膠質(zhì)瘤細(xì)胞與星形膠質(zhì)細(xì)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(xì)胞可通過釋放大量的谷氨酸來促進(jìn)自身生長(zhǎng)、殺傷神經(jīng)元，而星形膠質(zhì)細(xì)胞是處理谷氨酸的主要載體，通過研究星形膠質(zhì)細(xì)胞與膠質(zhì)瘤細(xì)胞之間的相互作用，探討星形膠質(zhì)細(xì)胞在限制膠質(zhì)瘤細(xì)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(zhǎng)及保護(hù)神經(jīng)元的機(jī)制。為了盡量避免因現(xiàn)有的細(xì)胞株傳代久遠(yuǎn)因素引起的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的局限性，本研究將建立膠質(zhì)瘤細(xì)胞株，并利用傳代10代以內(nèi)的膠質(zhì)瘤細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
　　方法：利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞示蹤

2、及凋亡檢測(cè)、免疫細(xì)胞染色技術(shù)、western blot技術(shù)、藥物干預(yù)、高效液相色譜檢測(cè)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(zhǎng)過程，驗(yàn)證如下假說：1、在膠質(zhì)瘤生長(zhǎng)的早期，其周圍包繞大量正常的星形膠質(zhì)細(xì)胞，此時(shí)（1）膠質(zhì)瘤細(xì)胞是否高表達(dá)谷氨酰胺酶，而不表達(dá)或錯(cuò)位表達(dá)與谷氨酰胺酶作用相反的谷氨酰胺合成酶；（2）膠質(zhì)瘤細(xì)胞能否大量攝取谷氨酰胺進(jìn)入胞內(nèi)并轉(zhuǎn)化為谷氨酸分泌到細(xì)胞外；（3）星形膠質(zhì)細(xì)胞能否有效地?cái)z取膠質(zhì)瘤細(xì)胞所分泌的谷氨

3、酸；2、在膠質(zhì)瘤生長(zhǎng)的后期，其數(shù)量上超過周圍包繞的星形膠質(zhì)細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞能否通過氧化應(yīng)激等造成星形膠質(zhì)細(xì)胞的損傷甚至死亡。
　　結(jié)果：根據(jù)以下特征（1）膠質(zhì)瘤細(xì)胞高表達(dá)谷氨酰胺酶，但谷氨酰胺合成酶錯(cuò)位表達(dá)。而星形膠質(zhì)細(xì)胞高表達(dá)谷氨酰胺合

4、成酶；（2）膠質(zhì)瘤細(xì)胞能夠大量攝取谷氨酰胺進(jìn)入細(xì)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(xì)胞外；（3）在星形膠質(zhì)細(xì)胞與膠質(zhì)瘤細(xì)胞共培養(yǎng)過程中，星形膠質(zhì)細(xì)胞能夠有效攝取膠質(zhì)瘤細(xì)胞所分泌的谷氨酸，證明星形膠質(zhì)細(xì)胞與膠質(zhì)瘤細(xì)胞之間存在谷氨酸-谷氨酰胺代謝耦合。而在膠質(zhì)瘤生長(zhǎng)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(xì)胞所釋放的氨及氧化應(yīng)激顯著抑制星形膠質(zhì)細(xì)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(xì)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(xì)胞凋亡。
　　結(jié)論：在膠質(zhì)瘤生長(zhǎng)的早期，膠質(zhì)瘤細(xì)胞與星形膠質(zhì)細(xì)胞存在谷氨酸-谷氨酰胺代謝耦合，而隨著膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)，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(xì)胞的損傷和死亡，進(jìn)一步為膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)和侵襲提供空間，同時(shí)胞外升高的谷氨酸可能進(jìn)一步促進(jìn)膠質(zhì)瘤