Galectin-3在TAMs和MDA-MB-231细胞代谢途径中的作用及机制研究
发布时间：2021-04-21 01:43
研究背景与目的恶性肿瘤不同于正常组织最重要的代谢特点是能量耗损远超过所能获得的能量供应,肿瘤细胞及其周围具有促肿瘤功能的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）常处于饥饿状态。然而,肿瘤细胞和TAMs会通过调节特定的代谢机制感知并适应各种极端环境从而得以存活。通过选择性地控制TAMs或者肿瘤细胞中的某些代谢途径,可以阻断相应的恶性表型。半乳糖凝集素-3（Galectin-3,Gal-3）是一种β-半乳糖苷结合蛋白,广泛分布于各种肿瘤细胞和TAMs中并参与肿瘤发展的多个过程。本研究将通过分析Gal-3在各种极端环境下对TAMs和乳腺癌MDA-MB-231细胞代谢途径的影响,探究干扰Gal-3的表达是否可以改变TAMs和乳腺癌细胞的代谢行为,削弱两者适应极端环境的能力,进而抑制乳腺癌细胞的生长和转移,旨在为开发通过靶向Gal-3来调控TAMs和肿瘤细胞的代谢途径进而抑制肿瘤发展的化合物或干预手段提供新思路。实验方法和结果实验方法:1.THP-1细胞向TAMs和M2型巨噬细胞的分化及鉴定采用MDA-MB-231细胞条件培养基诱导人外周血单核细胞系THP-1细胞分化为TAMs,或者采用细胞因子刺激THP-...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
符号说明
前言
1. 缺氧缺营养的肿瘤微环境——诱导肿瘤细胞和TAMs进行代谢重编程
1.1 肿瘤细胞及其相关巨噬细胞（TAMs）的代谢重编程
1.2 缺氧缺营养环境可以激发肿瘤相关巨噬细胞发挥促肿瘤功能
2. Gal-3可能参与肿瘤细胞和TAMs在肿瘤微环境中的代谢重编程
2.1 Gal-3的结构和功能
2.2 Gal-3在代谢性疾病和肿瘤代谢方面的研究进展
2.3 肿瘤细胞和TAMs可能通过高表达和分泌Gal-3来启动代谢应激反应
3. 本课题的主要研究方向
实验部分
1. 实验材料
1.1 诱导剂或抑制剂
1.2 细胞株
1.3 试剂
1.3.1 细胞培养试剂
1.3.2 细胞转染试剂
1.3.3 电泳和Western blot检测试剂
1.3.4 免疫荧光检测试剂
1.3.5 代谢相关检测试剂盒
1.3.6 PCR检测试剂
1.3.7 其他试剂
1.4 试剂配制
1.5 仪器设备
2. 实验方法
2.1 体外实验
2.1.1 细胞培养实验
2.1.2 巨噬细胞诱导分化实验
2.1.3 流式细胞术鉴定巨噬细胞的M2表型
2.1.4 RT-PCR法鉴定巨噬细胞的M2表型
2.1.5 siRNA转染实验
2.1.6 不同培养条件细胞横型的建立
2.1.7 代谢指标检测实验
2.1.8 Western blot实验
2.1.9 免疫荧光实验
2.2 统计学方法
3. 实验结果
3.1 THP-1细胞向TAMs和M2型巨噬细胞的分化及鉴定
3.1.1 诱导THP-1细胞分化为TAMs
3.1.2 诱导THP-1细胞分化为M2型巨噬细胞
3.1.3 TAMs和M2型巨噬细胞的M2表型鉴定
3.2 TAMs、M2型巨噬细胞和MDA-MB-231细胞不同培养模型的建立
3.2.1 TAMs、M2型巨噬细胞和MDA-MB-231细胞在不同培养条件下的形态学变化
3.2.2 缺氧或缺氧缺营养的TAMs、M2型巨噬细胞和MDA-MB-231细胞中HIF-1α的表达及活性升高
3.3 不同培养条件下干扰Gal-3对TAMs和MDA-MB-231细胞生存率和糖酵解水平的影响
3.3.1 缺氧缺营养条件下干扰Gal-3可降低TAMs细胞、M2型巨噬细胞和MDA-MB-231细胞的生存率
3.3.2 不同培养条件（除缺糖培养）下干扰Gal-3可抑制TAMs和M2型巨噬细胞的糖酵解途径
3.3.3 不同培养条件（除缺糖培养）下干扰Gal-3可抑制MDA-MB-231细胞的糖酵解途径
3.3.4 在缺氧或缺氧缺营养条件下Gal-3可促进TAMs和MDA-MB-231细胞中PKM2的表达
3.4 不同培养环境对TAMs和MDA-MB-231细胞内代谢相关蛋白相互调控关系的影响
3.4.1 不同培养环境对TAMs和MDA-MB-231细胞内代谢调控蛋白表达的影响
3.4.2 缺氧缺糖条件下AMPK通过抑制NF-κB的活性来负向调控Gal-3
3.4.3 缺氧缺营养条件下AMPK可抑制PI3K和Gal-3的表达
3.4.4 PI3K在缺氧缺营养的培养条件下可以促进Gal-3的表达并抑制AMPK活化
3.5 Gal-3在TAMs和MDA-MB-231细胞糖酵解与脂肪酸氧化途径转换关系中的作用
3.5.1 正常或缺氧条件下干扰TAMs和MDA-MB-231细胞中的Gal-3可明显激活AMPK并降低NEFA水平
3.5.2 干扰TAMs和MDA-MB-231细胞中的Gal-3后,细胞通过激活AMPK和CPT1-A来促进糖酵解向FAO的转化以维持细胞生存
3.6 缺氧低糖环境下TAMs和MDA-MB-231细胞通过激活细胞内的PI3K/NF-κB/Gal-3/GLUT1通路来加强对葡萄糖的摄取利用
3.6.1 Gal-3在环境葡萄糖浓度为5.6 mM的缺氧条件下可最大程度地促进TAMs和MDA-MB-231细胞摄取葡萄糖并维持细胞的生存率
3.6.2 TAMs和MDA-MB-231细胞内代谢调控蛋白在不同缺氧缺糖浓度下的表达量和活性变化
3.6.3 在环境葡萄糖浓度低于5.6 mM的缺氧条件下TAMs中的AMPK可负调控Gal-3的表达
3.6.4 在葡萄糖浓度为5.6 mM的缺氧低糖条件下PI3K和NF-κB是Gal-3和GLUT1的上游正向调控因子
3.6.5 在缺氧低糖条件下TAMs和MDA-MB-231细胞可通过激活PI3K/NF-κB/Gal-3/GLUT1通路来加速摄取葡萄糖
3.6.6 TAMs和MDA-MB-231细胞中代谢相关蛋白的表达水平随缺氧缺糖培养时间的变化
3.6.7 PI3K和NF-κB在缺氧低糖条件下可时间依赖性地促进Gal-3和GLUT1的表达
3.7 干扰或未干扰Gal-3的TAMs条件培养基对MDA-MB-231细胞增殖及糖酵解水平的影响
3.7.1 干扰或未干扰Gal-3的TAMs条件培养基对MDA-MB-231细胞增殖的影响
3.7.2 干扰或未干扰Gal-3的TAMs条件培养基对MDA-MB-231细胞糖酵解水平的影响
4. 讨论
4.1 在缺氧肿瘤微环境中,Gal-3的高表达可抑制MDA-MB-231细胞和TAMs内糖酵解向脂肪酸氧化途径的转化
4.2 在缺氧缺糖的肿瘤微环境中,细胞内活化的AMPK可阻断Gal-3对糖酵解的促进作用并激活FAO途径
4.3 在缺氧缺血清的肿瘤微环境中,Gal-3通过激活GLUT1、PKM2和LDH来促进MDA-MB-231细胞和TAMs内的糖酵解代谢
4.4 PI3K和AMPK在乳腺癌及其相关巨噬细胞中的相互调控关系与细胞所处微环境的成分变化密切相关
4.5 在葡萄糖浓度为5.6 mM的缺氧低糖条件下,MDA-MB-231细胞和TAMs可通过激活PI3K/NF-κB/Gal-3/GLUT1通路来加速摄取葡萄糖
4.6 TAMs产生或分泌的Gal-3在缺氧缺营养条件下可促进乳腺癌细胞的增殖和糖酵解代谢
5. 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表和待发表的学术论文
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3150805
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
符号说明
前言
1. 缺氧缺营养的肿瘤微环境——诱导肿瘤细胞和TAMs进行代谢重编程
1.1 肿瘤细胞及其相关巨噬细胞（TAMs）的代谢重编程
1.2 缺氧缺营养环境可以激发肿瘤相关巨噬细胞发挥促肿瘤功能
2. Gal-3可能参与肿瘤细胞和TAMs在肿瘤微环境中的代谢重编程
2.1 Gal-3的结构和功能
2.2 Gal-3在代谢性疾病和肿瘤代谢方面的研究进展
2.3 肿瘤细胞和TAMs可能通过高表达和分泌Gal-3来启动代谢应激反应
3. 本课题的主要研究方向
实验部分
1. 实验材料
1.1 诱导剂或抑制剂
1.2 细胞株
1.3 试剂
1.3.1 细胞培养试剂
1.3.2 细胞转染试剂
1.3.3 电泳和Western blot检测试剂
1.3.4 免疫荧光检测试剂
1.3.5 代谢相关检测试剂盒
1.3.6 PCR检测试剂
1.3.7 其他试剂
1.4 试剂配制
1.5 仪器设备
2. 实验方法
2.1 体外实验
2.1.1 细胞培养实验
2.1.2 巨噬细胞诱导分化实验
2.1.3 流式细胞术鉴定巨噬细胞的M2表型
2.1.4 RT-PCR法鉴定巨噬细胞的M2表型
2.1.5 siRNA转染实验
2.1.6 不同培养条件细胞横型的建立
2.1.7 代谢指标检测实验
2.1.8 Western blot实验
2.1.9 免疫荧光实验
2.2 统计学方法
3. 实验结果
3.1 THP-1细胞向TAMs和M2型巨噬细胞的分化及鉴定
3.1.1 诱导THP-1细胞分化为TAMs
3.1.2 诱导THP-1细胞分化为M2型巨噬细胞
3.1.3 TAMs和M2型巨噬细胞的M2表型鉴定
3.2 TAMs、M2型巨噬细胞和MDA-MB-231细胞不同培养模型的建立
3.2.1 TAMs、M2型巨噬细胞和MDA-MB-231细胞在不同培养条件下的形态学变化
3.2.2 缺氧或缺氧缺营养的TAMs、M2型巨噬细胞和MDA-MB-231细胞中HIF-1α的表达及活性升高
3.3 不同培养条件下干扰Gal-3对TAMs和MDA-MB-231细胞生存率和糖酵解水平的影响
3.3.1 缺氧缺营养条件下干扰Gal-3可降低TAMs细胞、M2型巨噬细胞和MDA-MB-231细胞的生存率
3.3.2 不同培养条件（除缺糖培养）下干扰Gal-3可抑制TAMs和M2型巨噬细胞的糖酵解途径
3.3.3 不同培养条件（除缺糖培养）下干扰Gal-3可抑制MDA-MB-231细胞的糖酵解途径
3.3.4 在缺氧或缺氧缺营养条件下Gal-3可促进TAMs和MDA-MB-231细胞中PKM2的表达
3.4 不同培养环境对TAMs和MDA-MB-231细胞内代谢相关蛋白相互调控关系的影响
3.4.1 不同培养环境对TAMs和MDA-MB-231细胞内代谢调控蛋白表达的影响
3.4.2 缺氧缺糖条件下AMPK通过抑制NF-κB的活性来负向调控Gal-3
3.4.3 缺氧缺营养条件下AMPK可抑制PI3K和Gal-3的表达
3.4.4 PI3K在缺氧缺营养的培养条件下可以促进Gal-3的表达并抑制AMPK活化
3.5 Gal-3在TAMs和MDA-MB-231细胞糖酵解与脂肪酸氧化途径转换关系中的作用
3.5.1 正常或缺氧条件下干扰TAMs和MDA-MB-231细胞中的Gal-3可明显激活AMPK并降低NEFA水平
3.5.2 干扰TAMs和MDA-MB-231细胞中的Gal-3后,细胞通过激活AMPK和CPT1-A来促进糖酵解向FAO的转化以维持细胞生存
3.6 缺氧低糖环境下TAMs和MDA-MB-231细胞通过激活细胞内的PI3K/NF-κB/Gal-3/GLUT1通路来加强对葡萄糖的摄取利用
3.6.1 Gal-3在环境葡萄糖浓度为5.6 mM的缺氧条件下可最大程度地促进TAMs和MDA-MB-231细胞摄取葡萄糖并维持细胞的生存率
3.6.2 TAMs和MDA-MB-231细胞内代谢调控蛋白在不同缺氧缺糖浓度下的表达量和活性变化
3.6.3 在环境葡萄糖浓度低于5.6 mM的缺氧条件下TAMs中的AMPK可负调控Gal-3的表达
3.6.4 在葡萄糖浓度为5.6 mM的缺氧低糖条件下PI3K和NF-κB是Gal-3和GLUT1的上游正向调控因子
3.6.5 在缺氧低糖条件下TAMs和MDA-MB-231细胞可通过激活PI3K/NF-κB/Gal-3/GLUT1通路来加速摄取葡萄糖
3.6.6 TAMs和MDA-MB-231细胞中代谢相关蛋白的表达水平随缺氧缺糖培养时间的变化
3.6.7 PI3K和NF-κB在缺氧低糖条件下可时间依赖性地促进Gal-3和GLUT1的表达
3.7 干扰或未干扰Gal-3的TAMs条件培养基对MDA-MB-231细胞增殖及糖酵解水平的影响
3.7.1 干扰或未干扰Gal-3的TAMs条件培养基对MDA-MB-231细胞增殖的影响
3.7.2 干扰或未干扰Gal-3的TAMs条件培养基对MDA-MB-231细胞糖酵解水平的影响
4. 讨论
4.1 在缺氧肿瘤微环境中,Gal-3的高表达可抑制MDA-MB-231细胞和TAMs内糖酵解向脂肪酸氧化途径的转化
4.2 在缺氧缺糖的肿瘤微环境中,细胞内活化的AMPK可阻断Gal-3对糖酵解的促进作用并激活FAO途径
4.3 在缺氧缺血清的肿瘤微环境中,Gal-3通过激活GLUT1、PKM2和LDH来促进MDA-MB-231细胞和TAMs内的糖酵解代谢
4.4 PI3K和AMPK在乳腺癌及其相关巨噬细胞中的相互调控关系与细胞所处微环境的成分变化密切相关
4.5 在葡萄糖浓度为5.6 mM的缺氧低糖条件下,MDA-MB-231细胞和TAMs可通过激活PI3K/NF-κB/Gal-3/GLUT1通路来加速摄取葡萄糖
4.6 TAMs产生或分泌的Gal-3在缺氧缺营养条件下可促进乳腺癌细胞的增殖和糖酵解代谢
5. 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表和待发表的学术论文
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3150805
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/zlx/3150805.html
