鞘氨醇激酶2参与丁酸钠诱导的结肠癌细胞凋亡机制的研究

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1、南方医科大学2008级博士学位论文鞘氨醇激酶2参与丁酸钠诱导的结肠癌细胞凋亡机制的研究StudyoftherolesandmechanismsofSphingosineKinase2incoloncancercellsapoptosisinducedbysodiumbutyrate课题来源：国家重点基础研究发展计划(973计划)分题：2012CB518200国家自然科学基金资助30971193专业名称学位申请人指导教师答辩委员会主席答辩委员会成员劳动卫生与环境卫生学肖敏邹飞教授蒋义国教授余日安教授丁振华教授刘云岗教授孟晓静教授论文评阅人林忠宁教授

2、刘移民教授唐小江教授2012年5月30日广州鞘氨醇激酶2参与丁酸钠诱导的结肠癌细胞的凋亡及分子机制的研究博士研究生：肖敏指导老师：邹飞教授摘要研究背景及意义结肠癌是世界常见恶性肿瘤之一，已经成为肿瘤相关死亡的第三位因素，每年有13万新增病例以及约5万患者死亡。传统的治疗方法对于大多数结肠癌患者的疗效不佳，抗肿瘤药物往往在应用一段时间后，结肠癌细胞即对其产生了耐药性。所以提高结肠癌的治疗效果是医疗界长期以来探索的目标，而尚未找到十分满意的治疗方法。因此，研究结肠癌的抗肿瘤药物的机制，寻求新的治疗靶点己成为迫切需要解决的问题。磷脂类物质是细胞膜的主要

3、组成部分，在机体中主要包括甘油磷脂和鞘磷脂这两大类。鞘脂代谢产物已成为调节细胞基本生理过程的重要调节分子。这些磷脂的代谢产物在细胞内是重要的细胞信号分子。这些分子包括三大类：神经酰胺、神经鞘氨醇和鞘氨醇．1．磷酸盐，三者在肿瘤的发生发展过程中发挥着极为重要的作用。其中，鞘氨醇．1．磷酸盐能促进细胞的存活和增殖，相反，神经酰胺和鞘氨醇，诱导细胞生长停滞和凋亡。这些在细胞内的具有相反功能的蛋白之间的相互转换暗示着通过调节它们之间的平衡能够决定细胞的命运——生存或死亡。研究证实，神经酰胺是一种细胞增殖的负性调节因子，能抑制细胞生长、促进细胞凋亡，而其被

4、转化的代谢产物鞘氨醇．1．磷酸盐则抑制细胞凋亡、促进细胞增殖。细胞内神经酰胺、神经鞘氨醇和鞘氨醇．1．磷酸盐可以发生中文摘要相互转化，并通过酶促反应维持一个动态平衡。在这个动态平衡中有一个重要的调节酶——鞘氨醇激酶，是这种平衡的关键调节因子。鞘氨醇激酶是细胞内合成鞘氨醇．1．磷酸盐的主要限速酶，它通过降低神经酰胺向鞘氨醇．1．磷酸盐转化比率来调节两者，从而具备影响神经酰胺和1．磷酸鞘氨醇的双向功能。因此，神经酰胺和鞘氨醇．1．磷酸盐之间的动态平衡决定着细胞的凋亡和增殖。鞘氨醇激酶(SphK)家族共有2个亚型被证实、鉴定，分别是SphKl和SphK

5、2。虽然哺乳动物中的SphKl和SphK2基因具有高度同源的保守区，但两者的组织分布和反应活性却明显不同。SphKl主要分布在脑、肺、心、脾和肝，而SphK2主要分布在肝和心。SphKl没有跨细胞膜结构域，而SphK2却有7个跨膜结构域。SphKl在各种哺乳动物细胞主要分布于细胞浆中，而SphK2在哺乳动物细胞中的分布比SphKl更复杂，在各种属细胞中的分布并不完全一致。SphKl和SphK2两者的表达有不同的时相性，表明两者有截然不同的生物功能及调控机制。SphKl被证实在小鼠的结肠癌模型中是高表达的，比结肠癌组织周边的正常组织的丰度高数十倍，

6、SphKl能促进结肠肿瘤的生长，抵抗肿瘤细胞的凋亡，在其它的肿瘤组织中也得到了同样的证据。与SphKl这种单一的活性性质相反，SphK2在多种正常类型细胞中发挥促进凋亡、抑制细胞增殖的作用，而在多种肿瘤细胞中却促进增殖，抑制凋亡。所以，SphK2的功能是相当复杂的，至少在肿瘤细胞中的表现比SphKl的表现更复杂。在这两种亚型的研究中，因SphKl的功能较单一，所以得到了比较详尽的研究，而对于SphK2，因其表现出的复杂得多的活性行为，导致被人们所知的功能甚少，特别是在肿瘤细胞功能的研究中。丁酸钠(sodiumbutyrate，Na．BT)是膳食纤

7、维在肠道中被细菌酵解后产生的一种无毒的四碳短链脂肪酸，N扭卜丁酸的衍生物能够影响细胞的多种生理过程。最近研究证明，高浓度的NaBT可以诱导结肠癌、口腔癌、食管癌、肝癌、等多种肿瘤细胞凋亡，尤其在消化系统肿瘤细胞的凋亡疗法中成为被研究的热点。NaBT是一种组蛋白去乙酰化酶(histonedeacetylase，HDAC)抑制剂，属于非Ⅱ博士学位论文细胞毒性类抗肿瘤化合物，经常用作化疗药的一个辅助药物。已知NaBT会引起肿瘤细胞核内多种变化，包括引起细胞核内组蛋白的超乙酰化、DNA双链的甲基化及非组蛋白的一些被修饰。其中以组蛋白的超乙酰化最为重要常见

8、，会导致rnRNA水平的异常和抑制肿瘤细胞增殖。NaBT使组蛋白超乙酰化后，一些转录因子被激活，激活的转录因子结合到作用位点并激活某些基