膠質(zhì)瘤細胞與星形膠質(zhì)細胞的谷氨酸-谷氨酰胺代謝耦合.pdf

1、目的：研究顯示膠質(zhì)瘤細胞可通過釋放大量的谷氨酸來促進自身生長、殺傷神經(jīng)元，而星形膠質(zhì)細胞是處理谷氨酸的主要載體，通過研究星形膠質(zhì)細胞與膠質(zhì)瘤細胞之間的相互作用，探討星形膠質(zhì)細胞在限制膠質(zhì)瘤細胞所釋放的胞外谷氨酸水平的作用，揭示內(nèi)源性抑制膠質(zhì)瘤生長及保護神經(jīng)元的機制。為了盡量避免因現(xiàn)有的細胞株傳代久遠因素引起的實驗結(jié)果的局限性，本研究將建立膠質(zhì)瘤細胞株，并利用傳代10代以內(nèi)的膠質(zhì)瘤細胞進行實驗。
　　方法：利用細胞培養(yǎng)技術(shù)、細胞示蹤

2、及凋亡檢測、免疫細胞染色技術(shù)、western blot技術(shù)、藥物干預(yù)、高效液相色譜檢測谷氨酸和谷氨酰胺、離子成像等技術(shù)，模擬體內(nèi)膠質(zhì)瘤生長過程，驗證如下假說：1、在膠質(zhì)瘤生長的早期，其周圍包繞大量正常的星形膠質(zhì)細胞，此時（1）膠質(zhì)瘤細胞是否高表達谷氨酰胺酶，而不表達或錯位表達與谷氨酰胺酶作用相反的谷氨酰胺合成酶；（2）膠質(zhì)瘤細胞能否大量攝取谷氨酰胺進入胞內(nèi)并轉(zhuǎn)化為谷氨酸分泌到細胞外；（3）星形膠質(zhì)細胞能否有效地攝取膠質(zhì)瘤細胞所分泌的谷氨

3、酸；2、在膠質(zhì)瘤生長的后期，其數(shù)量上超過周圍包繞的星形膠質(zhì)細胞，此狀態(tài)下谷氨酸-谷氨酰胺代謝耦合是否被打破：（1）膠質(zhì)瘤細胞所釋放的氨及氧化應(yīng)激能否在一定程度上抑制星形膠質(zhì)細胞的谷氨酸攝取功能，而使共培養(yǎng)中胞外谷氨酸水平明顯升高，引起神經(jīng)元的損傷；（2）大量的膠質(zhì)瘤細胞能否通過氧化應(yīng)激等造成星形膠質(zhì)細胞的損傷甚至死亡。
　　結(jié)果：根據(jù)以下特征（1）膠質(zhì)瘤細胞高表達谷氨酰胺酶，但谷氨酰胺合成酶錯位表達。而星形膠質(zhì)細胞高表達谷氨酰胺合

4、成酶；（2）膠質(zhì)瘤細胞能夠大量攝取谷氨酰胺進入細胞內(nèi)并轉(zhuǎn)化成為谷氨酸，再主要通過胱氨酸-谷氨酸交換蛋白分泌到細胞外；（3）在星形膠質(zhì)細胞與膠質(zhì)瘤細胞共培養(yǎng)過程中，星形膠質(zhì)細胞能夠有效攝取膠質(zhì)瘤細胞所分泌的谷氨酸，證明星形膠質(zhì)細胞與膠質(zhì)瘤細胞之間存在谷氨酸-谷氨酰胺代謝耦合。而在膠質(zhì)瘤生長的后期，膠質(zhì)瘤體積增大，數(shù)量增多，此狀態(tài)下谷氨酸-谷氨酰胺代謝耦合被打破：（1）膠質(zhì)瘤細胞所釋放的氨及氧化應(yīng)激顯著抑制星形膠質(zhì)細胞的谷氨酸攝取功能，而使

5、共培養(yǎng)中的胞外谷氨酸水平明顯升高；（2）胞外谷氨酸明顯升高到能夠誘導(dǎo)神經(jīng)元的損傷及死亡；（3）膠質(zhì)瘤細胞所產(chǎn)生的大量氨和氧化應(yīng)激還能明顯誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細胞凋亡。
　　結(jié)論：在膠質(zhì)瘤生長的早期，膠質(zhì)瘤細胞與星形膠質(zhì)細胞存在谷氨酸-谷氨酰胺代謝耦合，而隨著膠質(zhì)瘤的生長，谷氨酸-谷氨酰胺代謝耦合逐漸被膠質(zhì)瘤的谷氨酸釋放所主導(dǎo)，造成神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞的損傷和死亡，進一步為膠質(zhì)瘤的生長和侵襲提供空間，同時胞外升高的谷氨酸可能進一步促進膠質(zhì)瘤