SIRT1通过HIF-1α调控p53突变型肝癌瓦伯格效应的作用及分子机制的研究

Aerobic glycolysis (known as the Warburg effect) is associated with tumor proliferation and angiogenesis in hepatocellular carcinoma (HCC). The regulative mechanism remains unclear. Our previous studies have shown that SIRT1, a histone deacetylase, can inhibit the tumor growth and angiogenesis in p53 muted HCC. Our further studies indicated that SIRT1 functioned on tumor growth via AMPK-mTOR pathway. Based on that mTOR transcriptionally activates HIF-1a, VEGF is a downstream target of HIF-1a, and HIF-1a plays a critical role in aerobic glycolysis, we hypothesize that SIRT1 may regulate Warburg effect in p53 muted HCC through HIF-1a signal. Through quantitative RT-PCR and western blot, we will investigate the regulative role of SIRT1 in mitochondria function and oxidative phosphorylation. Through immunoprecipitation, ChIP assay and luciferase reporter assay, we will further explore the molecular mechanism of SIRT1 in mediating mitochondria function. In addition, in vivo study is designed to show the impact of SIRT1 on tumor proliferation and angiogenesis. Via in vivo and in vitro experiments, this project aims to elucidate the role of SIRT1 in mediating Warburg effect and investigate the possible molecular mechanism in which SIRT1 suppresses Warburg effect by regulating the HIF-1a-c-Myc signal pathway.

肝癌的有氧糖酵解（瓦伯格效应）能促进肿瘤生长及血管新生，但其机制目前尚不明确。我们前期研究发现SIRT1可抑制p53突变型肝癌生长和VEGF表达。进一步研究发现SIRT1可通过AMPK-mTOR通路实现对该肿瘤的增长抑制。基于HIF-1α本身就受mTOR的转录调控，VEGF是HIF-1α的下游靶基因，HIF-1α又是瓦伯格效应产生的重要因素之一，我们推测：在p53突变型肝癌中，SIRT1可能通过HIF-1α信号靶向调控瓦伯格效应，影响肿瘤生长和血管新生。本项目拟用定量PCR等方法检测SIRT1对线粒体的功能和氧化磷酸化的影响；以免疫沉降等方法研究SIRT1通过HIF-1α-c-Myc通路调控线粒体功能的分子机制；经动物实验验证SIRT1对瓦伯格效应相关的肿瘤生长及血管新生的影响。进而明确SIRT1调控p53突变型肝癌线粒体功能及瓦伯格效应的分子机制。

肝癌的有氧糖酵解（瓦伯格效应）能促进肿瘤生长及血管新生，但其机制目前尚不明确。我们前期研究发现SIRT1可抑制p53突变型肝癌生长和VEGF表达。进一步研究发现SIRT1可通过AMPK-mTOR通路实现对该肿瘤的增长抑制。基于HIF-1α本身就受mTOR的转录调控，VEGF是HIF-1α的下游靶基因，HIF-1α又是瓦伯格效应产生的重要因素之一，我们推测：在p53突变型肝癌中，SIRT1可能通过HIF-1α信号靶向调控瓦伯格效应，影响肿瘤生长和血管新生。本项目拟用定量PCR等方法检测SIRT1对线粒体的功能和氧化磷酸化的影响；以免疫沉降等方法研究SIRT1通过HIF-1α-c-Myc通路调控线粒体功能的分子机制；经动物实验验证SIRT1对瓦伯格效应相关的肿瘤生长及血管新生的影响。进而明确SIRT1调控p53突变型肝癌线粒体功能及瓦伯格效应的分子机制。.我们研究结果表明①SIRT1在肝癌细胞中的表达水平能够显著影响线粒体的功能和线粒体氧化磷酸化水平，当肝癌细胞中SIRT1过表达时，ND1、Cytb、COX1、TP6、NDUFS8、SDHb、Uqcrcl、COX5和ATP5a的表达也随之上升，反之亦然。②SIRT1过表达时，AMPK表达水平上升，HIF-1α表达水平随之下降，Lys674乙酰化水平显著下降。同时检测其相应泛素化水平时还发现当SIRT1过表达且乙酰化水平下降时，胞内的泛素化水平上升，从而促肝癌细胞的HIF-1α降解。③SIRT1发现能够促进VHL表达，同时检测HIF-1α泛素化水平，结果发现其泛素化水平显著上升。④当SIRT1过表达时，TFAM启动子序列表达活性上升，同时进一步通过实验验证SIRT1通过HIF-1α-c-Myc信号通路调控线粒体功能与作用。⑤通过细胞实验及动物实验证实，当SIRT1过表达时，肝癌细胞生长受到抑制，VEGF表达水平降低，肿瘤生长受到明显地抑制。.本项目明确SIRT1对p53突变型肝癌瓦伯格效应的调控作用，并探讨了SIRT1通过HIF-1α-c-Myc通路调控p53突变型肝癌线粒体功能和瓦伯格效应的分子机制，并且在细胞层面和体外实体瘤层面验证SIRT1的调控作用，这些都为肝癌代谢紊乱的分子机制研究提供新的线索。本研究表明SIRT1在肝癌肿瘤细胞生物学过程中的重要生物学功能，这为肝癌临床治疗提供潜在的治疗策略。