腫瘍微小環境の低酸素曝露上皮間葉転換におけるアシドーシスの役割とその制御

酸中毒及其在肿瘤微环境缺氧上皮间质转化中的作用及其调节

基本信息

批准号：
21K08189
负责人：
青柴和徹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08189/
关键词：
肺癌低酸素アシドーシス E-カドヘリン上皮間葉転換乳酸

项目摘要

本研究ではアシドーシスが肺癌細胞の悪性度に与える影響を明らかにするために、低酸素曝露による上皮間葉転換 (Epithelial mesenchymal transition: EMT)を介した肺癌細胞の浸潤および転移能力に対するアシドーシスの役割を検討した。これまでの研究から1%02の低酸素曝露による解糖系亢進により生じるアシドーシス (~pH 6.8) を中性（pH 7.6)に維持すると肺癌細胞（A549細胞）の低酸素性EMTがほぼ完全に抑制されることが見出された。さらに低酸素曝露時にはE-カドヘリンの減少を伴ってEMTが生じていたが、低酸素によるE-カドヘリンの減少はアシドーシスの中和により抑制された。その機序として低酸素環境下のアシドーシスではE-カドヘリンmRNAの減少以外に、E-カドヘリン蛋白の分解が促進されることが見出された。さらにその機序について研究したところ、低酸素環境下アシドーシスではE-カドヘリン蛋白のユビキチン化が亢進していることが明らかになった。しかしながらプロテアソーム阻害薬であるMG132の存在下においてもE-カドヘリンの分解が抑制されなかったことからプロテアソーム系ではなく、ライソゾーム系による分解処理を介している可能性が考えられた。さらに本研究の副次的な結果として、低酸素曝露下においてはマイトファジーによるミトコンドリアの分解が亢進し、ライソゾーム機能を抑制するアジスロマイシンを投与すると低酸素曝露下の癌細胞のマイトファジーが抑制され、アポトーシスにより死滅することも明らかになった。

本研究探讨酸中毒通过缺氧诱导的上皮间质转化（EMT）对肺癌细胞侵袭和转移能力的影响，以阐明酸中毒对肺癌细胞恶性程度的影响。它。先前的研究表明，当暴露于1%02缺氧引起的糖酵解亢进引起的酸中毒（~pH 6.8）维持在中性（pH 7.6）时，肺癌细胞（A549细胞）中的缺氧EMT几乎完全消除发现被压制了。此外，EMT伴随着缺氧时E-钙粘蛋白的减少，但缺氧引起的E-钙粘蛋白的减少被酸中毒的中和所抑制。其机制被发现是缺氧条件下的酸中毒不仅降低了E-cadherin mRNA，而且促进了E-cadherin蛋白的降解。进一步研究其机制发现，缺氧环境下酸中毒时E-钙粘蛋白的泛素化增强。然而，即使在蛋白酶体抑制剂MG132存在下，E-钙粘蛋白的降解也没有受到抑制，这表明降解过程可能是由溶酶体系统而不是蛋白酶体系统介导的。此外，作为这项研究的第二个结果，在缺氧条件下，线粒体自噬的降解会加速，并且抑制溶酶体功能的阿奇霉素可以抑制暴露于缺氧的癌细胞中的线粒体自噬，从而导致细胞死亡。