浙江大学医学院附属第一医院肝胆外科曹林平团队EP:全氟辛酸暴露通过哺乳动物雷帕霉素靶点(mTOR)信号通路加速肝癌细胞的生长

文摘   科学   2024-07-10 08:03   陕西  
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第一作者:Jiawei Hong


通讯作者:Linping Cao


通讯单位:浙江大学医学院附属第一医院



中文标题:环境相关的全氟辛酸暴露通过哺乳动物雷帕霉素靶点(mTOR)信号通路加速肝癌细胞的生长.

英文标题:Environment relevant exposure of perfluorooctanoic acid accelerates the growth of hepatocellular carcinoma cells through mammalian target of rapamycin (mTOR) signal pathway.

文章亮点

1、PFOA在体外和体内均可促进肝癌的增殖

2、PFOA 暴露引起肝癌中多种癌基因表达的变化

3、MTOR通路在PFOA引起的肝癌中发挥着重要作用

4、PFOA 降低肝癌对 mTOR 抑制剂的敏感性。

摘要详文

全氟辛酸(PFOA)是一种合成的烷基链氟化化合物,已成为令人严重关注的持久性有机污染物,给生态完整性和人类蒙上了阴影。它的潜在存在引起了人们的警惕,因为它能够在人类肝脏内生物积累,可能为肝癌铺平危险的道路。然而,PFOA 促进肝细胞癌 (HCC) 生长的复杂机制仍不明确。在这里,我们通过细胞培养、裸鼠试验和集落形成实验等综合实验确定了PFOA暴露后HCC的增殖和转录变化。根据我们的研究结果,PFOA 在体内和体外实验浓度范围内都能有效促进 HCC 细胞的增殖。由于过度暴露于 PFOA,HCC 细胞的增殖效率增加了约 10%。此外,荷瘤裸鼠的癌症重量增加了87.0% (p < 0.05)。我们系统地评估了 PFOA 对 HCC 细胞的影响,发现 PFOA 暴露可以选择性激活 PI3K/AKT/mTOR/4EBP1 信号通路,从而对 HCC 细胞发挥促癌作用,这通过蛋白质印迹测定和抑制剂组合分析得到了证实。这些见解唤起了人们对 PFOA 双重性质的反应,它既是环境威胁,又是肝癌的促进因素。我们的工作阐明了 PFOA 诱导的肝毒性的模糊领域,揭示了其与肝细胞癌进展的关系

图文摘要


图文速览

图 1. PFOA 在体外和体内促进 HCC 细胞增殖 (A).将肝癌细胞系SNU449、HCCLM3和Huh7暴露于一系列浓度的PFOA中72小时,测定细胞活力;(B). SNU449、HCCLM3和Huh7暴露于20μM PFOA中,每天测量细胞数,直至细胞数达到培养皿的极限;(C).不同PFOA剂量暴露下SNU449、HCCLM3和Huh7的集落形成,测量集落数;(E).动物实验流程图;(F).两组不同治疗组肿瘤质量;(G).两组肿瘤体积变化过程;(H).处死小鼠后两组肿瘤重量。



图 2. HCC 细胞接触 PFOA 后基因表达的变化 (A). PFOA 暴露后 SNU449 细胞转录组变化热图;(B).一些具有统计差异的基因变化;(C). PFOA 暴露后 SNU449 细胞的转录组变化火山图。


图 3. PFOA 体外促肿瘤作用的荧光 (A-B).对不同处理后的SNU449细胞进行EdU免疫荧光检测(x100),计算EdU阳性细胞比例(红点:EdU阳性细胞;蓝点:Hoechst);(C-D).对不同处理后的SNU449细胞进行pHH3免疫荧光检测(x100),计算pHH3阳性细胞比例(红点:pHH3阳性细胞;蓝点:DAPI)。


图4. PFOA对HCC细胞的作用机制探索(A).不同处理72 h后SNU449细胞中Rap1、MAPK、VEGF和KRas的Western blot分析;(B-C).不同处理72小时后SNU449细胞中PI3K、AKT、p-AKT、mTOR、p-mTOR、4E-BP1和p-4E-BP1的Western blot分析。(D).SNU449和HCCLM3经一系列不同处理72小时,测定细胞活力;(E).不同处理组合72小时后SNU449细胞中PI3K、AKT、p-AKT、mTOR、p-mTOR、4E-BP1和p-4E-BP1的蛋白质印迹分析。显示相对定量。数据表示为平均值±SD(每组 n = 3);(F).不同处理下SNU449和HCCLM3的集落形成;(G).显示 € 的相对量化;(H).测量菌落数并进行统计分析。


图5. PFOA的HCC致癌作用示意图(A).PI3K蛋白与PFOA的结合测定;(B). PFOA 对 HCC 的致癌作用。

主要发现

这项研究首次揭示了PFOA在细胞和分子层面上增强了肝细胞癌细胞的致瘤性。我们观察到,接触 PFOA 会加速体外 HCC 细胞的增殖和单克隆形成。患有肝细胞癌的裸鼠在过度暴露于 PFOA 时,表现出肿瘤体积增大。我们还发现,PFOA 暴露会刺激 HCC 细胞的自噬和核糖体蛋白翻译过程。PFOA可以选择性激活PI3K/AKT/mTOR/4E-BP1信号通路,从而对HCC细胞产生促进作用。此外,PFOA 暴露减轻了 mTOR 通路抑制剂对肿瘤细胞的损伤。PFAS 在肝脏中的积累可能会促进 HCC 患者的肿瘤进展,并增加癌症风险,尤其是乙型肝炎患者


文章DOI:10.1016/j.envpol.2023.122910
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The End


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