Ras-Raf-MAPK信号通路在2型糖尿病与结肠癌关联机制中的作用

2010年美国糖尿病学会和美国癌症学会联合发布的《糖尿病与癌症共识报告》指出糖尿病和癌症有关联并存在某些共同危险因素，两者关联机制的研究已成为这个新领域最为重要的内容。本课题组前期研究发现胰岛素/IGF轴在2型糖尿病合并结肠癌的发病中起重要作用。在此基础上，本研究拟通过①在IGF-I和人胰岛素存在的条件下观察体外培养的结肠癌细胞的增殖、凋亡情况和对细胞周期的影响，分析Ras-Raf-MAPK途径及其3个通路ERK1/2、p38、JNK在其中的作用；②在裸鼠2型糖尿病模型上接种结肠癌细胞系HTC-116，进一步建立裸鼠2型糖尿病结肠癌模型，观察肿瘤的生长情况、凋亡和病理变化。通过离体和在体实验方法，进行多层次、多视角探讨Ras-Raf-MAPK信号转导通路在2型糖尿病与结肠癌中的分子机制，为2型糖尿病与肿瘤相关信号转导通路的深入研究打下良好基础。

流行病学研究表明2型糖尿病与结肠癌发病密切相关，本课题组前期研究发现胰岛素/IGF轴在2型糖尿病合并结肠癌的发病中起重要作用。在此基础上，本研究通过体外和体内实验观察胰岛素/IGF-1处理后肿瘤生长情况，探讨Ras-Raf-MAPK信号通路在2型糖尿病与结肠癌关联中的作用。研究发现，（1）在体外试验中，胰岛素和IGF-1单独或者共同作用下，能够促进体外培养的小鼠结肠癌MC38细胞增殖并且细胞凋亡减少。其机制为胰岛素和IGF-1存在条件下激活了细胞内ERK和JNK信号通路蛋白的磷酸化。对p38/MAPK信号通路没有明显的影响。进一步实验中在胰岛素和IGF-1存在条件下加入ERK和JNK信号通路抑制剂，可以观察到细胞的增殖受到抑制，细胞凋亡增加，反证了以上机制。（2）在体内实验发现，使用雄性db/db小鼠制作成为稳定的自发2型糖尿病小鼠模型，并种植小鼠的结肠癌MC38细胞，成功建立2型糖尿病合并结肠癌动物模型，其体内检测到明显的高胰岛素及高IGF-1血症。在此动物模型上可以观察到其皮下种植的结肠癌成瘤的体积和重量更大，瘤体生长速度更快。其机制为2型糖尿病体内高胰岛素及高IGF-1血症条件下ERK1/2和JNK信号通路异常激活，导致结肠癌细胞的增殖活性增强，凋亡率下降。进一步实验中在使用ERK和JNK信号通路抑制剂在小鼠腹腔内注射，可以观察到肿瘤的增殖受到抑制，细胞凋亡增加，也反证了以上机制。这些研究结果提示2型糖尿病能够促进肿瘤细胞生长，抑制肿瘤细胞凋亡，其作用机制为高血糖激活细胞内ERK和JNK信号通路，导致结肠癌细胞的增殖活性增强，凋亡率下降。