人恶性黑色素瘤发病率逐年上升且死亡率高,目前缺乏有效治疗方法,其发病机制尚未阐明。课题组前期发现G6PD与人黑色素瘤细胞STAT5活性密切相关,本研究通过构建NADPH氧化酶(NOX4)缺陷的人黑色素瘤A375-NOX4△细胞,并以A375-NOX4△、A375-G6PD△和A375-WT细胞为模型,用分子生物学技术检测G6PD、NOX4、ROS、c-Src和SHP-2氧化还原状态及其活性、STAT5活性、细胞周期蛋白(Cyclin D、CDK、P16等)和凋亡蛋白(P53、Bcl-xL、NPM等)表达、细胞增殖和凋亡以及裸鼠成瘤能力,从体外和体内证明G6PD和NOX4通过G6PD→NADPH→NOX4→ROS→c-Src/SHP-2→STAT5→的途径调控STAT5活性的假说,揭示G6PD和NOX4调控人黑色素瘤细胞STAT5活性的分子机制,为黑色素瘤发病机制的研究提供理论基础和新思路。
Glucose-6-phosphate Dehydrogenase;NADPH oxidase 4;Reactive oxygen species;Signal transducer & activator of transcription 3/5;Cell proliferation
黑色素瘤发病率逐年上升,呈现高恶性、易转移、高死亡率的特点,发病机制尚未阐明。鉴于细胞内ROS水平与人黑色素瘤的发生发展密切相关,本研究针对ROS代谢酶G6PD与NOX4,以A375-NOX4Δ、A375-G6PDΔ和A375-WT细胞为模型,用RT-PCR、WB、免疫组化、EMSA等技术检测细胞增殖和凋亡、细胞周期蛋白、ROS水平、c-Src/SHP-2氧化还原状态及其活性、STAT3/5活性以及裸鼠成瘤能力。 结果显示1. A375-NOX4Δ稳转细胞的NOX4 mRNA和蛋白分别下降66.11 %和82.63 %。2. 与A375-WT相比,A375-G6PDΔ与A375-NOX4Δ细胞分别呈现① 增殖细胞数下降30.67%、35.9%,G1期细胞数增加10.51%、9.38%,S期细胞数下降7.19%、9.44%;Cyclin D1/CDK4下调、P53/P21上调;② ROS降低64.45%、15.71%;③ P-STAT5/STAT5比值降低95.06%、52.1%;④ 还原状态c-Src、SHP-2依次递减;A375-G6PDΔ的总c-Src上升2.9倍、总SHP-2下降50.13%,c-Src酶活性降低41.18%、SHP-2酶活性升高17.30 %;A375-NOX4Δ的总c-Src、总SHP-2分别下降89.46%、88.52%,SHP-2酶活性升高33.75%、c-Src酶活性无明显改变;与A375-G6PDΔ比较,A375-NOX4Δ的总c-Src、总SHP-2分别下降96.35%、76.98%,c-Src、SHP-2酶活性分别升高1.8倍、19.9%;⑤ STAT3结合DNA的活性依次递减;PP-1可下调、PTPⅣ可上调STAT3结合DNA活性。3. 与A375-WT相比,A375-G6PDΔ和A375-NOX4Δ的裸鼠成瘤时间、瘤体大小明显降低;A375-G6PDΔ成瘤的组织G6PD、G6PD酶活性、P-STAT3/STAT3、P-STAT5/STAT5均下调。本研究结果揭示了调控黑色素瘤细胞增殖和凋亡的新通路G6PD→NADPH→NOX4→ROS→c-Src/SHP-2→STAT3/5,这有助于理解黑色素瘤的发病机制和寻找新的治疗靶点。 本研究发表论文6篇(3篇SCI、3篇北大核心)、获国家发明专利授权1项,培养研究生4名。