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.2017年9月18日;8(50):87623-87637.
doi:10.18632/目标21007。 eCollection 2017年10月20日。

破坏葡萄糖-6-磷酸异构酶可完全抑制“Warburg效应”并激活OXPHOS,除缺氧外,对肿瘤生长的影响最小

附属公司

破坏葡萄糖-6-磷酸异构酶可完全抑制“Warburg效应”并激活OXPHOS,除缺氧外,对肿瘤生长的影响最小

帕多瓦莫妮克·库尼亚等。 Oncotarget公司. .

摘要

正如Otto Warburg首次观察到的那样,癌细胞在很大程度上有利于发酵糖酵解生长,即使在有氧条件下也是如此。这种能量悖论也延伸到快速生长的正常细胞,表明糖酵解对快速生长和生物量生产是最佳的。在这里,我们通过对两种快速生长的癌细胞系(人类结肠腺癌LS174T和B16小鼠黑色素瘤)中的发酵糖酵解进行基因消融,进一步探讨了这一概念。我们破坏了上游糖酵解酶葡萄糖-6-磷酸异构酶(性别均等指数),使细胞重新将葡萄糖-6-磷酸流量转化为戊糖-磷酸分支。的确,性别均等指数-KO严重降低了葡萄糖的消耗并抑制了乳酸的分泌,这使这些细胞重新编程,依靠氧化磷酸化和线粒体ATP的产生来维持生存能力。与先前抑制肿瘤生长的糖酵解的药理抑制相反,性别均等指数-令人惊讶的是,KO仅对正常细胞生长产生中度影响。然而,缺氧(1%O2)细胞生长受到严重限制。尽管如此在体外缺氧条件下生长受限,肿瘤生长速率体内两者都减少了不到2倍性别均等指数-KO癌细胞系。综合我们的结果表明,独家使用氧化代谢有能力为生物量合成和快速生长提供代谢前体。这项研究和其他研究清楚地表明,代谢癌细胞的可塑性对抗癌策略构成了很大的限制。

关键词:牛津大学;葡萄糖-6-磷酸异构酶;糖酵解;戊糖磷酸途径;肿瘤生长。

PubMed免责声明

利益冲突声明

利益冲突作者声明没有利益冲突。

数字

图1
图1。性别均等指数干扰影响LS174T和B16细胞中GLUT1和TXNIP的表达水平以及GPI酶活性
正常氧(Nx)和缺氧(Hx)、WT和Hx中24小时后HIF-1α、GPI、GLUT-1和TXNIP的免疫印迹分析性别均等指数-存在25 mM葡萄糖(+Glc)的KO细胞(A)或缺乏葡萄糖(-Glc)(B).ARD1用作加载控制。(C、D)野生型和性别均等指数-KO细胞通过连续分光光度法测定速率。曲线上的数字代表反应的初始速率。给出的结果代表了四个独立的实验。在这两个数字的右侧插入中,WT和性别均等指数-绘制KO细胞图。****p<0.0001。(E)葡萄糖转运调控示意图性别均等指数-KO电池。
图2
图2。WT和性别均等指数-KO细胞在常氧和1%缺氧条件下
LS174T WT和性别均等指数-KO(单位:Nx)(A)或Hx(B)最长120小时。B16 WT和Gpi公司-KO(单位:Nx)(C)和Hx(D),最长120小时。平均值±S.E.M.代表重复进行的四个独立实验。*p<0.05,**p<0.003,***p<0.0003,****p<0.0001。
图3
图3。性别均等指数-KO破坏糖酵解并消除乳酸生成
LS174T的细胞外酸化率(ECAR)(A)和B16(B)WT和性别均等指数-Nx中的KO细胞,用Seahorse XF24生物分析仪分析。平均值±S.E.M.是四份独立实验的代表。WT和性别均等指数-KO LS174T公司(C)和B16(D)在Nx或1%Hx中生长的细胞在24和48小时内分泌,并由Cobass c701(Roche)定量。数据通过蛋白质含量进行标准化,平均值±标准化误差是五个独立实验的代表。**p<0.01,***p<0.005,****p<0.0001。
图4
图4。葡萄糖的氧化代谢在性别均等指数-KO电池
LS174T耗氧率(OCR)(A)和B16(B)WT和性别均等指数-用Seahorse XF24生物分析仪评估KO细胞。平均值±S.E.M.是四份独立实验的代表。WT和性别均等指数-在Nx和1%Hx中的KO细胞,在LS174T中(C)和B16(D)细胞。(E)(F)WT和性别均等指数-通过qPCR评估KO细胞。平均值±S.E.M.代表重复进行的四个独立实验。*p<0.03,**p<0.003。
图5
图5。性别均等指数破坏通过降低细胞ATP水平使肿瘤细胞在常氧和缺氧条件下对二甲双胍敏感
LS174T的克隆生长(A)和B16(B)WT和性别均等指数-Nx和Hx中的KO细胞,用或不用50μM二甲双胍(Phen)处理。结果代表了三个独立的实验。(C)WT和性别均等指数-在没有或存在二甲双胍(Phen-50μM)的情况下,在Nx和1%Hx中培养KO LS174T细胞24小时。将数值标准化为细胞蛋白质含量,并标准化为初始细胞ATP水平(%)。平均值±S.E.M.代表两个独立实验,一式四份。*p<0.05,**p<0.001,***p<0.0001。
图6
图6。B16类Gpi公司-KO细胞显示ROS生成强劲增长
WT和中的ROS水平性别均等指数-LS174T中24小时Nx和Hx中的KO细胞(A)和B16(B)根据细胞蛋白质含量进行标准化,并表示为WT-Nx的百分比,其值为100%。平均值±S.E.M.代表了一式四份的五个独立实验。*p<0.0350,***p<0.0004,****p<0.0001。LS174T的克隆测定(C)和B16(D)WT和性别均等指数-在没有或存在N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC-3 mM)的情况下,Nx和Hx中的KO细胞。
图7
图7。异种移植瘤生长受以下因素影响最小性别均等指数-LS174T和B16癌细胞系中的KO
WT肿瘤体积和性别均等指数-KO LS174T细胞异种移植(A)或小鼠黑色素瘤B16 WT和Gpi公司-KO电池(B). 1 × 106细胞被注入裸体当WT肿瘤达到1000mm时,停止实验.*p<0.05,****p<0.0001。(C)两个个体WT和两个个体的免疫印迹分析性别均等指数-KO公司(性别均等指数−/−t1,性别均等指数−/−t2)GPI表达的肿瘤。

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工具书类

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