Механизм действия кверцетина в подавлении злокачественного фенотипа клеток гепатоцеллюлярной карциномы на основе пути гликолиза

XIE Yerong ,  

BAI Xiumei ,  

QIN Hongyan ,  

SHI Huiying ,  

WEN Rong ,  

WEN Dongyue ,  

YANG Hong ,  

摘要

Целью исследования является изучение подавляющего действия кверцетина на клетки гепатоцеллюлярной карциномы (HCC) и его потенциального механизма действия через путь гликолиза. Использовали различные концентрации кверцетина (0~500 мкмоль/л) для обработки клеток Huh-7 и MHCC-97H HCC, оценивали выживаемость клеток методом CCK-8 и рассчитывали половинную ингибирующую концентрацию (IC50) для определения диапазона интервенции. Клетки разделяли на контрольную группу, группу с ДМСО и группы с низкими, средними и высокими концентрациями кверцетина. Способности клеток к пролиферации, миграции и инвазии оценивали с помощью колониеобразующего, теста заживления царапин и Transwell-экспериментов соответственно. Анализировали дифференциально экспрессируемые гены (DEGs) с помощью РНК-секвенирования (RNA-seq), выполняли функциональный анализ GO и KEGG, строили сеть белок-белкового взаимодействия (PPI) и использовали алгоритм EPC для отбора потенциальных мишеней. Поглощение глюкозы определяли флуоресцентным зондом, лактат — колориметрическим методом, уровни мРНК и белков — в режиме Real-time PCR и Western blot соответственно. Результаты показали, что кверцетин ингибирует пролиферацию клеток HCC в концентрационно- и зависящем от времени режиме (p<0.01); значения IC50 для клеток Huh-7 составили 231,0; 94,3; 75,4 мкмоль/л через 24, 48 и 72 часа, для MHCC-97H — 588,8; 184,1; 132,0 мкмоль/л; при этом значительно уменьшалось количество колоний, снижалось число мигрирующих и инвазивных клеток в Transwell и скорость заживления царапин (p<0.01), а также подавлялось поглощение глюкозы и образование лактата (p<0.01). RNA-seq выявил 821 DEG, из них 399 были повышены, 422 снижены (│log2FC│≥1, скорректированный p<0.05). Иерархический кластерный анализ показал чёткое разделение тканей; GO-анализ выявил, что DEGs преимущественно вовлечены в гипоксическую реакцию, регуляцию уровня кислорода, метаболизм пирувата; клеточные компоненты включают коллаген-содержащий внеклеточный матрикс и внешнюю сторону плазматической мембраны; молекулярные функции связаны с соединением карбоновых кислот и лиазной активностью (p<0.05). Анализ KEGG выявил значительное обогащение путей гликолиза/глюконеогенеза, углеродного обмена и HIF-1 (p<0.05). Совместное применение PPI и EPC алгоритма позволило выделить 6 ключевых гликолитических генов: SLC2A1, PKM, PGK1, ENO2, ALDOA и GPI. Результаты Real-time PCR и Western blot подтвердили значительное, зависящее от концентрации, снижение экспрессии мРНК и белков этих генов в двух типах опухолевых клеток (p<0.01). Заключение: Кверцетин подавляет активность гликолиза и пролиферацию, миграцию и инвазию клеток HCC за счёт понижения экспрессии ключевых гликолитических генов SLC2A1, PKM, PGK1, что препятствует прогрессии гепатоцеллюлярной карциномы и указывает на его потенциальное применение как природного противоракового средства.

关键词

кверцетин;гепатоцеллюлярная карцинома;гликолиз;гипоксический ответ;член переносчика растворимых веществ семьи 2 (SLC2A1);пируваткиназа М (PKM);фосфоглицериновая киназа 1 (PGK1)

阅读全文