芳香烃受体(AhR)对胶质母细胞瘤迁移的影响及机制探究
文献类型:学位论文
作者 | 刘奕耘 |
答辩日期 | 2021-12 |
文献子类 | 博士 |
授予单位 | 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 赵 斌 |
关键词 | 芳香烃受体,白介素 24,吴茱萸次碱,胶质母细胞瘤,细胞迁移 aryl Hydrocarbon Receptor, Interleukin24, Rutaecarpine, Glioblastoma, Migration |
学位名称 | 理学博士 |
学位专业 | 环境科学 |
其他题名 | Research on the effect and molecular mechanisms of aryl hydrocarbon receptor (AhR) on migration of glioblastoma |
英文摘要 | 芳香烃受体(Aryl hydrocarbon receptor, AhR)是一种配体激活的转录因子, 在各类生物的组织器官中广泛分布,是介导多种环境污染物或内源性芳香烃类化 合物毒理或生理效应的重要分子。除了公认的介导致癌物 2,3,7,8-四氯二苯并对 二恶英(TCDD)的毒性作用以外,AhR 也参与调控细胞增殖、迁移、凋亡等过 程,因此 AhR 与肿瘤的关系引起了越来越多的关注。在肿瘤疾病中,AhR 的功 能具有多样性特征,这与 AhR 的配体特异性和组织差异性有关。针对 AhR 的这 一特性,有必要对其在特定类型肿瘤中所发挥的作用进行深入探讨。胶质母细胞 瘤是一种常见的致死性脑肿瘤,具有耐药性和侵袭性生长的特点,肿瘤细胞的迁 移被认为是导致高死亡率和不良预后的重要原因。近年来发现,AhR 参与调控多 种肿瘤细胞的迁移功能,并在胶质母细胞瘤中高度表达,因此有必要这一特定肿 瘤细胞中探究 AhR 对胶质母细胞瘤迁移调控的分子机制,了解 AhR 的基因表达 及下游信号通路传导在肿瘤疾病中的功能,明确多种 AhR 配体对胶质母细胞瘤 迁移功能的影响与分子作用机制的共性与差异性,将为全面掌握 AhR 与肿瘤细 胞迁移相关的生物功能与组织特异性提供新的理论证据和实验思路。 在 AhR 的肿瘤生物学功能方面,研究对比了具有不同迁移能力的人源胶质 母细胞瘤细胞(高迁移能力细胞:U87;低迁移能力细胞:A172)中 AhR 表达量 的差异,进而通过 AhR 基因过表达和沉默的实验手段,探究了肿瘤细胞内组成 性 AhR 表达与细胞迁移能力的关系。此外,应用 U87 细胞研究了内外源 AhR 配 体,6-甲酰基吲哚并[3,2-B]咔唑(FICZ)、TCDD 和吴茱萸次碱等新型植源性 AhR 配体激活 AhR 信号通路后,胶质母细胞瘤细胞迁移能力的变化情况,并探索了 与迁移相关的关键效应基因及信号通路调控机制。通过划痕实验和 Transwell 评 价细胞的迁移能力,通过实时荧光定量检测(qPCR)、AhR 基因沉默、分子对接 等分子毒理学手段开展 AhR 相关分子作用机制研究。同时应用高通量转录组测 序和动物实验对新型 AhR 配体进行了细胞效应的分子基础及肿瘤疾病结局的探 索。本研究的结果如下: (1)发现 AhR 表达与激活状态对胶质母细胞瘤迁移能力的影响存在多样性。 体外培养的人源胶质母细胞瘤中组成性 AhR 表达量越高,细胞的迁移速度越快, AhR 表达水平的维持对胶质母细胞瘤的迁移能力具有促进作用。然而当 TCDD 或 FICZ 等配体激活 AhR 信号通路后,AhR 又介导了配体对胶质母细胞瘤迁移 的抑制作用。 (2)阐明 AhR-IL24 轴是 AhR 信号通路激活后抑制 U87 细胞迁移到重要分 子机制。研究发现当 AhR 信号通路被 TCDD 等 AhR 配体激活后,可以诱导肿瘤 抑制因子白介素 24(Interleukin24, IL24)的表达来抑制 U87 细胞的迁移。同时 通过染色质免疫共沉淀(ChIP)等实验证实了 IL24 是 AhR 信号通路的下游响应 基因。此外,在乳腺癌细胞系和肺癌细胞系中也存在类似的 AhR-IL24 迁移抑制 机制。 (3)发现新型 AhR 配体吴茱萸次碱具有抑制胶质母细胞瘤的作用。根据 AhR 信号通路的激活抑制胶质母细胞瘤迁移的特性,从 10 种具备 AhR 配体活 性的天然化合物中筛选获得吴茱萸次碱,对 AhR 的激活效应最强,并且对 U87 细胞迁移的抑制作用也最为显著。分子对接结果显示吴茱萸次碱与 AhR 蛋白具 有良好的结合活性,实验也证实吴茱萸次碱可以 AhR 依赖的方式抑制 U87 细胞 的迁移,AhR-IL24 轴是其中的主要机制之一。转录组数据的 GO 和 KEGG 分析 显示,除细胞迁移外,吴茱萸次碱处理后,U87 细胞中大量与细胞增殖相关的基 因发生了改变,与高浓度的吴茱萸次碱可以降低细胞活力,阻滞细胞周期并诱导 凋亡的实验结果一致。动物实验也表明,吴茱萸次碱灌胃给药后可以降低小鼠异 位接种的肿瘤的生长。 本研究表明,AhR 在调节胶质母细胞瘤的迁移中发挥重要作用,并且 AhR IL24 轴的激活介导了多种 AhR 配体对肿瘤细胞迁移的抑制。吴茱萸次碱是一种 天然的 AhR 激动剂,可通过 AhR 信号通路调节胶质母细胞瘤的迁移。其分子机 制可能是通过诱导肿瘤抑制因子 IL24 和改变其他迁移相关基因的表达,共同抑 制细胞迁移。此外,高剂量吴茱萸次碱对肿瘤增殖的潜在抑制作用也可能是其抗 胶质母细胞瘤的活性的机制之一。 |
页码 | 174 |
源URL | [https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47033] ![]() |
专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘奕耘. 芳香烃受体(AhR)对胶质母细胞瘤迁移的影响及机制探究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021. |
入库方式: OAI收割
来源:生态环境研究中心
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