内质网应激蛋白ATF4调控STAT3信号通路促进黑色素瘤细胞生长及转移的研究(1)
[摘要]目的：探索内质网应激蛋白ATF4在黑色素瘤发生发展中的作用和机制。方法：运用荧光定量PCR技术分析对比黑色素瘤细胞系和黑色素细胞系内ATF4表达的差异，运用CCK-8染色以及BrdU染色检测细胞生长及增殖能力，运用Tranwell技术检测细胞转移能力，运用免疫印迹技术检测细胞内STAT3磷酸化水平。结果：ATF4 mRNA在黑色素瘤细胞中的表达水平显著高于黑色素细胞，显示肿瘤细胞中含有更高水平的ATF4 mRNA；在A375细胞中过表达ATF4后，细胞生长增殖速率提高，转移能力增强，而降低内源ATF4后，MM200细胞的增殖速度和转移能力都出现明显降低。同时，A375细胞内ATF4含量的增加也引起了细胞内STAT3磷酸化水平以及细胞内IL-6表达的显著升高。结论：内质网应激蛋白ATF4在黑色素瘤的发生发展中具有重要的调控作用，细胞内ATF4可能是参与调控了IL-6-STAT3信号通路，从而促进黑色素瘤细胞增殖和迁移。
[关键字]黑色素瘤；内质网应激；ATF4；肿瘤细胞增殖；肿瘤细胞侵袭；STAT3
, 百拇医药
[中图分类号]R739.5 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455(2018)07-0083-04
Abstract： Objective To explore the role of endoplasmic reticulum (ER) stress protein ATF4 in cell proliferation and metastasis of melanoma. Methods RT-qPCR was applied to investigate the levels of mRNA expression. CCK-8 staining and BrdU staining were introduced to determine the abilities of cell growth and proliferation. Transwell system was used to detect the metastasis ability of cells. Immunoblotting was conducted to determine the protein levels in cells. Results The levels of ATF4 mRNA significantly increased in melanoma cell lines when compared to melanocytes. Ectopic expression of ATF4 efficiently enhanced the proliferation and metastasis of A375 cells. Abrogation of ATF4 in MM200 impaired cell growth and metastasis. Furthermore， ATF4 overexpression upregulated the expression of IL-6 and subsequently activated STAT3 signaling. Conclusion In general， our results revealed that ATF4 regulated cell proliferation and metastasis via activating IL-6-STAT3 signaling in melanoma.
, 百拇医药
Key words： melanoma； endoplasmic reticulum stress； ATF4； tumor cell proliferation； tumor cell invasion； STAT3
黑色素瘤，通常又稱恶性黑色素瘤(malignant melanoma)，是一种常见的恶性皮肤肿瘤，生长迅速。由于血管生成相对缓慢而容易造成营养和能量的供给不足，高速生长时期的黑色素瘤细胞内可能会发生多种应激状态，为应对这些生存环境的不利局面，细胞需要合成大量的蛋白(特别是分泌蛋白)去缓解外界生存环境的困局，而短时间内大量蛋白的合成给内质网(Endoplasmic reticulum， ER)带来了翻译和修饰的压力，会造成内质网内出现大量未折叠蛋白或者错误折叠蛋白的积累，从而产生内质网应激(ER stress)[1]，内质网应激会激活细胞内未折叠蛋白信号通路(The unfolded protein response pathway， UPR pathway)[2-4]。
, http://www.100md.com
近年来，越来越多的研究报道揭示了在肿瘤的发病过程中，UPR信号通路的关键作用[5-6]。在多种肿瘤的生长以及转移过程中，PERK-eIF2-ATF4信号突进都扮演着重要角色。肿瘤细胞中PERK-eIF2通路得不到有效激活，ATF4蛋白产生量过少时，肿瘤细胞在体外和体内的生长都会受到抑制[7-9]；在肿瘤细胞中敲除或者降低内源ATF4细胞的表达，可以有效抑制移植肿瘤的生长[7]，更有意思的是，如果在肿瘤细胞内过表达ATF4，细胞对多种抗肿瘤药物(如Cisplatin， Doxorubicin， Vincristine以及Etoposide)的抗性明显加强，体现了ATF4在肿瘤药物抗性中的重要作用[10-12]。此外，该信号通路在肿瘤细胞转移方面也有着重要功能，在乳腺癌中敲除PERK后，肿瘤细胞的转移能力明显受到抑制[9]，而ATF4作为PERK下游重要分子，在肿瘤的转移以及EMT中也起到非常关键的调控作用[13-14]。包括PERK-eIF2-ATF4通路在内的UPR信号通路在黑色素瘤中也扮演着重要角色，抑制细胞内PERK蛋白的活性，可以有效降低黑色素瘤的转移[15]，但是具体的分子机制仍不清楚。黑色素瘤细胞不同于正常皮肤细胞一个主要特点是：细胞快速生长需要有大量的新蛋白产生，从而可在细胞中引起内质网应激，激活UPR信号通路[1，16-17]。因此对内质网应激蛋白ATF4在黑色素瘤中的功能和分子机制的充分研究有助于黑色素瘤的临床治疗以及药物开发。本研究关注ATF4蛋白在黑色素瘤细胞增殖和迁移中的作用，初步探讨ATF4调控黑色素瘤细胞增殖和迁移的分子机制。, 百拇医药(张学军 亓发芝)
[关键字]黑色素瘤；内质网应激；ATF4；肿瘤细胞增殖；肿瘤细胞侵袭；STAT3
, 百拇医药
[中图分类号]R739.5 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455(2018)07-0083-04
Abstract： Objective To explore the role of endoplasmic reticulum (ER) stress protein ATF4 in cell proliferation and metastasis of melanoma. Methods RT-qPCR was applied to investigate the levels of mRNA expression. CCK-8 staining and BrdU staining were introduced to determine the abilities of cell growth and proliferation. Transwell system was used to detect the metastasis ability of cells. Immunoblotting was conducted to determine the protein levels in cells. Results The levels of ATF4 mRNA significantly increased in melanoma cell lines when compared to melanocytes. Ectopic expression of ATF4 efficiently enhanced the proliferation and metastasis of A375 cells. Abrogation of ATF4 in MM200 impaired cell growth and metastasis. Furthermore， ATF4 overexpression upregulated the expression of IL-6 and subsequently activated STAT3 signaling. Conclusion In general， our results revealed that ATF4 regulated cell proliferation and metastasis via activating IL-6-STAT3 signaling in melanoma.
, 百拇医药
Key words： melanoma； endoplasmic reticulum stress； ATF4； tumor cell proliferation； tumor cell invasion； STAT3
黑色素瘤，通常又稱恶性黑色素瘤(malignant melanoma)，是一种常见的恶性皮肤肿瘤，生长迅速。由于血管生成相对缓慢而容易造成营养和能量的供给不足，高速生长时期的黑色素瘤细胞内可能会发生多种应激状态，为应对这些生存环境的不利局面，细胞需要合成大量的蛋白(特别是分泌蛋白)去缓解外界生存环境的困局，而短时间内大量蛋白的合成给内质网(Endoplasmic reticulum， ER)带来了翻译和修饰的压力，会造成内质网内出现大量未折叠蛋白或者错误折叠蛋白的积累，从而产生内质网应激(ER stress)[1]，内质网应激会激活细胞内未折叠蛋白信号通路(The unfolded protein response pathway， UPR pathway)[2-4]。
, http://www.100md.com
近年来，越来越多的研究报道揭示了在肿瘤的发病过程中，UPR信号通路的关键作用[5-6]。在多种肿瘤的生长以及转移过程中，PERK-eIF2-ATF4信号突进都扮演着重要角色。肿瘤细胞中PERK-eIF2通路得不到有效激活，ATF4蛋白产生量过少时，肿瘤细胞在体外和体内的生长都会受到抑制[7-9]；在肿瘤细胞中敲除或者降低内源ATF4细胞的表达，可以有效抑制移植肿瘤的生长[7]，更有意思的是，如果在肿瘤细胞内过表达ATF4，细胞对多种抗肿瘤药物(如Cisplatin， Doxorubicin， Vincristine以及Etoposide)的抗性明显加强，体现了ATF4在肿瘤药物抗性中的重要作用[10-12]。此外，该信号通路在肿瘤细胞转移方面也有着重要功能，在乳腺癌中敲除PERK后，肿瘤细胞的转移能力明显受到抑制[9]，而ATF4作为PERK下游重要分子，在肿瘤的转移以及EMT中也起到非常关键的调控作用[13-14]。包括PERK-eIF2-ATF4通路在内的UPR信号通路在黑色素瘤中也扮演着重要角色，抑制细胞内PERK蛋白的活性，可以有效降低黑色素瘤的转移[15]，但是具体的分子机制仍不清楚。黑色素瘤细胞不同于正常皮肤细胞一个主要特点是：细胞快速生长需要有大量的新蛋白产生，从而可在细胞中引起内质网应激，激活UPR信号通路[1，16-17]。因此对内质网应激蛋白ATF4在黑色素瘤中的功能和分子机制的充分研究有助于黑色素瘤的临床治疗以及药物开发。本研究关注ATF4蛋白在黑色素瘤细胞增殖和迁移中的作用，初步探讨ATF4调控黑色素瘤细胞增殖和迁移的分子机制。, 百拇医药(张学军 亓发芝)