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肿瘤是威胁人类健康的重大疾病,本文第一章综述了内质网应激在肿瘤发展过程中的重要作用,接着讨论了钙离子以及肌浆网钙离子-ATP酶(SERCA)在内质网应激以及肿瘤发展中的作用,最后讨论了针对SERCA来治疗肿瘤的可行策略及现有化合物。 在第二章中,我们发现小分子化合物SBF-1抑制人宫颈癌细胞的生长、粘附、迁移以及克隆形成能力,并诱导人宫颈癌细胞死亡。SBF-1时间和剂量依赖性地增加ATF6、XBP1s、p-eIF2α、CHOP的蛋白水平,并且增加CALNEXIN、CALRETICULIN、GRP78、GRP94、GRP170、CHOP的基因水平,而化学分子伴侣4-苯基丁酸部分逆转SBF-1导致的增值抑制,说明SBF-1诱导的细胞死亡同内质网应激相关。接下来,我们用生物素标记SBF-1(biotin-SBF-1),将biotin-SBF-1与人宫颈癌细胞全细胞裂解液共孵,通过银染及液质联用方法,发现SBF-1能够同SERCA2(人宫颈癌细胞细胞中主要的SERCA亚型)结合,免疫印迹和免疫荧光共定位结果证实了上述发现。此外,SBF-1抑制人宫颈癌细胞中SERCA的活性、减少内质网钙离子水平并增加胞浆中游离钙离子水平,同时代偿性地上调SERCA2的蛋白水平。钙离子螯合剂BAPTA在一定程度上减弱SBF-1对人宫颈癌细胞的杀伤作用及SBF-1诱导的内质网应激反应。为了进一步证实SBF-1与SERCA2之间的结合,我们使用慢病毒将人宫颈癌细胞中的SERCA2进行稳定干扰,发现干扰了SERCA2后,人宫颈癌细胞对SBF-1更加敏感,同稳转无关干扰的人宫颈癌细胞相比,在干扰SERCA2的细胞中,SBF-1更显著地抑制细胞生长和迁移,并诱发更严重的内质网应激反应。而在人宫颈癌细胞中稳定过表达SERCA2b则会减弱SBF-1的抑制作用。此外,SBF-1抑制人宫颈癌细胞在裸鼠体内的生长,并且诱发凋亡和内质网应激反应。人宫颈癌组织芯片检测分析结果显示,SERCA2同人宫颈癌细胞恶性程度正相关。 内质网应激同脂质代谢密切相关,异常的内质网应激水平会导致细胞内脂质代谢异常。因此,在第三章中,我们探讨了SBF-1对人宫颈癌细胞脂质代谢的影响。油红染色结果显示,SBF-1时间和剂量依赖性地诱发人宫颈癌细胞中的脂滴堆积,并增加脂质合成基因的水平。SERCA特异性抑制剂毒胡萝卜素内酯同样导致人宫颈癌细胞中发生脂滴堆积及脂质合成基因水平增加。干扰SERCA2同样会导致人宫颈癌细胞中发生脂滴堆积。SBF-1在稳定干扰SERCA2的人宫颈癌细胞中诱发更严重的脂滴堆积现象,同时,SBF-1增加裸鼠体内的人宫颈癌细胞中的脂质合成基因水平。 脂肪肉瘤是一种来源于深度软组织脂肪细胞的恶性肿瘤,其恶性程度与分化程度密切相关,而脂肪肉瘤的分化同脂质代谢密切相关,第三章证实SERCA2活性同脂质合成密切相关,因此在第四章中,我们探讨了SERCA2以及SBF-1对人脂肪肉瘤细胞分化的影响。稳定过表达SERCA2b(SW872细胞中主要的SERCA亚型)的人脂肪肉瘤细胞表现出抵抗诱导分化的特性,脂滴数量和脂肪分化marker FASN、SCD1的基因水平明显低于稳转空载体的细胞;干扰SERCA2则促进了人脂肪肉瘤细胞的诱导分化。经过SBF-1预处理的人脂肪肉瘤细胞,能够形成更加明显和成熟的脂滴,脂肪分化marker FASN和FABP4的基因水平显著增加。此外,SBF-1还大大加快了人脂肪肉瘤细胞的分化进程,在诱导分化的第二天即可在经过SBF-1预处理的人脂肪肉瘤细胞中观察到成熟的脂滴。 综上所述,本文首次发现小分子化合物SBF-1结合SERCA2并抑制其活性,增加胞浆钙离子水平,继而诱发内质网应激及脂质代谢异常,最终导致人宫颈癌细胞死,并且SERCA2同人宫颈癌细胞恶性程度正相关。此外,SBF-1通过抑制SERCA2的活性而促进脂肪肉瘤细胞的诱导分化过程并抑制增殖。这些结果显示,SERCA2可以作为肿瘤治疗的潜在作用靶蛋白,小分子化合物SBF-1可以作为研究SERCA2的有效工具。