GINS1通过激活Notch/PI3K/AKT/mTORC1信号通路增强肺腺癌细胞糖酵解、增殖和转移OA北大核心CSTPCDMEDLINE

背景与目的肺癌是所有癌症类型中占比最大的一种,其中肺腺癌(lung adenocarcinoma,LUAD)占肺癌患者的一半以上。目前,转移性LUAD患者5年生存率仍然较低,迫切需要新型生物标志物作为靶向治疗的靶点。Go-Ichi-Ni-San1(GINS1)是GINS家族的重要成员,与人类恶性肿瘤的发生和发展密切相关。本研究旨在探究GINS1在LUAD细胞糖酵解、增殖和转移过程中的作用及相关分子机制。方法通过生物信息学分析GINS1在LUAD患者和健康人群中的表达差异。通过免疫组织化学染色和Western blot检测GINS1在LUAD组织和癌旁组织中的表达水平,采用Western blot和实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测GINS1在LUAD细胞系A549、SK-LU-1、Calu-3、H1299和人正常支气管上皮细胞系BEAS-2B中的表达水平。通过慢病毒转染细胞的方法构建稳定敲低GINS1的A549细胞株(shGINS1-A549)及其阴性对照细胞株(shGINS1-NC-A549)、稳定过表达GINS1的H1299细胞株(GINS1-OE-H1299)及其阴性对照细胞株(GINS1-OENC-H1299)。通过集落形成试验检测细胞增殖能力,划痕试验检测细胞迁移能力,Transwell试验检测细胞侵袭能力,试剂盒检测细胞对葡萄糖的消耗量以及乳酸的产量,Western blot检测糖酵解相关蛋白、Notch信号通路蛋白和磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)和哺乳动物雷帕霉素蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路蛋白表达水平。向shGINS1-A549组细胞加入Notch受体激动剂Jagged1,向GINS1-OE-H1299组细胞加入Notch受体抑制剂LY3039478,进行回复试验。结果GINS1在LUAD患者、组织和细胞系中均表达上调,并与患者总生存期有关(P<0.05)。敲低GINS1后,A549细胞的增殖、迁移和侵袭能力均受到显著抑制(P<0.05);过表达GINS1则显著增强了H1299细胞的增殖、迁移和侵袭能力(P<0.05)。此外,敲低GINS1导致A549细胞对葡萄糖的消耗量减少,乳酸产量减少,糖酵解相关蛋白表达水平降低(P<0.05);过表达GINS1则增强了H1299细胞糖酵解水平(P<0.05)。GINS1敲低导致A549细胞Notch1、Notch3、p-PI3K、p-AKT和p-mTORC1(Ser2448)蛋白表达水平显著降低(P<0.05),而PI3K、AKT、m TOR、p-mTORC2(Ser2481)蛋白表达水平无显著变化(P>0.05);GINS1过表达则升高了H1299细胞Notch1、Notch3、PI3K/AKT/mTORC1通路磷酸化蛋白水平(P<0.05)。Jagged1显著逆转了由于GINS1敲低导致的A549细胞糖酵解、增殖和转移活性抑制(P<0.05);LY3039478显著抑制了由于GINS1过表达诱导的H1299细胞糖酵解、增殖和转移活性增强(P<0.05)。结论GINS1的表达通过促进Notch1、Notch3受体表达水平升高,进而磷酸化激活下游PI3K/AKT/mTORC1信号通路,增强LUAD细胞糖酵解、增殖和转移。