谷氨酰胺合成酶作为胰腺导管腺癌的标志物及应用制造技术

本发明专利技术涉及生物医学技术领域，针对胰腺导管腺癌治疗手段有限以及治疗后生存率低问题，公开了谷氨酰胺合成酶作为胰腺导管腺癌的标志物及应用。相比于胰腺癌细胞，标志物谷氨酰胺合成酶在胰腺星形细胞中显著上调表达。而且发现肿瘤及间质中谷氨酰胺合成酶的高表达是胰腺导管腺癌患者预后不良的独立预后因素。因此，谷氨酰胺合成酶可用于制备辅助诊断、治疗或预后不良判断胰腺导管腺癌的产品。另外，β

【技术实现步骤摘要】
谷氨酰胺合成酶作为胰腺导管腺癌的标志物及应用


[0001]本专利技术涉及生物医学
，具体涉及谷氨酰胺合成酶作为胰腺导管腺癌的标志物及应用。

技术介绍

[0002]胰腺癌是一种预后不良的致命性疾病。手术后辅助化疗仍然是可切除胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)的唯一有效的治疗方案。由于PDAC进展迅速，约80％的患者表现为晚期或发生转移。尽管靶向治疗和免疫治疗的相关研究取得不断进展，但5年生存率仍低于11％。因此，迫切需要新的PDAC治疗方法。肿瘤大量致密的间质成分是PDAC最为显著的组织学特征之一，可影响肿瘤增殖、代谢和耐药。PDAC中胰腺星形细胞(Pancreatic stellate cells，PSCs)是PDAC间质中最重要的细胞，PSCs及其产生的大量细胞外基质成分参与并诱导胰腺间质纤维化的发生及进展。本课题组和既往研究显示，PSCs和胰腺癌细胞(Pancreatic cancer cells，PCCs)相互作用，共同影响PDAC的肿瘤进展、免疫逃避和化疗耐药。因此靶向干扰PSCs可能成为一种潜在的治疗策略。
[0003]谷氨酰胺(Glutamine，Gln)是肿瘤发生发展中重要的营养物质，是生物合成反应的碳和氮的主要来源。最近的一项研究显示，肿瘤微环境中的细胞对营养物质的摄取量是不同的，肿瘤细胞是摄取Gln的主要细胞类型。因此，确定PCCs和PSCs之间Gln的相互呈递关系，阐明PSCs在PDAC中Gln代谢通路和肿瘤间质的代谢作用和机制，将有助于为PDAC提供新的治疗策略。

技术实现思路

[0004]针对胰腺导管腺癌治疗手段有限以及治疗后生存率低问题，本专利技术提供了一种胰腺导管腺癌的标志物及应用，该标志物为谷氨酰胺合成酶(GS)，与PCCs相比，PSCs中Gln合成代谢途径基因，尤其是GS显著上调，并在细胞水平和组织水平进行了相应的验证。而且肿瘤及间质中GS的高表达是PDAC患者预后不良的独立预后因素。在体外和小鼠原位成瘤实验中，我们发现敲降GS阻碍了PSCs中Gln的合成代谢，进而抑制PCCs的增殖。另外，我们利用荧光素酶报告基因实验和染色质免疫共沉淀实验，发现Wnt/β
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catenin信号通路通过特异性的结合GS启动子区域调控其转录。TCF7被确定为β
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catenin的转录共激活因子，直接与GS启动子结合，导致GS在PSCs中的表达上调。敲降β
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catenin显著降低了GS介导的PSCs中Gln的分泌能力。该研究为基质Gln代谢通路在PDAC中的作用和机制提供了新的见解，可能成为PDAC的潜在治疗靶点和策略。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种用于制备辅助诊断、治疗或预后不良判断胰腺导管腺癌产品的标志物，所述标志物为谷氨酰胺合成酶，相比于胰腺癌细胞，所述谷氨酰胺合成酶在胰腺星形细胞中显著上调表达；或在胰腺导管腺癌的间质中谷氨酰胺合成酶显著高表达。
[0007]第二方面，本专利技术提供了谷氨酰胺合成酶作为胰腺导管腺癌的标志物在制备辅助诊断、治疗或预后不良判断胰腺导管腺癌产品中的应用。
[0008]进一步，相比于胰腺癌细胞，所述谷氨酰胺合成酶在胰腺星形细胞中显著上调表达。
[0009]进一步，所述产品包含谷氨酰胺合成酶，通过阻碍胰腺星形细胞中谷氨酰胺的合成代谢，抑制胰腺癌细胞的增殖，实现胰腺导管腺癌的辅助诊断、治疗或预后不良判断。
[0010]进一步，所述谷氨酰胺合成酶的转录通过Wnt/β
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catenin信号通路特异性的结合谷氨酰胺合成酶启动子区域调控。
[0011]更进一步，TCF7是β
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catenin的转录共激活因子，直接与谷氨酰胺合成酶启动子结合，导致谷氨酰胺合成酶在胰腺星形细胞中的表达上调。
[0012]进一步，所述胰腺导管腺癌预后不良判断产品通过检测肿瘤及间质中谷氨酰胺合成酶的表达实现，当谷氨酰胺合成酶显著高表达时，代表患者存在预后不良。
[0013]进一步，所述产品包括试剂盒或芯片。
[0014]第三方面，本专利技术提供一种辅助诊断、治疗或预后不良判断胰腺导管腺癌的试剂盒，所述试剂盒包括检测胰谷氨酰胺合成酶的试剂。
[0015]第四方面，本专利技术提供一种辅助诊断、治疗或预后不良判断胰腺导管腺癌的芯片，所述芯片包括检测胰谷氨酰胺合成酶的试剂。
[0016]与现有技术相比本专利技术具有以下优点：
[0017]本专利技术明确了PCCs和PSCs之间Gln的相互呈递关系，阐明了PSCs在PDAC中Gln代谢通路和肿瘤间质的代谢作用和机制，发现了谷氨酰胺合成酶可以作为胰腺导管腺癌的标志物，用于辅助诊断、治疗或预后判断胰腺导管腺癌，为PDAC的治疗提供了一种潜在的治疗靶点和新的策略。
附图说明
[0018]图1为载体图谱。
[0019]图2为GS慢病毒基因沉默质粒。
[0020]图3与PCCs相比，PSCs中Gln合成代谢通路上调。A注射[U
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13
C]‑
Gln后，原位PDAC小鼠胰腺
13
C标记的时间过程。所显示的值是Gln在C1位置的
13
C富集。B t分布随机近邻嵌入嵌入(t
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SNE)图展示了PDAC中的主要细胞类型。C,D GS(C)和GLS(D)表达的分布，TME和恶性导管上皮细胞分别按其指定的细胞类型和簇进行分组。我们应用log2(x+1)转换来归一化数据。采用Wilcoxon检验比较GS和GLS表达的富集程度。E PDAC组织连续切片中GS、SMA(PSCs)、CD68(巨噬细胞)、CD20(B细胞淋巴细胞)、CD8(细胞毒性T细胞)和CD4(T辅助细胞)的代表性H&E和IHC染色图像。F,G PSCs和PANC
‑
1细胞中差异表达因子的相对表达。采用RT
2 Profiler PCR阵列检测PSCs和PANC
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1细胞中氨基酸代谢相关的84个因子。F PSCs与PANC
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1细胞差异表达基因的聚类分析。G火山图显示PSCs和PANC
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1细胞有显著差异。红点，>上调1倍，P<0.05；蓝点，>下调1倍，P<0.05。PSCs和PANC
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1细胞中GLS(H)、GOT2(I)和GLS(J)相对mRNA的表达水平。H、I、J PSCs和PANC
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1细胞中GS和GLS的相对蛋白表达水平。L GS介导的Gln代谢概述示意图。所有数据均用三个独立实验的均值
±
SD表示，**P<0.01，***P<0.001。
[0021]图4PDAC患者肿瘤及间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备辅助诊断、治疗或预后不良判断胰腺导管腺癌产品的标志物，其特征在于：所述标志物为谷氨酰胺合成酶，相比于胰腺癌细胞，所述谷氨酰胺合成酶在胰腺星形细胞中显著上调表达；或在胰腺导管腺癌的间质中谷氨酰胺合成酶显著高表达。2.谷氨酰胺合成酶作为胰腺导管腺癌的标志物在制备辅助诊断、治疗或预后不良判断胰腺导管腺癌产品中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：相比于胰腺癌细胞，所述谷氨酰胺合成酶在胰腺星形细胞中显著上调表达。4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述产品包含谷氨酰胺合成酶，通过阻碍胰腺星形细胞中谷氨酰胺的合成代谢，抑制胰腺癌细胞的增殖，实现胰腺导管腺癌的辅助诊断、治疗或预后不良判断。5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述谷氨酰胺合成酶的转录通过Wnt/β
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【专利技术属性】
技术研发人员：梁智勇，刘航齐，吴焕文，张卉，陈龙云，庞钧译，刘笑玎，
申请(专利权)人：中国医学科学院北京协和医院，
类型：发明
国别省市：