- 课题来源：自拟课题
- 研究目的：黄酮类化合物是具有C6-C3-C6结构的多酚类化合物，在植物中分布广泛，文献报道其具有抗肿瘤活性。抗肿瘤机制包括抑制肿瘤细胞增殖，调节细胞信号通路，诱导肿瘤细胞凋亡，促进抑癌基因表达，抑制癌基因表达，抑制耐药蛋白的作用等。GL-V9是汉黄芩素的一种衍生物，是由汉黄芩素进行结构改造而得到的一种新合成的黄酮类化合物，以往的研究证明其具有较好的抗肿瘤效果。本实验室过往的研究证明：GL-V9能够有效诱导人体肝癌细胞HepG2与人胃癌细胞MGC-803的凋亡，也能抑制人体乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7的侵袭转移。本课题旨在研究GL-V9对锚定非依赖性生长的乳腺癌细胞代谢及增殖的影响。
- 研究内容：本课题通过研究GL-V9对锚定非依赖性生长的乳腺癌细胞代谢及增殖的影响，揭示其抑制肿瘤生长的作用机制。我们首先确定给药剂量及药物作用时间，然后通过不同研究手段考察GL-V9对锚定非依赖性生长的乳腺癌细胞代谢及增殖的影响，最终探究其抑制生长的机制。
- 研究手段：
- 通过MTT实验，考察GL-V9对锚定非依赖性生长的乳腺癌细胞的生长抑制作用，并确定随后实验化合物的浓度及作用时间。
- 采用DAPI染色、Annexin V/PI流式双染、JC-1线粒体膜电位检测等考察GL-V9对锚定非依赖性生长的乳腺癌细胞的凋亡诱导作用。
- 通过Western blot方法考察GL-V9对增殖与代谢相关蛋白的调控作用,探讨相关通路。
- 通过JC-1线粒体膜电位检测及线粒体细胞色素C水平检测，研究GL-V9抑制锚定非依赖性生长的乳腺癌细胞生长的机制。
- 主要成果形式： 本科生毕业论文
6.文献综述：
肿瘤细胞的代谢与增殖
【摘要】
肿瘤细胞具有机体正常细胞所不具有的特征，即肿瘤的自我增殖能力、凋亡抵抗、无限的复制潜能、对抗生长信号的不敏感性、持续的血管生成能力、组织侵袭转移能力和有氧糖酵解能力均非常强。因此，肿瘤细胞在生长、增殖、代谢、分化、凋亡等方面都与正常细胞不同。本文将就肿瘤细胞的代谢与增殖两个方面来探究。
【关键词】肿瘤；代谢；增殖；CDKs；CKI
恶性肿瘤的发病率、病死率逐年攀升，已位居各类死因的第一位，严重危害人类的健康。据估计到2030年，全球将可能有2640万新诊断肿瘤患者，大约1700万人可能死于恶性肿瘤。因此，对肿瘤的研究迫在眉睫。而肿瘤的七大特性的发现具有非常重要意义，它指出了肿瘤研究的几个具体方向。下面将概述肿瘤细胞的代谢与增殖这两个方面。
- 肿瘤细胞的代谢
正常细胞只有在缺氧条件下才会采用糖酵解通路提供能量。而大多数肿瘤细胞即使在有氧条件下也会采用产能效率较低的糖酵解途径为自身供能，这一现象被称为Warburg 效应。2011 年，Hanahan 和Weinberg将肿瘤细胞的代谢变化归纳为肿瘤的十大标志物之一。由此可见，肿瘤代谢在肿瘤的发生发展过程中有着举足轻重的作用。随着肿瘤代谢途径研究的深入，人们发现，除了糖代谢（包括糖代谢的旁路途径）之外，大分子生物合成（线粒体中相关代谢），氨基酸代谢（尤其是谷氨酸代谢），以及脂代谢等在肿瘤代谢中也起了非常重要的作用。并且，针对这些肿瘤代谢途径，产生了一系列临床靶向治疗肿瘤的方法。
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- 糖酵解途径
与正常细胞不同，肿瘤细胞即使在氧充足的情况下也会优先选择无氧糖酵解途径来提供能量。因为这种低效的的供能方式，肿瘤细胞就必须加大葡萄糖的摄入量，如增高葡萄糖运输蛋白（Glut1、Glut2、Glut3 和Glut4），以满足其对能量的需要。因此，根据不同组织中葡萄糖运输蛋白的分布差异，可以进行特异性靶向干预。例如，葡萄糖运输蛋白3 是NF-kappa;B的靶基因，p53抑制能NF-kappa;B的激活，从而导致葡萄糖运输蛋白3的转录与表达水平降低。另外，为满足能量增高需求的另一种途径就是增加糖酵解中关键酶的表达。糖酵解途径有3个关键酶，分别是己糖激酶、6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。除此之外，乳酸脱氢酶介导丙酮酸生成乳酸，这一步的反应有利于癌细胞的生长。重要的是，该过程也会降低活性氧的水平，从而削弱了细胞内的氧化应激，有利于肿瘤细胞的生存；并且，所产生的乳酸能降低细胞外微环境的pH值，激活金属蛋白酶，破坏细胞外基质，从而促进了肿瘤细胞的侵袭和转移。
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- 磷酸戊糖途径
人们发现磷酸戊糖途径在肿瘤的增殖、凋亡、侵袭以及药物耐药等方面发挥着重要作用。磷酸戊糖途径起始于葡萄糖-6-磷酸，最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，而后两者又可进入糖酵解进一步代谢。经研究发现磷酸戊糖途径的关键酶葡萄糖6-磷酸脱氢酶（G6PD）在多种肿瘤中上调，并且能促进肿瘤的增殖；又有人发现转酮醇酶和该途径中的其他一些酶在肿瘤中的表达增加。由于G6PD能产生还原型辅酶Ⅱ，从而有利于肿瘤拮抗氧化应激，促进生物合成，有利于肿瘤细胞的生存。同时，根据Pan等报道，G6PD与血管内皮生长因子有相互作用，从而将该酶与肿瘤血管生成联系起来。其研究表明，血管内皮生长因子能够促进G6PD的表达，而G6PD对其诱导的内皮细胞迁移也具有促进作用。由此可以总结，G6PD不仅在磷酸戊糖途径中起着重要作用，在肿瘤的代谢中也起着举足轻重作用。
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- 其他糖代谢旁路
糖代谢途径的几个分支旁路在肿瘤糖代谢中虽不起决定性的作用，但其调控作用也是必不可少的。例如，3-磷酸甘油酸在磷酸甘油酸脱氢酶（PHGDH）的作用下转化成丝氨酸，为生物合成提供原料；在正常细胞中，该酶还是2-磷酸甘油醛负反馈调节3-磷酸甘油醛的调节器。但经研究发现，PHGDH在大部分乳腺癌中高表达，且这些高表达PHGDH的肿瘤对PHGDH高度依赖，对其缺失高度敏感。其分子机制尚不清楚，其中一个可能的机制是，增高的丝氨酸促进了谷氨酰胺向alpha;-酮戊二酸的转化。另外，Yalcin等也发现，肿瘤细胞中高表达的PFKFB3能够入核，激活细胞周期依赖蛋白酶，促进细胞周期的发展，并抑制凋亡。总之，糖代谢旁路中的酶在肿瘤的发生发展中同样发挥重要的作用。
