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TPI-1通过糖酵解重编程促进胃癌细胞增殖和侵袭的机制研究

王海伟 张小辉 田云霄 吴士茜

王海伟, 张小辉, 田云霄, 吴士茜. TPI-1通过糖酵解重编程促进胃癌细胞增殖和侵袭的机制研究[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 王海伟, 张小辉, 田云霄, 吴士茜. TPI-1通过糖酵解重编程促进胃癌细胞增殖和侵袭的机制研究[J]. 昆明医科大学学报.
Haiwei WANG, Xiaohui ZHANG, Yunxiao TIAN, Shiqian WU. Mechanism of TPI-1 in Promoting the Proliferation and Invasion of Gastric Cancer Cells through Glycolytic Reprogramming[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Haiwei WANG, Xiaohui ZHANG, Yunxiao TIAN, Shiqian WU. Mechanism of TPI-1 in Promoting the Proliferation and Invasion of Gastric Cancer Cells through Glycolytic Reprogramming[J]. Journal of Kunming Medical University.

TPI-1通过糖酵解重编程促进胃癌细胞增殖和侵袭的机制研究

基金项目: 河北省医学科学研究课题计划(20211576)
详细信息
    作者简介:

    王海伟(1986~),女,河北邯郸人,医学硕士,副主任医师,主要从事肿瘤病理诊断学研究工作

    通讯作者:

    张小辉,E-mail:624892352@qq.com

  • 中图分类号: R735.2

Mechanism of TPI-1 in Promoting the Proliferation and Invasion of Gastric Cancer Cells through Glycolytic Reprogramming

  • 摘要:   目的  从糖酵解重编程的角度探讨TPI-1干预胃癌进展可能的作用机制。  方法  构建TPI-1敲减、过表达胃癌细胞模型,将实验细胞分为shNC、shTPI-1、oe-Ctrl、oe-TPI-1四组,CCK-8法检测不同组胃癌细胞活性;Transwell法检测不同组胃癌细胞侵袭能力;糖酵解压力测试检测ECAR反映不同组胃癌细胞糖酵解产能的能力;通过Western blot 分析不同组细胞凋亡相关、侵袭相关、糖酵解相关特征标志物的表达量;免疫荧光和co-IP实验验证TPI-1与HK2共定位和结合的关系。  结果  与shNC组相比,shTPI-1组细胞增殖及侵袭能力减弱(P < 0.01),与oe-Ctrl组相比,oe-TPI-1组增殖和侵袭能力增强(P < 0.01);在敲减TPI-1后,基础糖酵解能力及最大糖酵解能力均降低(P < 0.01);shTPI-1组中,糖酵解关键酶HK2和PKM2的蛋白水平显著降低(P < 0.01),MMP-2、MMP-9、N-cadherin、Bcl-2、COX4I1显著下调(P < 0.01),NOX4、E-cadherin、Bax、cleaved caspase-3显著上调(P < 0.01),oe-TPI-1组中则呈现相反趋势;免疫荧光分析发现,存在TPI-1与HK2在细胞内共定位;免疫共沉淀初步证实TPI-1与HK2可能存在结合。  结论  TPI-1通过与HK2互作,持续激活糖酵解起始步骤,促进糖酵解重编程,从而促进胃癌进展。
  • 图  1  TPI-1在各细胞中表达情况及敲减和过表达验证

    A:TPI-1在人正常胃黏膜细胞株GES-1和人胃癌细胞株SGC-7901、NCI-N87、MKN45中表达情况;B:TPI-1在人正常胃黏膜细胞株GES-1和人胃癌细胞株SGC-7901、NCI-N87、MKN45中相对表达含量柱状图;与GES-1组比较,**P < 0.01;C:在MKN45细胞中进行TPI- 1敲减以及在NCI-N87进行TPI-1过表达后TPI- 1的含量变化,验证敲减和过表达效率。

    Figure  1.  Expression of TPI-1 in various cells and verification of knockdown and overexpression

    图  2  TPI-1对胃癌细胞侵袭的影响(200 μm,40×)

    Figure  2.  Effects of TPI-1 on gastric cancer cell invasion (200 μm,40 ×)

    图  3  TPI-1对胃癌细胞相关蛋白的影响

    A:HK2、PKM2、Bax、cleaved caspase-3、Bcl-2、MMP-2、MMP-9、N-cadherin、E-cadherin、NOX4和COX4I1蛋白与对照细胞相比,在shTPI-1细胞与oe-TPI-1细胞中的表达情况;B:蛋白表达含量的量化柱状图,与shCtrl组比较,**P < 0.01;***P < 0.001;与oe-Ctrl组比较,**P < 0.01;***P < 0.001。HK2:己糖激酶2;PKM2:丙酮酸激酶同工酶; MMP-2:金属蛋白酶-2;MMP-9:金属蛋白酶-9;E-cadherin:E型钙粘蛋白;N-cadherin:N型钙粘蛋白;Bcl-2:B淋巴细胞瘤-2;Bax:促凋亡蛋白;cleaved caspase-3:剪切的半胱天冬蛋白酶-3;NOX4: NADPH氧化酶4;COX4I1:细胞色素c氧化酶亚基。

    Figure  3.  Effects of TPI-1 on gastric cancer cell-related proteins

    图  4  TPI-1对胃癌细胞能量代谢的影响

    与shCtrl组比较,**P < 0.01;***P < 0.001。

    Figure  4.  Effects of TPI-1 on energy metabolism in gastric cancer cells

    图  5  TPI-1和HK2在细胞内共定位

    A:仅加二抗与DAPI,无一抗孵育,验证荧光信号特异性;B:正常孵育,在MKN45中的TPI-1与HK2的免疫荧光;C:在MKN45中分别以TPI-1和HK2的抗体作为一抗与磁珠偶联进行的免疫共沉淀;D:免疫共沉淀WB的量化柱状图;与IgG比较, ***P < 0.001。

    Figure  5.  Colocalization of TPI-1 and HK2 in cells

    表  1  在MKN45细胞敲减TPI-1后增殖能力比较($\bar x \pm s $,n = 3)

    Table  1.   Comparison of proliferation ability in MKN45 cells after TPI-1 knockdown ($\bar x \pm s $,n = 3)

    组别24 h48 h72 h
    shCtrl0.48 ± 0.080.85 ± 0.051.16 ± 0.07
    shTPI-10.43 ± 0.050.48 ± 0.060.85 ± 0.05
    t1.108.326.82
    P0.330.001**0.002**
      **P < 0.01。
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    表  2  在N87细胞中过表达TPI-1后增殖能力比较($\bar x \pm s $,n = 3)

    Table  2.   Comparison of proliferation ability after overexpressing TPI-1 in N87 cells ($\bar x \pm s $,n = 3)

    组别24 h48 h72 h
    oe-Ctrl0.41 ± 0.010.50 ± 0.060.70 ± 0.04
    oe-TPI-10.41 ± 0.060.48 ± 0.060.85 ± 0.04
    t0.190.295.22
    P0.860.790.006**
      **P < 0.01。
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    表  3  TPI-1对胃癌细胞侵袭的影响($\bar x \pm s $,n = 3)

    Table  3.   Effects of TPI-1 on gastric cancer cell invasion($\bar x \pm s $,n = 3)

    组别细胞个数
    shCtrl86.30 ± 3.79
    shTPI-127.00 ± 2.65
    oe-Ctrl28.70 ± 6.03
    oe-TPI-174.30 ± 2.08
    F182.60
    P < 0.001***
      与对照组比较,***P < 0.001。
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    表  4  TPI-1对胃癌细胞能量代谢的影响($\bar x \pm s $,n = 3)

    Table  4.   Effects of TPI-1 on energy metabolism in gastric cancer cells ($\bar x \pm s $,n = 3)

    组别shCtrlshTPI-1tP
    基础糖酵解ECAR(mpH/min)77.70 ± 1.5361.70 ± 1.5312.83 < 0.001***
    最大糖酵解ECAR(mpH/min)100.30 ± 2.5082.70 ± 2.109.37 < 0.001***
      与shCtrl比较,***P < 0.001。
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  • 收稿日期:  2025-07-17

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