《Bordetella源性膽固醇氧化酶誘導肺腺癌細胞凋亡的機制研究》是依託山東大學，由林彥良擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Bordetella源性膽固醇氧化酶誘導肺腺癌細胞凋亡的機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：林彥良
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近期研究結果表明，膜膽固醇的清除能夠誘導腫瘤細胞凋亡，為腫瘤治療提供了新的靶點。我們首次將能夠氧化膽固醇的膽固醇氧化酶（COD-B）套用到腫瘤治療領域，結果顯示，COD-B與肺癌細胞A549共孵育（胞外作用）及COD-B基因導入（胞內作用）均能夠誘導A549凋亡，且添加外源膽固醇促進了A549的凋亡，其機制尚不清楚。本項目擬通過COD-B與肺腺癌細胞共孵育及COD-B基因導入肺腺癌細胞兩種方式，分別在血清飢餓或高膽固醇條件下，研究COD-B對肺腺癌細胞的影響，明確膜膽固醇及外源膽固醇氧化在誘導細胞凋亡中的作用機制，確定COD-B誘導肺腺癌細胞凋亡的機理，具有重要的理論意義及套用價值；通過病毒介導COD-B基因在腫瘤動物模型中表達，確定COD-B的酶學性質對其在腫瘤及正常組織中選擇性作用的影響，探討COD-B作為腫瘤靶向藥物的可能性，同時從酶學角度為腫瘤殺傷蛋白的篩選提供一定的理論依據。
結題摘要
膽固醇在腫瘤發生髮展中起著關鍵作用，腫瘤細胞中膽固醇含量的改變可能影響著腫瘤進程。膽固醇氧化酶（COD）是來自微生物的一種黃素蛋白，能夠催化膽固醇的氧化反應，但COD能否影響腫瘤細胞的生長與凋亡仍未可知。我們的結果證實，來源於Bordetella species的膽固醇氧化酶 (COD-B)在體內和體外都能夠誘導肺腺癌細胞凋亡。COD-B抑制Akt和ERK1/2磷酸化具有時間、劑量依賴性，膽固醇補充並不能逆轉COD-B的作用甚至進一步加強其作用。COD-B促進氧自由基的產生，補充外源膽固醇進一步提高氧自由基的水平。此外，CDO-B誘導JNK和p38的磷酸化，下調Bcl-2，上調Bax，激活caspase-3，促進細胞色素C的釋放。COD-B的作用很可能是由於COD-B在氧化膽固醇的同時還產生過氧化氫所致。過氧化氫酶預處理只能部分阻斷COD-B的作用，說明過氧化氫酶只能抑制過氧化氫的作用，對COD-B誘導的膽固醇缺失卻無能為力。我們的結果顯示COD-B通過降低膽固醇含量、提高氧自由基水平導致不可逆的細胞凋亡。由於COD-B能夠氧化膽固醇為膽甾酮，我們進一步檢測了膽甾酮對肺腺癌的影響。結果顯示，高劑量的膽甾酮能夠抑制肺腺癌細胞的生長，但低劑量的膽甾酮在不影響肺腺癌細胞生長的情況下卻明顯抑制肺腺癌細胞的遷移和侵襲。膽甾酮處理提升了ROS水平，瞬時激活了AMPKα1，上調HIF1，下調Bcl-2，誘導自噬。AMPKα1敲除部分抑制了膽甾酮誘導的自噬，但並不影響膽甾酮對HIF1和Bcl-2的作用。膽甾酮誘導的自噬促進HMGB1從胞核向胞漿的釋放，阻止了HIF1的核遷移，抑制了MMP9和MMP2的激活。此外，膽甾酮能夠促進時間依賴性的caveolin-1磷酸化、caveolin-1內化，抑制了Akt和NF-κB磷酸化，降低了snail和twist的表達。體內實驗結果顯示，膽甾酮抑制了肺腺癌腦轉移。我們的結果顯示，COD-B能夠氧化肺腺癌細胞膜膽固醇，促進肺腺癌細胞的不可逆凋亡；低劑量的膽固醇氧化產物膽甾酮能夠抑制肺腺癌細胞遷移和侵襲，在體內抑制肺腺癌腦轉移。
