水泡口炎病毒基质蛋白调节糖酵解抑制乳腺肿瘤发生的作用及其机制

Aerobic glycolysis and anti-apoptotic properties of tumor cells make it way to prevent and cure cancers through glycolysis inhibition and apoptotic induction. In breast cancer research, we found that vesicular stomatitis virus matrix protein (MP) has ability to inhibit glycolysis key regulate enzymes, hexokinase and phosphofructokinase-1 expression, and induce breast cancer cells apoptotic. Increased glycolysis is a main characteristic of tumor cell, the obtained results indicated us that MP may induce breast cancer cells apoptotic by glycolysis inhibiting. Here, we intend to reveal the regulatory mechanism of MP on breast cancer glcolysis and apoptotic by screen of the regulating pathway, construct of the glycolysis-apoptotic relationship, and results examine of MP on breast cancer inducing inhibition. All the results will provide new clues to prevent and treat breast cancers.

肿瘤细胞具有有氧酵解和抗凋亡特性。在乳腺癌研究中我们发现，水泡口炎病毒基质蛋白(MP)可以抑制乳腺癌细胞糖酵解关键酶己糖激酶和磷酸果糖激酶1的表达，诱导乳腺癌细胞凋亡。异常糖酵解是肿瘤细胞异常能量代谢的特征，与肿瘤细胞的增殖、凋亡相关。MP对糖酵解关键酶和乳腺肿瘤的凋亡诱导提示MP可能通过抑制糖酵解诱导乳腺肿瘤细胞发生凋亡。基于此，本研究拟通过MP调节糖酵解、细胞凋亡通路的筛选，MP作用过程中糖酵解抑制与乳腺癌细胞凋亡关系的建立，MP在乳腺肿瘤形成过程中的作用，探究MP抑制乳腺癌细胞糖酵解、诱导乳腺癌细胞凋亡的作用及机制。为MP在乳腺癌预防和治疗中的应用提供线索。

水泡口炎病毒基质蛋白(MP)是潜在的抗肿瘤作用分子。然而，其对乳腺肿瘤生长的作用及其机制仍不甚清楚。课题组通过MP真核表达载体的构建和细胞转染实验，利用CCK-8和流式细胞术首先在细胞水平证实，MP能抑制乳腺肿瘤细胞MCF-7和MDA-MB-231增殖、诱导上述乳腺肿瘤细胞发生凋亡。对凋亡相关蛋白的qPCR和Western Blot检测结果也证实了MP蛋白对乳腺肿瘤细胞的增殖抑制和凋亡诱导作用。在进一步的机制探究中，研究采用通路报告载体的双荧光素酶报告基因检测系统证实，MP能降低乳腺肿瘤细胞NFκB和c-jun/c-fos通路的活性而抑制乳腺肿瘤细胞增殖。对乳腺肿瘤细胞糖酵解关键酶己糖激酶、磷酸果糖激酶1、丙酮酸激酶的qPCR和Western Blot检测以及细胞内6-磷酸葡萄糖含量的检测的结果显示，MP能够减少乳腺肿瘤细胞中葡萄糖的含量及其糖酵解作用。结合肿瘤细胞能量代谢以糖酵解为主要的方式，研究认为MP可通过细胞对葡萄糖的摄取和糖酵解过程的抑制作用逆转乳腺肿瘤细胞对葡萄糖的利用方式进而抑制乳腺肿瘤细胞的增殖。而在MP对乳腺肿瘤形成影响的过程中，研究通过大鼠乳腺肿瘤诱导形成发现，在乳腺肿瘤诱导过程中使用MP能够降低乳腺肿瘤的形成效率。综上，本研究通过实验认为MP能抑制乳腺肿瘤的形成，在乳腺肿瘤生长过程中MP能够抑制乳腺肿瘤细胞的生长并诱导其发生凋亡，MP对乳腺肿瘤细胞的生长抑制与其对乳腺肿瘤细胞NFκB和c-jun/c-fos通路活性的抑制和糖酵解作用的降低相关。项目研究结果为进一步探究MP在乳腺癌预防和治疗中的作用奠定了工作基础。