ATF4过表达对HepG2细胞凋亡的影响及其机制

ATF4过表达对HepG2细胞凋亡的影响及其机制目的观察转录激活因子4（ATF4）过表达对人肝癌HepG2细胞凋亡的影
响，并探讨其机制。

方法构建ATF4表达质粒，采用脂质体瞬时转染HepG2细胞。

实验分为空白对照组、空质粒组和ATF4质粒组。

采用流式细胞术检测细胞凋亡率，检测HepG2细胞培养液中乳酸含量，Western blot检测Warburg效应蛋白M2型丙酮酸激酶（PKM2）的表达。

结果与空质粒组比较，ATF4质粒组HepG2细胞凋亡率显著增加，细胞培养液中乳酸含量显著降低，HepG2细胞中PKM2蛋白的表达显著下调（均P 0.05）。

见图2。

2.3 过表达ATF4对HepG2细胞培养液中乳酸含量的影响
与空质粒组比较，ATF4质粒组HepG2细胞培养液中乳酸含量显著减少（P 0.05）。

见图3。

2.4 过表达ATF4对HepG2细胞中PKM2蛋白表达的影响
与空质粒组比较，ATF4质粒组HepG2细胞中PKM2蛋白的表达水平显著下调（P 0.05）。

见图4。

3 讨论
肝癌的发生发展受肝癌细胞本身、肝癌与微环境之间相互作用等多方面因素的影响，肝癌的发生伴随着细胞形态变化、功能缺失及细胞代谢的显著改变等[8-10]。

ATF4是一种未折叠反应蛋白，参与多种细胞生物学功能，其主要功能包括氨基酸的合成与运输、能量代谢、糖脂代谢及整合应激反应等[11]。

研究发现ATF4参与调节肿瘤细胞凋亡，影响着肿瘤细胞的发生发展[12]。

研究表明，ATF4过表达能诱导大肠癌细胞发生凋亡[13]。

Lee等[14]發现，内质网应激时，ATF4能够调节黄猩猩果蝇细胞的糖酵解相关基因的表达。

研究表明，过表达ATF4基因的裸鼠横纹肌肉瘤成瘤体积小于野生型裸鼠，表明ATF4能诱导肿瘤细胞发生凋亡，其作用机制可能与诱导下游基因ANSN表达有关[15]。

本研究结果发现，ATF4过表达可促进肝癌HepG2细胞发生凋亡。

但是ATF4的作用机制尚不完善，其作为未折叠蛋白因子影响肿瘤细胞的功能已经比较明确，但ATF4在通过调节代谢通路而影响肿瘤方面的作用尚不清楚，因此，ATF4作为肿瘤代谢调控因子的功能有待进一步探讨。

Warburg效应是肿瘤细胞代谢的主要标志之一，即细胞在氧充足的条件下仍以糖酵解为主产生大量乳酸。

许多肿瘤组织中都能观察到Warburg效应，包括肝癌、结肠癌、肺癌、恶性胶质细胞瘤等[16]。

研究显示，下调Warburg效应相关蛋白的表达能够有效抑制肿瘤细胞的增殖，促进肿瘤细胞凋亡[17]。

Warburg效应能够促进肿瘤细胞增殖，有氧糖酵解影响肿瘤发展、迁移及治疗等多方面，抑制肿瘤细胞的有氧糖酵解表型能够促进肿瘤细胞凋亡[18]。

Warburg效应包括丙酮酸激酶等酶基因在内的多个作用靶点，这些作用位点
统称为Warburg效应相关蛋白，调节这些酶基因表达都能直接影响Warburg效应。

丙酮酸激酶有四种表型，PKM2是其中最主要的肿瘤表型。

通常来说，PKM1主要存在于非增生性组织中，而PKM2则为增殖性组织中所特有。

PKM1向PKM2表型的转换是PKM2在许多癌症细胞中呈高表达的主要原因，这说明Warburg 效应相关蛋白PKM2具有致瘤性。

研究显示，PKM2促进结肠癌细胞的增殖及迁移，并且能够介导Warburg效应的建立，是Warburg效应的重要标志物[19-20]。

然而ATF4是否对肿瘤Warburg效应有调节作用尚未见报道。

本研究结果发现，过表达ATF4可下调HepG2细胞PKM2的表达，减少肝癌HepG2细胞乳酸生成，表明过表达ATF4可抑制肝癌HepG2细胞Warburg效应。

因此推测过表达ATF4可促进肝癌HepG2細胞凋亡的机制可能与抑制Warburg效应有关。

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