LAT2调控胰腺癌化疗耐药的功能与机制研究
研究背景： 胰腺癌恶性程度高，预后极差，化疗耐药是限制胰腺癌患者预后的主要因素之一，因此深入研究介导胰腺癌化疗耐药的分子机制并寻找潜在的化疗联合治疗靶点对于改善胰腺癌患者预后具有重要的意义。近年来随着对肿瘤能量代谢以及肿瘤微环境的研究不断深入，能量代谢重编程逐渐成为恶性肿瘤发生发展以及化疗耐药调控的重要机制之一。研究表明氨基酸转运体可以作为氨基酸感受器参与雷帕霉素机制性靶点(Mechanistic target of rapamycin，mTOR)的募集和活化，而mTOR对于正常细胞和肿瘤细胞的增殖均至关重要。L型氨基酸转运体2(L-type amino acid transporter 2，LAT2)由SLC7A8基因编码，是一种Na+非依赖性中性氨基酸转运体，主要负责转运包括谷氨酰胺在内的中性氨基酸。课题组前期通过高通量测序技术和生物信息学分析，构建了胰腺癌吉西他滨化疗耐药相关的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络，其中LAT2在该调控网络中的下游参与调控胰腺癌化疗耐药。 研究目的： 检测LAT2在胰腺癌组织中的表达并评估其临床意义;明确LAT2对胰腺癌细胞增殖、凋亡、化疗敏感性等生物学行为以及谷氨酰胺代谢和糖酵解的调控作用及其潜在机制;探索LAT2是否可通过调控谷氨酰胺代谢和糖酵解诱导胰腺癌化疗耐药;验证LAT2下游通路是否可作为胰腺癌的有效治疗靶点。 研究方法： 通过免疫组化检测胰腺癌组织中LAT2和乳酸脱氢酶B(Lactic dehydrogenase B，LDHB)的表达水平并评估其预后价值;在胰腺癌细胞株中敲低或过表达LAT2，采用XF能量代谢平台、流式细胞技术和CCK8法等检测代谢表型、糖酵解、化疗敏感性、增殖和凋亡等的变化;然后通过免疫共沉淀、免疫荧光、谷氨酰胺剥夺实验等技术验证LAT2调控胰腺癌糖酵解、谷氨酰胺代谢和化疗耐药的分子机制;最后，通过构建裸鼠皮下移植瘤模型在体内明确LAT2通过调控糖酵解和谷氨酰胺代谢诱导胰腺癌化疗耐药的作用和机制;基于Pdx1-Cre;LSL-KrasG12D;Trp53flox/+(KPC)小鼠胰腺癌模型探索靶向LAT2下游信号通路联合吉西他滨和PD-L1单抗对胰腺癌的治疗效果，应用流式细胞技术检测KPC小鼠外周血单核细胞和肿瘤组织中免疫细胞的比例，通过免疫组化检测KPC小鼠胰腺癌组织中Ki67、PD-L1以及糖酵解关键酶LDHB和PKM2的表达水平。 研究结果： LAT2在胰腺癌组织中呈现高表达状态，LAT2高表达是胰腺癌患者预后不良的独立危险因素;LAT2在胰腺癌中发挥癌基因功能，可以促进胰腺癌细胞增殖、抑制凋亡、激活糖酵解、促进谷氨酰胺合成并且降低吉西他滨化疗敏感性;LAT2通过激活mTOR信号通路抑制胰腺癌细胞凋亡，激活糖酵解，从而诱导化疗耐药;在具体分子机制方面，LAT2可以通过调控谷氨酰胺/p-mTOR/谷氨酰胺合成酶反馈环维持mTOR的激活状态，进一步通过上调LDHB促进糖酵解的发生，从而降低胰腺癌化疗敏感性;同时明确了LAT2-mTOR-LDHB通路抑制凋亡以及促进糖酵解对谷氨酰胺的依赖作用;胰腺癌组织芯片结果提示LDHB在胰腺癌组织中高表达，LAT2和LDHB均高表达者总生存时间明显缩短;最后基于KPC小鼠胰腺癌模型，我们证实了mTOR抑制剂、PD-L1单抗和吉西他滨三药联合对于胰腺癌具有明显的抗肿瘤作用，三药联合治疗组KPC小鼠外周血单核细胞中CD68阳性细胞比例明显升高，胰腺癌组织中CD8阳性细胞比例以及Ki67、PD-L1、LDHB和PKM2表达水平均明显下降。 结论： LAT2在胰腺癌中发挥癌基因功能，可以通过激活依赖于谷氨酰胺的mTOR信号通路促进糖酵解的发生，从而降低胰腺癌化疗敏感性。LAT2-mTOR-LDHB通路或许能够成为胰腺癌患者预后评估的重要指标以及潜在的治疗靶点。
胰腺癌;化疗耐药;L型氨基酸转运体2;mTOR信号通路;糖酵解
中国医学科学院北京协和医学院
博士
外科学（普外方向）
张太平
2019
中文
R735.9
2020-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）