葡萄糖轉運受體於腸胃癌致癌作用與治療之探討(1/2)

所謂腸胃癌是一群癌症影響消化系統，包括食道、胃、小腸、大腸等等，是臺灣地區常見癌症 之一。根據衛生福利部統計103 年癌症位居國人十大死因之首，大腸癌及胃癌更是高居國人癌症死 因排名第三及第五。除非是早期發現，腸胃癌治療目前在臨床上尚無令人滿意的結果，臨床上做出 診斷時常常是中期以上的分期因為腸胃癌早期症狀不明顯。因此提供腸胃癌患者更好的治療策略仍 是一重要課題。癌細胞已知具有增強的代謝功能、高濃度葡萄糖的要求及葡萄糖的攝取。在哺乳動 物細胞中，運送葡萄糖通過細胞質膜是第一個限速步驟，並且是由葡萄糖轉運受體(Glucose-transporter, 簡稱GLUT)蛋白調控的。研究出GLUT 過度表達在多種不同的腫瘤類型。另外，GLUT 的表現增加 已被證實與腫瘤侵襲性，癌轉移和患者存活有顯著關係。此外，研究發現致癌基因和腫瘤抑制基因 參與葡萄糖代謝過程的開關。這些結果意味著GLUT 表現與胃腸道癌症腫瘤發生的重要關係。 先期結果說明: 本計劃與雙和醫院及臺北醫學大學生物資料庫合作，目前收集了近六十例腸胃癌與正 常組織(paired)樣本萃取檢體之信使核糖核酸(mRNA) 進行real-time PCR 定量分析(圖1)，另外也利用 雷射擷取顯微分離技術(Laser Capture Microdissection，簡稱LCM)，將正常與腫瘤組織(圖2)分離並純 化cDNA 進行real-time PCR 定量分析(圖3)，應用此技術目前已經完成十二例腸癌檢體分析，証實國 人腸癌組織中GLUT-1、2、3、6、8、9 的表現量較正常腸組織高，我們認為這具有相當重要的臨床 意義。而腸胃癌細胞株也發現有類似的結果，過去研究結果發現Ph 可抑制GLUT2，誘發肝癌細胞 進行細胞凋亡 (圖6、7、8)。將腫瘤老鼠進行正子掃描(micro PET)分析後證實Phloretin 可干擾GLUT-2 對葡萄糖分子(18F-FDG)吸收達到抑癌的效果(圖9)。而我們在腸癌細胞株也篩出部分天然化合物可 抑制葡萄糖轉運受體的表現 (圖10、11)。其中Ph 抑制隨著劑量抑制結腸癌細胞株(Colon205、Ht29) (圖12)，且48 小時Ph 作用引起Colon 205 細胞產生晚期的細胞凋亡現象(圖13)這樣的結果也引起我 們想了解腸癌組織是否有不同的結果，因此，在這個兩年的研究計畫期望利用腸胃癌癌細胞對葡萄 糖的營養需求，針對癌細胞表面之葡萄糖轉換受體，以專一性抑制劑進行分子標靶治療，期能達到 專一性抗癌目標，提供臨床治療參考。 本計劃分二年擬完成下列計畫目標: 第一年計畫:由臨床腸胃癌組織檢體及細胞，探討組織中GLUT 基因表現之研究 目標一、藉由臨床腸胃鏡檢體及購買臺北醫學大學聯合人體生物資料庫檢體觀察GLUT 基因表現和腸 胃癌之相關性包括:腸胃癌檢體資料庫之建立，利用RT PCR、laser capture microdissection (LCM)技術、 免疫組織染色技術(IHC)及Real-time PCR，分析葡萄糖轉運受體 (GLUT)基因表現，以釐清GLUT 高 表現量與腸胃癌發生及臨床表徵之相關性 目標二、探討GLUT 在癌細胞株中參與的分子調控機制:觀察GLUT 在腸胃癌細胞株和正常細胞株之 表現情形，建立GLUT 抑制(SiRNA)與過度表現 (pcDN5/TO)之癌細胞株，細胞週期或其他與細胞生長 相關之訊息調控蛋白將進一步探討。 目標三、篩選GLUT 拮抗劑或天然藥物或合併抗癌藥物應用於減緩腸胃癌治療細胞株研究。 第二年計畫:由活體動物模式探討GLUT 表現與腸胃癌致癌及合併臨床抗癌藥物探討活體抑癌之研究 目標一、建立動物模式平台研究GLUT 抑制(Si RNA)與過度表現(pcDNA5/TO)之模式細胞株轉 殖老鼠，探討GLUT 是否藉由調控某些轉錄蛋白活化，活化細胞週期蛋白抑制細胞凋亡訊息而導致癌 細胞增殖。 表 C011 共 2 頁第 1 頁 目標二、建立動物模式平台，建立GLUT 抑制 (Si RNA)、過度表現(pcDNA5/TO) 及wide type 細胞株 進行活體腫瘤模式實驗，利用正子掃描儀器(micro-PET)觀察活體內GLUT 表現與癌細胞生長之關連性 研究。 目標三、尋找適當的輔助藥物減緩腸胃癌治療之抗藥性並提高腸胃癌治療療效於活體動物實驗: 研究 GLUT 抑制 (Si RNA)、過度表現(pcDNA5/TO) 及wide type 細胞株，GLUT 拮抗劑或天然藥物或合併 抗癌藥物，利用正子掃描儀器(micro-PET)觀察活體內GLUT 表現與癌細胞生長之關連性，同時確認天 然GLUT 抑制劑與抗癌藥物組合之最佳給藥流程(例如調整實驗動物血糖濃度等等)，以降低合併藥物 使用所產生之後遺症或臟器毒性。