TIGAR调控慢性粒细胞白血病细胞能量代谢和凋亡的机制研究

利用有氧糖酵解代谢进行细胞增殖是肿瘤细胞特有的生物学特征。近来p53调控能量代谢的功能引起关注。TIGAR是p53靶基因，具有抑制糖酵解和抗凋亡作用，但机制不清。我们初步研究显示慢性粒细胞白血病（CML）患者发病时为糖酵解代谢，TIGAR呈现高表达状态。本项目拟采用定量PCR、Western blot、流式细胞术等方法进一步研究TIGAR在CML患者表达和功能变化；建立TIGAR过表达和基因沉默CML细胞株，研究TIGAR调控糖酵解和抗凋亡的机制，以及两作用间的相关性；利用p53+/-和siRNA-TIGAR共表达的 BCR-ABL细胞研究p53对TIGAR的调控作用；阐明TIGAR是否受PI3K/Akt的信号途径调控。通过本项目的研究将阐明TIGAR在CML中的作用机制，证明TIGAR通过抑制糖酵解而激活抗凋亡作用，明确TIGAR作为CML治疗靶点的可能性，为CML新的靶向治疗奠定基础。

利用有氧糖酵解代谢进行细胞增殖是肿瘤细胞特有的生物学特征。肿瘤细胞所特有的有氧糖酵解是促进肿瘤形成原因之一，敲除糖酵解途径可以使肿瘤细胞受到巨大的打击。所以有氧糖酵解在肿瘤的形成、发展中起着重要作用。肿瘤抑制因子p53通过调控代谢基因和糖酵解的关键酶维持能量代谢的平衡。慢性粒细胞白血病（CML）是一种造血干细胞恶性转化所致的一种髓系恶性肿瘤，CML细胞采用有氧糖酵解方式进行细胞增殖，酪氨酸激酶抑制剂甲磺酸伊马替尼（简称伊马替尼）治疗后，白血病细胞的有氧酵解得以纠正。野生型p53的BCR-ABL细胞敏感于伊马替尼，相反p53失活并不干扰伊马替尼对酪氨酸激酶的抑制活性。我们前期结果（发表在PLoS ONE，2010年) 已证实伊马替尼治疗有效患者恢复了细胞线粒体的有氧呼吸，此结果与体外试验相符。.TIGAR（TP53诱导糖酵解和凋亡调节因子）是p53调节线粒体呼吸的靶基因，TIGAR通过降低2,6二磷酸果糖水平抑制有氧糖酵解，直接致葡萄糖转向磷酸戊糖途径，增加还原型谷胱甘肽（GSH）水平，裂解细胞内活性氧（ROS），因此认为TIGAR能防止p53相关的ROS和DNA氧化损伤的凋亡，即TIGAR抑制糖酵解和通过降低ROS、提高GSH水平达到抗凋亡的作用。敲除内源性TIGAR使细胞致敏于p53诱导的死亡。但TIGAR的抗凋亡和抑制糖酵解两作用间的相关性尚无报道。.因此我们我们对119例CML患者进行了TIGAR检测，结果证实了TIGAR与CML疾病状态相关，进展期表达更加明显增高，表达显示出靶向药物伊马替尼的敏感性。体外试验中发现TIGAR具有抗白血病细胞凋亡作用，与有氧糖酵解共同维持白血病细胞抗凋亡作用，敲除任何一项均使凋亡增加，明确了TIGAR作为CML治疗靶点的可能性，可以为CML提供靶向治疗新的靶向分子。而同时抑制TIGAR和有氧糖酵解才能使白血病细胞大幅度凋亡，且TIGAR抗凋亡作用并不依赖p53.