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MiR-375调控PDHK1影响肝癌细胞能量代谢新机制 答辩人:许鑫森 导师:刘昌 7年制学生临床创新科研基金答辩 目录 5 4 3 2 1 前期基础 研究内容 技术路线 创新之处 立项依据 6 年度研究计划 1 立项依据-Warburg effect 肝癌细胞作为生长增殖失控的细胞,其重要的生物学标志是能量代谢异常。 以糖酵解水平增强为主要表现(即“Warburg effect”)的糖代谢通路异常是其中的核心环节。 正常细胞在有氧时通过糖的有氧氧化分解获取能量,只有在缺氧时才进行无氧糖酵解;而肿瘤细胞无论在常氧还是在缺氧环境下,都表现为糖酵解水平显著增强,而线粒体内丙酮酸氧化效率受到抑制。 Warburg效应的发现,将肿瘤特有代谢异常问题提到了重要地位。该现象目前被认为是肿瘤细胞恶性转化中的基础代谢改变,并被应用于肝癌的临床诊断和靶向治疗。 丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase,PDH) 能够特异性抑制PDH活性,从而限制丙酮酸向乙酰辅酶A的代谢 目前鉴定出4种PDHK同工酶:PDHK1、PDHK2、PDHK3以及PDHK4 PDHK1能催化PDH全部三个磷酸化位点,因而对PDH的抑制作用更为关键 调节糖酵解产生的丙酮酸转化成乙酰辅酶A进入线粒体代谢 丙酮酸脱氢酶激酶(Pyruvate Dehydrogenase Kinase,PDHK) PDHK1在正常组织中被检测到微量表达,而在头颈部癌、非小细胞肺癌、乳腺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞中表达增强。 1 立项依据-丙酮酸脱氢酶激酶异常表达 1 立项依据-肿瘤细胞中丙酮酸脱氢酶激酶的调控方式 《Molecular Cell》最近发表评论文章指出,PDHK1在肿瘤细胞代谢重编程中发挥关键作用,具有重要的研究价值。 microRNA作为影响基因转录后翻译的重要因子,被发现具有调控肿瘤细胞代谢的重要功能。 1 立项依据-miRNA与丙酮酸脱氢酶激酶 然而microRNA是否具有靶向PDHK1的作用尚未受到关注。 2 前期研究-基于芯片数据的线粒体相关miRNAs预测及筛选 通过96对肝癌组织标本芯片筛选出5个与线粒体代谢功能相关且在肝癌中差异表达的候选miRNAs miRNA名称 基因定位 肝癌中表达情况 (肝癌/正常) MNEGs中被证实靶基因数目a miRNA与MNEGs的相关性 NCI-60 肝癌标本 miR-375 2q35 0.18 6 0.0001 0.0032 miR-200b 1p36.33 0.20 2 0.0007 0.0001 miR -188 xp11.23 2.34 1 0.0001 0.0156 miR -18a 13q31.3 2.61 1 0.0168 0.0001 miR -96 7q32.2 3.89 2 0.0003 0.0382 miRNA-375最早由Poy MN等于2004年在Nature杂志报道。随后的研究表明,miRNA-375与2型糖尿病以及胰岛素耐受相关,并能够影响胰岛细胞的发育和调控胰岛素的释放,参与全身糖代谢水平的调控。 调控PDHK1的潜在miRNAs ? 靶点基因 肿瘤类别 影响能量代谢a 相关文献 miR-375 JAK2 胃癌 未报道 Ding L (2010) PDPK1 胃癌 食管癌 与糖代谢相关 Tsukamoto Y (2010) Li X (2011) YWHAZ 胃癌 未报道 Tsukamoto Y (2010) RASD1 乳腺癌 未报道 Souza (2010) YAP 肝癌 肺癌 未报道 Liu AM (2010) Nishikawa E (2011) Sec23A 前列腺癌 蛋白质转运相关 Szczyrba J (2011) AEG-1 头颈鳞状细胞癌 肝癌 未报道 Nohata N (2011) He XX (2011) IGF-1 食管鳞状细胞癌 与糖代谢相关 Kong KL (2012) LDHB 头颈鳞状细胞癌 上颌窦鳞状细胞癌 糖代谢关键酶 编码基因 Nohata N (2011) Kinoshita T (2012) 不同肿瘤细胞miR-375靶点基因及与能量代谢通路的关系 2 前期研究-miRNA-375与肿瘤关系密切 最近研究发现,miR-375还在肿瘤细胞中发挥重要作用。 2 前期研究-运用多种预测软件对miR-375靶点进行预测 经预测,miR-375能够结合到PDHK1的3’UTR区域。同时,利用多个miRNA靶基因预测网站(miRanda,miRDB,miRWalk以及Targetscan)对分析结果进行验证,能够佐证miR-375靶基因的预测结果。 通过miRanda软件共发现miR-375与PDHK1关系密切 进一步对miR-375前
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