S100A4在非小细胞肺癌肿瘤生长和肥胖症中的作用及分子机制研究
发布时间：2020-09-07 10:43
肺癌是严重威胁人类健康的恶性肿瘤之一。最新的统计结果表明,肺癌死亡率已居恶性肿瘤中首位,而肺癌的发病率和死亡率仍呈上升趋势。根据组织学类型的差异,肺癌分为小细胞肺癌(SCLC)和非小细胞肺癌(NSCLC)两种。其中,非小细胞肺癌病例占肺癌病例的85%以上,预后较差,5年生存率低。自噬在维持细胞稳态中发挥重要作用。近几年研究发现,自噬参与调节生物体内个体发育、细胞衰老、炎症、免疫反应和肿瘤发展等多种生理病理过程。机体内自噬活性异常与包括肺癌在内的多种恶性肿瘤的发生发展密切相关。S100A4为S100家族的一种钙结合蛋白,主要在成纤维细胞、巨噬细胞和部分恶性肿瘤细胞中表达。大量研究表明S100A4在肿瘤侵袭和转移中发挥重要作用。我们前期对S100A4在肿瘤发生发展中的作用进行了深入研究。研究发现S100A4+细胞能通过招募巨噬细胞促进皮肤癌的发生,并通过激活巨噬细胞核转录因子(NF-κB)信号通路促进结肠癌的发展,然而S100A4是否通过参与自噬调节,影响肿瘤的进展尚不清楚。肥胖与多种肿瘤的发生发展具有显著相关性,但肥胖与肺癌尤其是非小细胞肺癌间关系尚未得到详细的论证,本文在初步探究了 S100A4在非小细胞肺癌中的作用及分子机制的基础上,进一步研究了 S100A4在肥胖疾病的作用,为下一步探索S100A4-肺癌-肥胖症三者间关系提供了研究基础。本文中的研究是复杂生物系统里的组成部分,是对整体系统理论研究的一个重要补充。本文的第一部分研究中使用临床肺癌组织芯片得到生物学数据,通过一种临床中重要的统计学分析手段-斯皮尔曼相关系数(Spearman's correlation coefficient)分析S100A4表达与肺癌进展的相关性,并利用S100A4基因敲除小鼠,以肺癌移植瘤为模型,通过t检验方法分析正常组与基因敲除组间各参数差异的显著性;结合肺癌细胞体外实验中对多组数据的单因素方差分析,探讨了 S100A4对自噬的调节及在肺癌发展中的作用与分子机制。研究发现S100A4可通过β-连环蛋白(β-Catenin)信号和S100A4蛋白受体-晚期糖基化终末产物受体(RAGE)依赖的方式抑制自噬,促进非小细胞肺癌肿瘤的生长。在第二部分研究中,我们利用S100A4基因敲除小鼠,以高脂饲料(HFD)诱导的肥胖小鼠为模型,结合体外实验,研究了 S100A4在肥胖症中的作用与分子机制,研究发现S100A4能通过激活Akt信号通路抑制高脂诱导的肥胖和炎症反应。第一部分的创新性成果和主要工作如下:1.结合临床肺癌标本,分析了 S100A4与肺癌进展的相关性。我们通过斯皮尔曼相关系数分析发现S100A4蛋白在人肺腺癌组织中表达明显上调,且其表达与肿瘤大小和肿瘤分级呈正相关。2.以肺癌移植瘤为模型,探讨了S100A4在肺癌发展中的作用及对自噬的调节功能。经t检验方法分析发现S100A4敲除小鼠肺癌肿瘤的生长明显减慢;S100A4能通过激活β-Catenin通路抑制肿瘤组织的自噬促进肺癌肿瘤的生长。3.结合体外实验,探讨了 S100A4影响自噬和肿瘤发展的分子机制。通过单因素方差分析多个不同处理组的数据发现:外源性S100A4蛋白和胞内过表达S100A4均能抑制饥饿诱导的自噬,促进肿瘤细胞的增殖;S100A4通过激活β-Catenin信号通路抑制肺癌细胞的自噬,促进细胞存活与增殖,β-Catenin信号通路阻断后,S100A4对肿瘤细胞的自噬抑制作用明显减弱;S100A4对肿瘤细胞的自噬抑制是RAGE受体依赖性的,将RAGE受体阻断后,S100A4对肺癌细胞A549和LLC的自噬抑制作用和促进增殖作用消失。第二部分的创新性成果和主要工作如下:1.S100A4在脂肪组织的间质细胞中表达,经t检验方法分析发现S100A4蛋白在高脂诱导的肥胖模型中表达降低。2.脂肪组织中间质细胞来源的S100A4能够抑制HFD诱导的肥胖。在高脂饲料诱导后,t检验显示与对照组相比,S100A4敲除小鼠更加肥胖,肝脏中脂肪沉积增多,炎症反应增强,血清中胆固醇和甘油三酯含量明显增高。3.利用3T3-L1脂肪前体细胞系,分别通过细胞外S100A4蛋白刺激、胞内过表达和敲低S100A4后,单因素方差分析多个不同处理组数据后发现S100A4通过激活细胞内胰岛素相关通路Akt,下调炎症因子和脂肪生成因子的表达。综上所述,依托多种数理统计方法,本研究发现S100A4可通过β-Catenin信号和S100A4蛋白受体RAGE依赖的方式抑制自噬,促进非小细胞肺癌的进展。该发现揭示了 S100A4在肿瘤的进展中发挥着重要的作用,同时也将为人们研发新的肿瘤治疗药物提供了新的参考。另外,S100A4在肥胖中却显示出保护性作用,表现为抑制肝脏及脂肪细胞中的脂肪生成和炎症,提示S100A4可应用于肥胖症及代谢综合症(脂肪肝、糖尿病等)的治疗药物的开发。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R734.2;R589.2
【部分图文】：
＾邋Ｚ邋＾逦Ｔ＿ｒ邋ｇｒａｄｅ逦＃逦＃逦，逡逑图１－２肺腺癌组织中Ｓ１００Ａ４表达统计逡逑ａ．在肿瘤组织中Ｓ１００Ａ４阴性、低表达和高表达所占病例的百分比；ｂ．Ｓ１００Ａ４阴性、低和高逡逑表达在不同肿瘤级别中的百分比；ｃ．不同Ｓ１００Ａ４表达水平的肺腺癌患者的平均肿瘤大小逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｓ１００Ａ４邋ｉｎ邋ｌｕｎｇ邋ａｄｅｎｏｃａｒｃｉｎｏｍａ邋ｔｉｓｓｕｅｓ逡逑ａ．邋Ｐｅｒｃｅｎｔ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃａｓｅｓ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ邋Ｓ１００Ａ４邋ｉｎ邋ｃａｒｃｉｎｏｍａ邋ｔｉｓｓｕｅｓ；邋ｂ．邋Ｐｅｒｃｅｎｔ邋ｏｆ邋Ｓ１００Ａ４邋ｎｅｇａｔｉｖｅ，邋ｌｏｗ逡逑ａｎｄ邋ｈｉｇｈ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｕｍｏｒ邋ｇｒａｄｅｓ；邋ｃ．邋Ａｖｅｒａｇｅ邋ｔｕｍｏｒ邋ｓｉｚｅ邋ｉｎ邋ｌｕｎｇ邋ａｄｅｎｏｃａｒｃｉｎｏｍａ逡逑ｐａｔｉｅｎｔｓ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｓ１００Ａ４邋ｐｒｏｔｅｉｎ邋ｌｅｖｅｌｓ．逡逑中、强，图１－１）。根据Ｚｈａｎｇ等人的半定量评分法［１（）１］，我们对Ｓ１００Ａ４免疫组化逡逑结果进行了打分
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本文编号：2813236
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R734.2;R589.2
【部分图文】：
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本文编号：2813236
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