亞甲基四氫葉酸脫氫酶(MTHFD2)向下調控對肺癌癌幹細胞特性之機制探討

在腫瘤組織中，存在著一小群具有自我再生及分化的細胞，稱之為癌症幹細胞。通常非原位腫瘤的發生或是癌細胞之轉移至也被認為與癌症幹細胞的特性有關。並且在細胞代謝途徑中被證實參與了癌症幹細胞與腫瘤的生成，例如糖解作用。亞甲基四氫葉酸脫氫酶(MTHFD2)為一個糖解作用中，調控單碳循環代謝之基因，亞甲基四氫葉酸脫氫酶能以絲氨酸及苷胺酸為單碳提供者，控制下游葉酸代謝循環合成核苷酸等大分子營養物質。在過去文獻發現可藉由亞甲基四氫葉酸脫氫酶調控癌細胞的生長，其調控機制與單碳循環的代謝有關，然而卻鮮少對於單碳循環中的致癌機制與癌症幹細胞做更詳細的討論。因此在本論文中則是欲得知是否亞甲基四氫葉酸脫氫酶可以藉由調控癌症代謝之機制進而影響癌症幹細胞在肺癌中的生成及特性。

利用小片段RNA干擾抑制A549、H1299、H441三株非小細胞肺癌細胞中亞甲基四氫葉酸脫氫酶之表現，活體外測試中可以發現在細胞增生因亞甲基四氫葉酸脫氫酶的抑制而下降，呼應了過去文獻的結果，而同樣地在非貼附型軟瓊膠的群落(colony formation)生成能力測試中也發現細胞群落有被抑制的現象，並利用細胞球體試驗(sphere formation)以懸浮培養的方式誘導一般癌細胞轉變成具有癌幹細胞特性的型態，發現亞甲基四氫葉酸脫氫酶表現的抑制也可以減少細胞球體(sphere)的生成。然而我們利用外源性絲氨酸(serine)及苷胺酸(glycine)加入培養基後，於細胞增生與細胞球體實驗中皆發現了經過shMTHFD2干擾的組別中，抑制了由於外加絲氨酸及苷胺酸所促進的細胞增生及細胞球體數量，最後也發現這樣的現象可以是由三種癌症幹細胞標記基因調控有關，分別為ABCG2、CD133、CD166。因此於實驗結果中確實可以發現亞甲基四氫葉酸脫氫酶可以藉由碳循環代謝之調控，抑制非小細胞肺癌的細胞增生及癌症幹細胞之特性。