甘油激酶诱导内质网应激促进乳腺癌细胞增殖.pdf
摘要
摘要
近年来，乳腺癌组织局部脂质代谢状况在肿瘤发生发展中的作用越来越为
人们所关注。团队前期研究发现在膳食活性物质染料木素促进乳腺癌细胞增殖
过程中，伴随着甘油激酶（Glycerolkinase，GK）表达水平的升高；转录组分析
提示GK的表达与细胞增殖调控密切相关。GK是介导细胞利用游离甘油的限速
酶，在正常乳腺组织中表达水平比较低。我们推测GK的异常表达可能促进乳腺
癌细胞对周围甘油等能源物质的摄取与利用，进而促进肿瘤细胞迅速增殖。
目标：
本课题研究旨在结合生物信息学分析以及多种乳腺癌细胞实验，观察GK表
达水平以及活性水平的变化对乳腺癌细胞增殖状态的影响，并在此基础上进一
步探索脂滴贮存与内质网应激在GK促进肿瘤细胞增殖具体机制当中的作用，为
筛选治疗乳腺癌的代谢靶点提供前期基础。
研究方法：
1.利用公共数据库GEPIA以及TIMER，观察GK在乳腺癌组织与正常乳腺
组织的表达状况；利用UALCAN数据库分析分子分型、肿瘤TNM分期以及肿
瘤组织学类型等因素对瘤体组织样本中GK表达水平的影响；利用Kaplan-Meier
Plotter数据库分析乳腺癌组织内GK表达水平与患者的预后之间的关联，综合评
价乳腺癌细胞GK表达状况相关研究的临床应用价值。
2.以乳腺癌MDA-MB-231、MCF-7细胞为基础，借助慢病毒感染方法，建
立GK过表达细胞模型，结合GK特异性抑制剂（1-thiolglycerol）观察GK活性
变化对乳腺癌增殖能力的影响。检测各处理组细胞甘油利用状况确定实验干预
效果后，依托MTT方法绘制各处理组细胞的增殖曲线结合EDU染色实验以及
Western-Blot检测增殖经典靶点PCNA蛋白水平，综合评价并比较各处理组细胞
增殖状态。此外，通过检测甘油利用能力、尼罗红染色实验观察细胞脂滴贮存
状态以及Western-Blot检测内质网应激经典靶点（p-PERK、GRP78、XBP1s、
ATF4）的蛋白水平，以观察在GK促进乳腺癌细胞增殖的同时，是否伴随脂滴
贮存等甘油脂类代谢变化以及内质网稳态维持状态的差异。
3.为探究内质网稳态维持状态对GK促进细胞增殖效应的影响，我们利用内
II
摘要
质网应激抑制剂（4-PBA）缓解GK过表达所引发的细胞内质网应激。Western-Blot
法检测内质网应激经典靶点的蛋白水平确定干预效果后，比较各处理组细胞增
殖能力的差异；同时通过尼罗红染色观察细胞脂滴贮存状态，以探索内质网稳
态维持与肿瘤细胞内脂滴贮存之间的内在联系。
4.为探究脂滴贮存状态对GK引发内质网应激促进细胞增殖效应的影响，我
们利用脂滴贮存抑制剂（PF），人为阻断GK过表达促进细胞内脂滴贮
存加强的效应。尼罗红染色验证细胞内脂滴贮存状态的干预效果后，比较各处
理组细胞增殖能力的差异；同时，利用Western-Blot法检测内质网应激经典靶点
的蛋白水平，以探索肿瘤细胞内脂滴贮存与内质网稳态维持之间的内在联系。
此外，还通过检测细胞内总钙离子浓度以及内质网特异性钙离子荧光染色定量，
探究脂滴贮存状态对内质网内钙稳态的潜在影响，初步探索脂类代谢引发内质
网应激的可能机制。
主要结果：
1.通过GEPIA数据库分析发现GK在乳腺癌中的表达高于卵巢浆液性囊腺
癌、甲状腺癌、子宫内膜癌、子宫癌肉瘤等其他恶性肿瘤组织；TIMER数据库
显示：GK在乳腺癌组织中表达异常，显著高于正常组织。UALCAN数据库分
析结果表明：GK在Luminal、HER2positive和Triplenegative三种类型乳腺癌
组织中均呈现出显著过表达，其表达水平明显高于正常乳腺组织；且在较低肿
瘤TNM分期的乳腺癌组织当中，GK的表达水平相对更高，尤其是在TNM1
期。利用Kaplan-MeierPlotter数据库资源，我们分析进一步发现：GK高表达的
乳腺癌患者的五年生存率（HR1.34，95%