源。阻断资源进口机制可以有效地提高癌细胞对先前被抵抗的抗肿瘤药物的反应。因此，我们想知道靶向提供葡萄糖和谷氨酰胺的转运体是否会改善西妥昔单抗的癌症反应。研究表明，编码葡萄糖转移酶-1的GLUT1在有KRAS或BRAF突变的大肠癌细胞中表达上调；谷氨酰胺的关键转运蛋白溶质载体1家族成员5（SLC1A5）与EGFR密切相关，可被西妥昔单抗头颈部鳞癌共同靶向。因此，我们进行了免疫组化，以评估GLUT1/SLC1A5的表达与西妥昔单抗对大肠癌的疗效之间的关系。结果发现SLC1A5而不是GLUT1在西妥昔单抗耐药的大肠癌组织中高表达，提示SLC1A5可能参与了西妥昔单抗对大肠癌的应答。SLC1A5是溶质载体1的一员，是一种钠依赖性转运蛋白，在外周组织细胞膜上交换中性氨基酸。以往的研究表明，SLC1A5在包括大肠癌在内的多种肿瘤中均高度表达，并在促进肿瘤生长中发挥重要作用。迄今为止，谷氨酰胺在细胞能量产生、大分子合成、氧化还原稳态和mTOR信号激活中的作用是slc15a促进肿瘤生长的已知机制。本研究旨在阐明SLC1A5在西妥昔单抗治疗大肠癌中的作用，以评价SLC1A5作为提高西妥昔单抗疗效的潜在靶点。