基于PI3K/Akt/mTOR信号通路探讨三溴丙酮酸对Hep2喉癌细胞增殖、迁移、侵袭的影响

摘要

目的：三溴丙酮酸(3-bromopyruvate,3-BrPA)作为对糖酵解途径具有抑制作用的一种新型的潜在抗癌药物，在癌症治疗领域得到了广泛关注，但3-BrPA在喉癌中的作用尚不清楚。本研究基于磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶(protein kinases B,Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路探讨3-BrPA对人Hep2喉癌细胞增殖、迁移、侵袭的影响以及可能的作用机制。方法：体外培养人Hep2喉癌细胞，并将其分为对照组、3-BrPA(20、40、60、80、100、120μmol/L)组，分别作用24、48、72 h，观察3-BrPA对人Hep2喉癌细胞增殖的影响，确定高、中、低浓度和作用时间进行后续实验。划痕、Transwell实验分别观察3-BrPA对人Hep2喉癌细胞迁移和侵袭的影响。利用STRING数据库分析己糖激酶-Ⅱ(hexokinase-Ⅱ，HK-2)与PI3K、Akt、m TOR蛋白之间的相关性。采用real-time RT-PCR和蛋白质印迹法检测HK-2、PI3K、Akt和mTOR的mRNA和蛋白的表达情况。结果：细胞计数试剂盒8(cell counting-kit 8,CCK-8)检测结果表明：与对照组相比，40～120μmol/L 3-BrPA作用24、48、72 h后人Hep2喉癌细胞增殖活力明显下降，差异均具有统计学意义(均P<0.05)。选择95、115、135μmol/L作为3-BrPA低、中、高浓度组作用24 h进行后续实验，CCK-8检测结果发现：随着药物浓度的增加，3-BrPA低、中、高浓度组的人Hep2喉癌细胞增殖活力、迁移率和侵袭数量逐渐下降，与对照组相比，差异均具有统计学意义(均P<0.01)。STRING数据库分析表明：人Hep2喉癌细胞中HK-2与Akt、mTOR蛋白相关性较高。Real-time RT-PCR和蛋白质印迹法结果显示：与对照组相比，3-BrPA低、中、高浓度组HK-2、PI3K、Akt、mTOR mRNA和蛋白表达均降低，差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论：3-BrPA能够抑制人Hep2喉癌细胞增殖、迁移和侵袭，这与下调HK-2的表达，抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路有关。

关键词

三溴丙酮酸 / 己糖激酶-Ⅱ / PI3K/Akt/mTOR信号通路

基金资助

甘肃省自然科学基金(21JR11RA141)