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砷诱导人结肠癌细胞迁移的分子机制探究

砷诱导人结肠癌细胞迁移的分子机制探究

作     者:张睿佳 孙琎 陈保卫 

作者单位:水产动物疫病防控与健康养殖全国重点实验室中山大学生命科学学院 南方海洋科学与工程广东省实验室中山大学海洋科学学院 

会议名称:《中国毒理学会第十次全国毒理学大会》

会议日期:2023年

学科分类:100405[医学-卫生毒理学] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

摘      要:亚砷酸盐(iAsIII)诱导肿瘤细胞的迁移与癌症转移密切相关。因此,了解iAsIII暴露后肿瘤细胞迁移的转录和代谢特征对探究iAsIII暴露和癌症发生发展的关系具有重要的意义。我们利用转录组学和非靶向代谢组学方法,并结合比较毒理学数据库(CTD)的生物信息学分析,构建iAsIII暴露后人类结直肠癌细胞(DLD-1)的功能基因和代谢物的交互网络。在iAsIII暴露组中,DLD-1细胞通过Transwell膜的数量至少是对照组的6倍。iAsIII处理后,ZEB1和SLUG的表达显著上调,而CRB2的表达下调(P0.05),表明DLD-1细胞发生了上皮-间质转化(EMT)。同时,在iAsIII处理下,SLUG增强了整合素和胶原介导的生物粘附。iAsIII促进基质金属酶(MMP)基因(例如:MMP1,MMP3和MMP14)的表达,基质金属酶具有降解细胞外基质的功能。此外,iAsIII暴露引起了DLD-1细胞的自噬(NES=1.91,P0.05),参与自噬过程的基因也调控了线粒体功能。因此,本研究进一步对线粒体功能进行评价,研究结果发现iAsIII暴露损伤线粒体呼吸功能,提示iAsIII可能是通过激活DLD-1细胞的自噬来清除受损的线粒体。在代谢特征方面,iAsIII可显著干扰谷氨酰胺代谢,并且补充谷氨酰胺能有效增强DLD-1细胞的迁移。CTD分析进一步显示,EMT和生物粘附是iAsIII诱导结直肠癌细胞迁移的关键事件。总之,我们的结果表明,iAsIII可通过一系列细胞事件促进DLD-1细胞迁移,包括激活EMT、改变细胞粘附、MMP依赖性基质降解,同时伴有特异性的谷氨酰胺代谢。

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