CD147分子通过Akt/mTOR/ SREBP-1通路促进肝癌细胞脂肪酸合成的作用机制研究

Cancer cells exhibit aberrant energy metabolism, which plays important roles in tumorigenesis and progression. The molecular mechanisms underlying metabolic reprogramming of cancer cells are complex and become a hot field in cancer rearch. However,most previous studies related to tumor metabolism have mainly focused on the intracellular signal transduction, payed no more attention on the membrane protein. In previous study, we have demonstrated that CD147, a typical membrane protein, is highly expressed on hepatocellular carcinoma (HCC), and palys a critical role in promoting glucose metabolism through Akt/MDM2/p53 pathway in HCC cells, suggesting that it maybe a key molecule invovled in tumor metabolic reprogramming. Recently,we also found that CD147 could induce accumulation of lipid in HCC cells. Furthermore, the key enzymes of lipogenesis were also down-regulated in CD147 knockout cells. Therefore, based on our previous understanding on the CD147 and HCC, we aim to elucidate the biological functions of CD147 in lipogenesis of HCC cells by using CD147-knockout HCC cell and mouse model, thus to comprehensively explain the mechanisms of CD147 in the regulation of lipogenesis in HCC cells. This project will facililate the understanding on molecular pathology of HCC and provide new potential targets for HCC treatment.

能量代谢异常在肿瘤发生及进展中具有关键作用，其调控机制是肿瘤研究领域热点问题。我们前期利用新一代测序技术开展的转录组研究发现：与癌旁组织相比，肝癌糖、脂代谢途径及相关信号网络显著激活。进一步研究发现肝癌细胞异常高表达的跨膜蛋白CD147分子可通过激活Akt/MDM2/p53通路显著促进糖代谢重编程。近期，我们在预实验中又首次发现CD147可促进脂肪酸胞内累积及脂肪酸合成效应酶表达，但具体分子机制尚不明确。进而本项目拟继续从膜蛋白的崭新视角，基于以往关于CD147及肝癌研究的基础，利用特有的CD147基因敲除细胞模型，分析该分子影响肝癌细胞脂肪酸合成的生物学作用及分子机制，并重点探讨与脂肪酸合成密切相关的Akt/mTOR/SREBP-1 信号通路，以期系统阐明CD147参与肝癌细胞脂肪酸合成的分子调控机制。本项目的开展不仅有助于理解肝癌发生及进展的分子病理机制，并可能为肝癌治疗提供潜在靶点。

（一）研究背景：肝癌细胞脂肪酸代谢的异常改变为肿瘤细胞的快速增殖提供了所需的物质和能量，同时也激活了细胞内多个增殖和生存相关的信号通路，在肝癌的发生发展中发挥了重要作用。HAB18G/CD147在肝癌及其它多种恶性肿瘤组织中高表达，能够促进肝癌细胞的增殖、侵袭、转移及血管新生等恶性行为，在肝癌发生发展中发挥了重要作用。我们通过对肝癌组织表达谱芯片数据的分析发现，HAB18G/CD147表达相关的基因主要富集在脂肪酸代谢通路中，考虑到脂肪酸代谢异常在肿瘤发生进展中的重要意义，我们预在本课题中探讨HAB18G/CD147在肝癌细胞脂肪酸代谢调控中发挥的作用，并进一步对其机制进行深入研究。.（二）研究内容：1.明确HAB18G/CD147是否参与了肝癌细胞脂肪酸代谢的调控。2.探讨HAB18G/CD147参与肝癌细胞脂肪酸代谢调控的分子机制。.（三）数据结果：1. 肝癌组织表达谱芯片数据分析发现HAB18G/CD147表达与脂肪酸代谢过程密切相关；2. 细胞脂类染色发现，HAB18G/CD147分子促进了肝癌细胞内脂类分子总量的增加；3.气相色谱-质谱联用（GC-MS）检测发现，HAB18G/CD147敲除后细胞内甘油、胆固醇等脂肪酸合成中间产物减少；4. HAB18G/CD147敲除后肝癌细胞转录组测序发现：脂肪酸代谢过程中关键分子ACC、FAS、SCD 、MVK 的转录水平显著下降，ACSL、CPT1A及SQS的转录水平显著上升；5. Western Blot检测脂肪酸代谢关键分子的表达后证实，HAB18G/CD147促进SREBP1c、FAS、ACC、SQS 表达，抑制CPT1A的表达；6.肝癌病人癌组织免疫组织化学染色后发现，肝癌组织中中HAb18G/CD147与ACC表达显著正相关，与CPT1A表达显著负相关；7. Western Blot检测发现HAB18G/CD147通过激活肝癌细胞内AKT/mTOR通路，调控了SREBP1c及其下游脂肪酸酸代谢分子FAS、ACC、SQS、CPT1A的表达。.（四）科学意义：本课题研究发，HAB18G/CD147分子能通过激活AKT/mTOR通路促进SREBP1c及其下游脂肪酸代谢分子FAS、ACC、SQS 及CPT1A的表达，促进了肝癌细胞脂肪酸合成，抑制了脂肪酸β氧化。