高糖高胰岛素对MCF-7细胞FASN蛋白表达的影响*

贺晓磊，王丽红，高 宇△，刘晓燕，李桂芳

(1.承德医学院，河北承德 067000;2.承德医学院附属医院)

脂肪酸合成酶(fatty acid synthetase，FASN)是人体内脂肪酸从头合成途径的关键酶，在人体的能量代谢中具有重要作用。研究发现，在恶性肿瘤中FASN的表达升高，活性增强，并且FASN表达升高严重影响肿瘤患者的预后。乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤，国内外学者均发现，伴有2型糖尿病的乳腺癌患者预后不良。2型糖尿病发病机制之一是由于胰岛素抵抗产生的高胰岛素血症，引起体内血糖升高。乳腺癌合并2型糖尿病是乳腺癌复发和转移的独立预后危险因素，但发病机制不明[1-2]。本研究拟观察高糖、高胰岛素环境对乳腺癌细胞MCF-7 FASN表达的影响，探讨FASN在乳腺癌合并糖尿病发生发展中的作用。

1 材料与方法

1.1 材料 DMEM低糖培养基，美国Hyclone公司;小鼠抗人FASN单克隆抗体，美国BD公司;小鼠抗人β-actin单克隆抗体，美国Santa Cruz公司;辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgG二抗，美国KPL公司;胎牛血清、D-glucose，上海生工;BCA蛋白定量试剂盒、ECL超敏发光液，北京普利莱公司;生物合成人胰岛素，诺和诺德公司;MCF-7细胞，由承德医学院附属医院中心实验室提供。

1.2 细胞培养与分组 低糖DMEM培养基培养MCF-7细胞，含10%胎牛血清，100U/ml青霉素，100U/ml链霉素，D-glucose浓度5mmol/L，37℃、5% CO2培养箱中培养。当细胞长满至80%时，用0.25% Trypsin-EDTA消化传代。实验分为对照组、高胰岛素组、高糖组和高糖高胰岛素组。对照组D-glucose浓度5mmol/L;高糖组D-glucose浓度20mmol/L;高胰岛素组D-glucose浓度5mmol/L，胰岛素浓度125mU/L;高糖高胰岛素组D-glucose浓度20mmol/L,胰岛素浓度125mU/L。每组细胞培养12h，提取总蛋白。

1.3 Western印迹分析 采用Western Blot法检测MCF-7细胞FASN蛋白的表达。细胞用预冷的PBS冲洗3遍，加入200μl含有1% PMSF的RIPA细胞裂解液(150mmol/L sodium chloride,1% NP-40,0.5% sodium deoxycholate,0.1%SDS,50mmol/L Tris,pH 8.0)，收集细胞至离心管中，4℃、12000r/min离心20min，取上清用BCA法定量蛋白浓度。每孔蛋白样品上样量30μg，行SDS-PAGE凝胶电泳，转至PVDF膜上，5%牛奶(TBST配置)封闭2h，一抗(FASN 1:600，β-actin 1:1000)4℃孵育过夜，二抗(1:5000)孵育1h，ECL超敏发光液显影。胶片扫描后采用Quantity One软件对显影条带进行分析，计算目的条带与β-actin条带的灰度比值，作为目的蛋白的相对表达水平。

1.4 统计分析 采用SPSS 17.0统计软件对数据行One-Way ANOVA分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

Western Blot结果显示，与对照组比较，高糖组、高胰岛素组、高糖高胰岛素组MCF-7细胞FASN蛋白的表达明显升高，差异具有统计学意义(P＜0.05);高糖组、高胰岛素组、高糖高胰岛素组MCF-7细胞FASN蛋白表达比较差异无统计学意义(P＞0.05)。(见附图、附表)。

附表 各组MCF-7细胞FASN蛋白的表达(±s，n=3)

附表 各组MCF-7细胞FASN蛋白的表达(±s，n=3)

与对照组比较:*P＜0.05

组别 FASN蛋白的表达对照组 0.162±0.014高胰岛素组 0.219±0.004*高糖组 0.300±0.006*高糖高胰岛素组 0.317±0.006*

附图 各组细胞FASN蛋白的表达

3 讨论

研究表明，2型糖尿病增加患乳腺癌的风险，并增加乳腺癌患者的死亡率。癌细胞普遍的行为表现为无节制的生长并侵袭周围的正常组织，脂肪酸的内源性合成为肿瘤生长提供能量。脂肪酸合成酶(FASN)是内源性脂肪酸合成的关键酶，本研究采用Western蛋白印记法观察发现，与对照组相比，高糖组、高胰岛素组和高糖高胰岛素组乳腺癌MCF-7细胞FASN蛋白的表达均明显升高。葡萄糖不仅是机体重要的能量来源，还参与能量的储存和转运，动物实验发现糖尿病诱导的葡萄糖和游离脂肪酸含量升高在体内和体外都与肿瘤生长有关[3]。胰岛素抵抗是2型糖尿病患者的发病机制之一，并由此产生高胰岛素血症。高胰岛素血症在绝经前和绝经后的女性中都是乳腺癌发生的危险因素。通过对乳腺癌术后患者的随访发现，高胰岛素水平的患者病死率明显升高[4]。本研究发现高胰岛素可使MCF-7细胞FASN的表达增加，因此使肿瘤细胞脂肪酸合成增加，导致肿瘤细胞生长旺盛。

肿瘤组织FASN表达升高影响肿瘤治疗的预后。Walter等[5]通过对前列腺癌患者的随访发现，患者术后体内FASN表达水平较术前明显下将，生存率提高，而FASN表达升高则与前列腺癌的复发相关。本研究显示，尽管高糖合并高胰岛素组与单独高糖、高胰岛素组FASN蛋白表达差异无统计学意义，但高胰岛素组、高糖组、高糖高胰岛素组FASN的表达有逐渐升高的趋势，而2型糖尿病患者多数伴有高血糖和高胰岛素血症。本研究结果表明，高胰岛素和高糖促进FASN高表达可能是乳腺癌合并2型糖尿病人群病情不易控制、预后不良的原因之一。

除乳腺癌外，前列腺癌、肺癌、结直肠癌等多种肿瘤组织均发现FASN的高表达。目前，越来越多的研究把FASN作为抗肿瘤治疗的靶点。FASN活性增加与胰岛素相关的代谢紊乱，如肥胖等以及多种癌症有因果关系[6]。本研究结果对于揭示乳腺癌合并糖尿病患者生存预后，寻求治疗乳腺癌患者的药物作用靶点，具有一定的参考价值。

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