以抑制肿瘤糖酵解为切入点探讨质子泵抑制剂改善胃癌癌性恶病质的机制研究

癌性恶病质是导致癌症患者死亡主要原因之一，阐明其分子机制并探索治疗值得深入研究。缺氧与酸化是肿瘤微环境两大特征。空泡型质子泵可调节胞内外pH值，与肿瘤酸化密切关联，而缺氧诱导因子（HIF-1α）与肿瘤缺氧紧密关联。丙酮酸激酶M2（PKM2）是糖酵解限速酶之一，可调控肿瘤细胞糖酵解代谢。我们前期研究证实质子泵抑制剂（PPIs）泮托拉唑处理24小时可抑制人胃腺癌细胞株空泡型质子泵蛋白表达，改变胞内外pH值，抑制HIF-1α，mTOR和PKM2的蛋白表达；体内试验证实泮托拉唑可有效缓解荷瘤裸小鼠体质量的过度下降，还可抑制裸小鼠瘤体组织mTOR和PKM2的蛋白表达。故本次研究拟通过胃癌细胞株为研究对象，经一系列体内外试验证实PPIs是否通过抑制空泡型质子泵表达来改变胞内外pH值进而下调PI3K/Akt/ mTOR/HIF-1α通路而抑制PKM2表达，从而抑制肿瘤糖酵解而缓解胃癌癌性恶病。

本次研究旨于探讨质子泵抑制剂（Proton pump inhibitors, PPIs）抑制胃癌细胞株PI3K/Akt/mTOR/HIF-1α信号通路和PKM2后对人胃腺癌细胞糖酵解水平的影响进而缓解胃癌癌性恶病质的作用并探讨可能存在的机制。PPIs对不同分化程度人胃腺癌细胞PKM2蛋白表达有一定的抑制作用；埃索美拉唑与雷帕霉素共同作用对PI3K/Akt/mTOR/HIF-1α信号通路及下游PKM2蛋白表达有一定的抑制作用； 埃索美拉唑可抑制空泡质子泵、PI3K、AKT、mTOR、HIF-1α和PKM2 mRNA表达，蛋白表达并改变其胞内蛋白定位；埃索美拉唑可抑制人胃腺癌SGC7901细胞增殖，并诱导其早期凋亡；ShRNA干扰V-ATPases的表达后可抑制胞内PI3K/Akt/mTOR/ HIF-1α信号通路及PKM2蛋白的表达；使用PI3K特异性抑制剂LY294002可浓度依赖地抑制p-Akt, p-mTOR, HIF-1α的表达。si-RNA干扰HIF-1α表达后，PKM2表达有一定下降，同时其上游的mTOR表达上升；转染pShRNA-PKM2质粒48 h后可抑制胃腺癌细胞株的PKM2蛋白表达和mRNA表达及可改变其胞内蛋白定位，并抑制增殖，并降低BGC823的侵袭能力；诱导SGC7901细胞早期凋亡；转染PKM2 siRNA对胃癌SGC7901有氧糖酵解有一定影响，使GLUT-1、LDHA蛋白表达明显下降，葡萄糖摄取率，乳酸产量及乳酸脱氢酶活性明显减低；体内试验证实体内实验证实单独使用PPIs灌胃荷瘤裸鼠和PKM2敲除的慢病毒细胞株荷瘤裸鼠，可缓解荷瘤裸小鼠体重下降、抑制肿瘤生长，减轻裸鼠恶病质，并证实PPIs灌胃对瘤体内PI3K/Akt/mTOR/HIF-1α和PKM2有一定抑制作用。基因芯片筛查试验显示PKM2基因下游最相关的信号通路是MAPK信号通路。PPIs可以通过抑制空泡质子泵影响PI3K/AKT/mTOR/HIF-1α信号通路进而抑制PKM2 mRNA表达，蛋白表达并改变其胞内蛋白定位，还可抑制人胃腺癌细胞株的增殖和早期凋亡。体内试验证实了PPIs对荷瘤裸小鼠瘤体内相关PI3K/AKT/mTOR/HIF-1α信号通路以及PKM2均有抑制作用，并可以抑制瘤体大小，避免裸小鼠体重减轻，有效缓解癌性恶病质。