摘要
结直肠癌是临床上一种常见的消化系统恶性肿瘤，其发生发展是一个多基因、多步骤的过程，而异常的代谢模式是恶性肿瘤的重要特征之一。通过对相关基因的研究，促使我们进一步了解结直肠癌发病机制，为结直肠癌提供诊断标志物和治疗靶点。S100A2是具有EF-钙结合手型结构的小分子酸性蛋白，在多种肿瘤的发生发展过程中异常表达，且其异常表达与肿瘤转移、分化、淋巴结转移、肿瘤分期及预后等多种临床病理学参数相关。因此，S100A2的表达异常及其在结直肠癌发生过程中的作用值得深入探讨。本研究通过应用脂质体转染技术和CRISPR/Cas9技术分别建立S100A2稳定表达及敲除结直肠癌细胞株。基于CCK8和细胞克隆形成实验结果，我们发现过表达S100A2能够促进结直肠癌细胞增殖，敲除S100A2后细胞增殖能力受到抑制。裸鼠皮下成瘤实验，在体内进一步明确了S100A2促进结直肠癌细胞增殖的能力。基于1H NMR的代谢组学分析揭示了S100A2在结直肠癌中的异常表达会改变其代谢模式，并且葡萄糖和乳酸是影响区分其代谢模式变化的主要因素。海马生物能量仪分析结果显示S100A2对糖酵解的影响，此结果与代谢组学数据相一致。进一步研究发现，糖酵解特异性抑制剂明显抑制了S100A2引起的结直肠癌细胞增殖，表明S100A2通过上调糖酵解水平继而影响结直肠癌细胞增殖。此外，过表达S100A2的细胞葡萄糖转运体GLUT1表达水平上升，而在敲除细胞中，GLUT1表达降低，而且，在结直肠癌临床组织样本中发现S100A2与GLUT1水平显著正相关。我们还发现抑制GLUT1可以明显恢复S100A2引起的结直肠癌细胞增殖和糖酵解。进一步研究发现，S100A2激活PI3K/AKT信号通路，上调GLUT1的表达，诱导糖酵解重编程，从而促进结直肠癌细胞的增殖。 综上所述，本研究以S100A2为靶点，研究其在结直肠癌中的表达和功能：S100A2通过PI3K/AKT途径调控GLUT1的表达从而促进结直肠癌细胞增殖并影响其代谢模式；该研究提示靶向S100A2/GLUT1信号治疗可能为结直肠癌的治疗提供新的方向。
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