《DDW誘導非小細胞肺癌細胞凋亡及其分子機制的研究》是依託上海交通大學，由叢峰松擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：DDW誘導非小細胞肺癌細胞凋亡及其分子機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：叢峰松
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氘（D）是氫(H)的同位素，氘與氧結合生成重水(D2O)。經科學家測試，氘在自然界水和陸地生物體內的含量約為150ppm。氘在生物體內具有重要的生物學作用，長期以來被人們忽視。氘能影響生物體有絲分裂，損傷DNA修復酶，影響遺傳因子機能，引起惡性腫瘤。已有研究表明，低氘水（氘含量低於150ppm，簡稱DDW）在體、內外均可抑制腫瘤細胞的生長並誘導癌細胞凋亡，而DDW上述生物學作用的分子機制目前尚不清楚。.本課題組前期研究發現DDW可以誘發非小細胞肺癌細胞凋亡，通過裸鼠移植瘤基因表達譜晶片篩選到7個與凋亡密切相關的重要基因，這為從分子水平上闡明DDW引發凋亡的分子機理提供了重要線索。本課題擬進一步通過差異表達基因和蛋白質的篩選尋找相關信號通路中的關鍵分子，並在此基礎上進行蛋白質的功能研究，進而確定DDW誘導肺癌細胞凋亡的信號通路，從而為DDW在腫瘤臨床治療中的套用提供理論依據。
結題摘要
氘在生物體內具有重要的生物學作用。氘能影響生物體有絲分裂，損傷DNA修復酶，影響遺傳因子機能，引起惡性腫瘤。已有研究表明，低氘水（DDW）在體、內外均可抑制腫瘤細胞的生長並誘導癌細胞凋亡，而DDW上述生物學作用的分子機制目前尚不清楚。本課題主要研究內容包括：1、研究低氘水對人肺腺癌細胞A549增殖和細胞周期的影響； 2、研究低氘水對A549裸鼠皮下移植瘤和原位移植瘤生長的影響；3、套用轉錄組測序技術（RNA-seq）檢測低氘水對A549細胞基因表達的影響；4、套用高通量磷酸化抗體晶片篩選DDW引起的信號通路關鍵分子變化，並用Western Blot進行驗證；5、DDW誘導A549細胞分化以及機理的研究；6、基於氣質聯用開展荷瘤裸鼠血清代謝組學研究。研究結果如下：低氘水處理後人肺腺癌細胞A549生長受到抑制，且細胞周期變化明顯。低氘水組裸鼠皮下移植瘤生長緩慢。原位移植瘤實驗結果表明，對照組肺組織上產生多個瘤體，分布密集，而低氘水組裸鼠肺組織上僅有少數瘤體，肺組織形狀保持相對正常。肺組織HE染色表明，低氘水組肺組織中的腫瘤病灶明顯比對照組小。 通過轉錄組測序（RNA-seq）技術找到與增殖密切相關的差異表達基因有KRT18、ANGPTL、 FTH1、EGFR、GREM1、CAV1等；與凋亡密切相關的差異表達基因有BAX、CDKN1A、 IER3、PEA15、DNAJB9、EGFR等。通過GO-BP聚類分析，發現並集差異表達基因可信度最高的功能聚類為血管生成（p=2.8×10-12），其中包括ITGAV、COL4A2、ID1、ANGPTL4、SERPINE、EPHA2等差異表達基因。 磷酸化抗體晶片實驗結果顯示低氘水通過抑制與細胞增殖和分化有關的MAPK/ERK信號通路而抑制細胞的增殖，並且DDW對A549細胞的生長抑制作用與MEK1的磷酸化水平降低有關。 DDW長期培養誘導A549細胞由II型肺泡上皮向I型肺泡上皮的轉化。DDW可顯著上調水通道蛋白AQP5和T1a兩種I型肺泡上皮特異性標誌物的表達，同時SPC1和SPC2兩種II型上皮特異性表面活性蛋白的表達也顯著提高（P＜0.01）。基於氣質聯用的代謝組學方法研究表明，飲用普通水和低氘水的移植瘤裸鼠產生的代謝物差異與糖類代謝密切相關。結論：以上研究結果初步闡明了DDW抑制肺癌細胞增殖的分子機
