本文是一篇全科医学论文,本课题以PBK为研究对象,探索其在肝癌中的表达、生物学功能、对索拉非尼药物敏感性的影响及其在索拉非尼耐药机制中的作用,旨在为肝癌分子机制的研究、解决索拉非尼耐药和肝癌治疗提供新的依据和见解。
第一部分 高表达的PBK与肝癌的进展和不良预后密切相关
1 材料和方法
1.1 TCGA数据库
癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)数据库是2006年由美国国家癌症研究所(National Cancer Institute, NCI)和美国国家人类基因组研究所(National Human Genome Research Institute, NHGRI)联合启动的项目,是国际权威的癌症多组学数据库(https://portal.gdc.cancer.gov/),整合了包括肝癌在内的33种恶性肿瘤的临床数据、RNA测序数据、基因组数据、蛋白组数据、甲基化等数据,是癌症研究者很重要的数据来源。其旨在通过多组学技术系统解析癌症的分子特征,推动癌症的精准诊断与治疗。
本研究从TCGA数据库中纳入肝癌的RNA测序数据和临床信息(肝癌组织374例,癌旁组织50例,正常组织50例),采用R软件分析PBK在肝癌组织、癌旁组织及正常组织中的表达差异,根据PBK表达中位数,将患者分为低表达组(187例)和高表达组(187例),系统分析PBK表达与患者性别、年龄、身体质量指数(Body Mass Index, BMI)、原发肿瘤分期、远处转移分期、区域淋巴结分期及甲胎蛋白(Alpha-fetoprotein, AFP)水平等临床病理特征之间的相关性。此外,为进一步明确PBK的临床预后价值,本研究构建单因素Cox比例风险回归模型,纳入变量包括PBK表达水平及上述临床病理特征。
2 结果
2.1 PBK在肝癌组织中高表达
PBK在肿瘤发生发展过程中起着重要作用,我们首先采用TIMER2.0数据库分析PBK的泛癌差异表达,结果显示,PBK在肝癌等22种肿瘤中的表达均显著上调(图1-1A)。进一步整理TCGA数据库的配对样本和非配对样本发现PBK在肝癌组织中的表达显著高于正常组织或癌旁组织(图1-1B和图1-1C)。
第二部分 沉默PBK抑制肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭
1 材料
1.1 细胞系
2 方法 2.1 细胞培养
2.1.1 细胞复苏
(1)使用75%酒精对超净台进行擦拭消毒,将实验所需枪头、培养皿、培养液、废液桶等用品放入超净台内,开启紫外灯,持续照射30 min;
(2)提前开启水浴锅,温度设置为37℃。从液氮罐中快速取出细胞冻存管,放入已经预热好的水浴锅中,轻轻晃动冻存管,待其融化后放入离心机中,设置转速1300 rpm,离心时长2 min;
(3)离心结束后将细胞冻存管放入超净台中,将上清液弃去,加入1 mL 10% DMEM进行重悬;
(4)向6-cm培养皿中加入5 mL完全培养基,将悬浮好的细胞接种到培养皿中,做好细胞种类、日期等标记;
(5)采用十字摇匀法轻轻摇晃培养皿,随后将其放入37℃,5% CO2的细胞培养箱中。
2.1.2 细胞培养及传代
(1)在显微镜下观察细胞形态,对于贴壁生长且状态良好的细胞,当密度达到80% ~ 90%左右即可进行传代;
(2)使用75%酒精对超净台进行擦拭消毒,将实验所需枪头、培养皿、培养液、废液桶等用品放入超净台内,开启紫外灯,持续照射30 min;
(3)弃去培养皿中的旧培养基,加入1 mL的PBS清洗残余培养基;
(4)加入1 mL的胰蛋白酶消化适当时间,将胰蛋白酶弃去,加入1 mL DMEM终止消化,将细胞悬液转移至离心管中,1300 rpm离心2 min;
(5)离心结束后弃去上清液,加入1 mL的DMEM重悬;
第三部分 PBK 表达上调增强与 ERK 闭环信号介导肝癌索拉非尼耐药 ..................... 41
1 材料 ...................... 41
2方法 ........................... 43
3 结果 ............................. 44
4 讨论 ............................... 47
结论 ....................................... 50
4 讨论
索拉非尼作为一种多激酶抑制剂,在晚期肝癌的临床治疗中应用广泛,其作用机制主要是通过靶向抑制Raf激酶,有效阻断下游MEK/ERK信号通路的异常活化,进而发挥抗肿瘤效应。然而,在实际临床应用过程中,索拉非尼耐药现象的出现成为严重制约肝癌治疗效果提升的关键因素。因此,深入探究索拉非尼耐药机制并寻找有效的干预策略,已经成为当前肝癌治疗领域亟待解决的重要课题。在本部分研究中,我们对PBK与索拉非尼药物敏感性之间的关联,以及索拉非尼耐药机制展开初步探索。
目前,PBK已被发现与多种肿瘤的耐药密切相关,例如在宫颈癌和肺癌的研究中,PBK的异常表达与肿瘤细胞对化疗药物及靶向药物的耐受性增强存在显著关联[48, 49]。我们初步的研究结果也表明,沉默PBK可增强肝癌细胞对索拉非尼的药物敏感性,这一结果提示PBK在肝癌索拉非尼耐药过程中可能扮演重要角色。
PBK作为MEK家族的重要成员,在细胞信号转导中占据着关键节点位置。在非小细胞肺癌的研究中,呈现出PBK显著高表达而E3泛素连接酶CHIP显著低表达的特征,进一步研究表明,CHIP能够通过抑制下游ERK通路活性介导PBK的泛素化降解,过表达CHIP能够通过抑制PBK/ERK信号通路,从而降低非小细胞肺癌细胞的干性特征以及对化疗药物的拮抗能力[9]。此外,Sun等人的研究显示,在肾细胞癌中,ERK2能够介导PBK的32位丝氨酸发生磷酸化修饰,这种修饰过程可促进肾细胞癌对索拉非尼产生耐药性[51]。Zhu等人的研究则发现,在MAPK信号通路中,PBK与ERK2之间存在着正反馈调节环路,该环路的持续激活能够促进结直肠癌的发生发展[31]。Fang等人的研究还指出,CDK5介导的PBK Thr9位点磷酸化与催乳素瘤的侵袭性显著相关[70]。这些在不同癌症中的研究成果,充分揭示了PBK在肿瘤生物学行为调控以及耐药机制中的复杂性和重要性,也为我们深入探讨PBK在肝癌研究中的作用提供了丰富的参考依据。
结论
1、PBK在肝癌组织中高表达,且与肝癌患者的临床病理特征显著相关,可以作为肝癌潜在的预后指标。
2、沉默PBK可显著抑制肝癌细胞的增殖、迁移、侵袭以及增强索拉非尼的药物敏感性,证明PBK在肝癌的发生发展过程中起重要作用。
3、PBK表达上调增强与ERK闭环信号介导肝癌索拉非尼耐药,索拉非尼通过选择性调控Nrf2/FTH1通路抑制肝癌细胞铁死亡,有望成为肝癌的潜在治疗靶标。
参考文献(略)
