日本語AIでPubMedを検索
組換えメチオニナーゼは、PI3K/Akt/Glut-1経路を調節し、好気性解糖を阻害して胃癌細胞のアポトーシスを促進する
[Recombinant methioninase regulates PI3K/Akt/Glut-1 pathway and inhibits aerobic glycolysis to promote apoptosis of gastric cancer cells].
PMID: 32376548 PMCID: PMC7040764. DOI: 10.12122/j.issn.1673-4254.2020.01.05.
抄録
目的:
組換えメチオニナーゼ（rMETase）が胃癌細胞のアポトーシスを促進する分子機構を調べる。
OBJECTIVE: To investigate the molecular mechanism of recombinant methioninase (rMETase) in promoting apoptosis of gastric cancer cells.
方法:
胃癌SGC-7901細胞をrMETase（最終濃度1.25および2.50mmol/L）で72時間処理し、CCK-8法を用いて細胞生存率の変化を検出し、倒立顕微鏡下で細胞形態の変化を観察した。細胞のコロニー形成能を評価するためにプレートコロニー形成アッセイを行い、細胞のアポトーシスや細胞周期の変化をフローサイトメトリーで解析した。培養液中のグルコースおよび乳酸濃度を比色法で測定し、ATP 濃度を蛍光マイクロプレートリーダーを用いて検出した。
METHODS: Gastric cancer SGC-7901 cells were treated with rMETase (final concentration of 1.25 and 2.50 mmmol/L) for 72 h, and the changes in the cell viability were detected using CCK-8 method and the cell morphology changes were observed under an inverted microscope. Plate colony formation assay was used to evaluate colony formation ability of the cells, and flow cytometry was performed to analyze the changes in cell apoptosis and cell cycles. Glucose and lactate levels in the culture medium were determined using a colorimetric method and ATP concentration was detected using a fluorescence microplate reader; Western blotting was used to assess the effect of rMETase on PI3K/Akt pathway, glucose transporter-1 (GLUT-1), glycolysis- related proteins and apoptotic proteins in SGC-7901 cells.
結果:
rMETaseはSGC-7901細胞の増殖とクローン形成を抑制し，細胞のアポトーシスを促進し，S期の細胞周期停止を誘導した（<0.05）．また、rMETase濃度の上昇に伴い、糖質摂取量が明らかに減少し、解糖・ATP濃度が低下した（<0.001）。ウェスタンブロットの結果、SGC-7901細胞では、PI3K、p-Akt/t-Akt、GLUT-1、主要な解糖酵素HK2、PFKM、LDHA、抗アポトーシス蛋白質Bcl-2の発現が低下し、プロアポトーシス蛋白質Baxとカスパーゼ-3の発現が上昇していた（<0.01）。
RESULTS: rMETase significantly inhibited the proliferation and clonal formation, promoted cell apoptosis, and induced cell cycle arrest in S phase in SGC-7901 cells ( < 0.05). With the increase of rMETase concentration, the cells showed obviously decreased glucose intake accompanied by decreased glycolysis and ATP concentration ( < 0.001). The results of Western blotting showed that the expressions of PI3K, p-Akt/t-Akt, GLUT-1, and the key glycolytic enzymes HK2, PFKM, LDHA, antiapoptosis protein Bcl-2 were all downregulated and the pro-apoptotic proteins Bax and caspase-3 were up-regulated in response to rMETase treatment in SGC-7901 cells ( < 0.01).
結論:
rMETaseは、PI3K/Akt/GLUT-1経路の活性を阻害することで、SGC-7901細胞の好気性解糖を阻害し、アポトーシスを誘導し、増殖を抑制することができ、胃癌の治療薬としての可能性が示唆された。
CONCLUSIONS: rMETase can inhibit aerobic glycolysis, induce apoptosis and inhibit the proliferation of SGC-7901 cells by inhibiting the activity of PI3K/Akt/GLUT-1 pathway, suggesting its potential as a therapeutic agent for gastric cancer.