人参皂苷Rc通过调控AMPK通路介导的细胞焦亡减轻小鼠脑缺血再灌注损伤

目的:探讨人参皂苷Rc对脑缺血再灌注损伤(CIRI)小鼠的保护作用,并从细胞焦亡角度阐释其作用机制。方法:将C57BL/6小鼠随机分为假手术(sham)组、大脑中动脉闭塞/再灌注(MCAO/R)组、人参皂苷Rc+MCAO/R组(Rc组)、AMP活化蛋白激酶(AMPK)激动剂阿卡地新(AICAR)+MCAO/R组(agonist组)和人参皂苷Rc+MCAO/R+AMPK抑制剂Compound C组(Rc+inhibitor组)。对agonist组小鼠给予AICAR(500 mg/kg)腹腔注射,Rc+inhibitor组小鼠给予Compound C(20 mg/kg)腹腔注射;Rc组和Rc+inhibitor组小鼠造模后给予人参皂苷Rc(40 mg/kg)灌胃,每天一次,连续7 d;sham组和MCAO/R组则给予等体积的纯化水。Zea Longa评分观察小鼠神经功能缺损程度,TTC染色观察小鼠脑梗死体积,干湿重法观察小鼠脑水肿程度,HE染色观察小鼠脑组织病理形态的改变,RT-qPCR和Western blot检测小鼠脑组织AMPK、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)、胱天蛋白酶1(caspase-1)和焦亡效应蛋白消皮素D(GSDMD)的表达,ELISA检测炎症因子白细胞介素1β(IL-1β)和IL-18的含量。结果:Rc组和agonist组小鼠神经功能缺损症状减轻,脑梗死体积减小,脑水肿和神经元病理损伤受到抑制,脑组织pAMPK/AMPK比值和AMPK mRNA表达水平升高,细胞焦亡相关蛋白NLRP3、caspase-1和GSDMD的mRNA和蛋白表达水平降低,炎症因子IL-1β和IL-18表达水平降低。Rc+inhibitor组小鼠脑组织p-AMPK/AMPK比值和AMPK mRNA表达水平较Rc组显著下降(P<0.05),NLRP3、caspase-1和GSDMD的mRNA和蛋白表达水平,以及IL-1β和IL-18表达水平显著升高(P<0.05),小鼠神经功能缺损程度评分升高,脑梗死体积增大,脑水肿和神经元病理损伤显著加重(P<0.05)。结论:人参皂苷Rc可能通过活化AMPK通路抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD介导的细胞焦亡,从而减轻小鼠CIRI。

黄芩苷调节cAMP/PKA/CREB信号通路对湿疹大鼠皮肤屏障功能的影响

目的探讨黄芩苷(BA)调节环磷酸腺苷(cAMP)/蛋白激酶A(PKA)/cAMP反应元件结合蛋白(CREB)通路对湿疹大鼠皮肤屏障功能的影响。方法将SD大鼠随机分为对照组(NC组)、Model组、低剂量BA组(BA-L组,25 mg/kg)、中剂量BA组(BA-M组,50 mg/kg)、高剂量BA组(BA-H组,100 mg/kg)、泼尼松组(PNS组,25 mg/kg)、BAH+cAMP抑制剂(SQ22536)组(100 mg/kg+2.13 mg/kg)、BA-H+PKA抑制剂(H-89)组(100 mg/kg+5 mg/kg),每组12只。除NC组外,其余组大鼠均构建湿疹大鼠模型。建模成功2 d后,分组进行给药处理。检测湿疹面积及严重度指数(EASI)评分、经皮肤水分流失量(TEWL)、角质层含水量(WCSC)变化;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测大鼠血清中免疫球蛋白E(IgE)、干扰素-γ(IFN-γ)、白细胞介素-4(IL-4)水平及大鼠背部受试区皮损组织中c AMP蛋白表达;HE染色检测大鼠背部受试区皮损组织病理变化;Western blot检测大鼠背部受试区皮损组织中水通道蛋白3(AQP3)、cathelicidin相关抗菌肽(CRAMP)、p-PKA、p-CREB蛋白表达。结果与NC组比较,Model组大鼠背部受试区皮损组织病理损伤严重,EASI评分、TEWL、IgE、IL-4水平升高,WCSC、IFN-γ水平、AQP3、CRAMP、cAMP、p-PKA、p-CREB蛋白水平降低(P<0.05)。与Model组比较,BA-L组、BA-M组、BA-H组、PNS组大鼠背部受试区皮损组织病理损伤减轻,EASI评分、TEWL、IgE、IL-4水平降低,WCSC、IFN-γ水平、AQP3、CRAMP、cAMP、p-PKA、p-CREB蛋白水平升高(P<0.05);且BA-L组、BA-M组、BA-H组上述指标变化呈剂量依赖性。SQ22536或H-89减弱了高剂量BA对湿疹大鼠皮肤屏障功能的改善作用。结论BA可能通过激活cAMP/PKA/CREB信号通路改善湿疹大鼠皮肤屏障功能。

基于NOD2介导的AMPK/mTOR信号通路探讨宫颈癌细胞恶性行为的机制

目的 基于核苷酸结合寡聚化结构域受体2(NOD2)介导的AMP活化蛋白激酶(AMPK)/雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路探讨宫颈癌(CC)细胞恶性行为的机制。方法 生物信息学分析确定NOD2在CC组织中的表达。将靶向NOD2(shNOD2)、shRNAs阴性对照(shNC)以及NOD2过表达(NOD2)质粒和载体(Vec)转染CC细胞。通过CCK-8测定、集落形成和Transwell细胞侵袭测定来确定NOD2对CC细胞生长的影响。通过高通量RNA测序(RNA-Seq)进行转录组分析。Western blot试验检测细胞系中NOD2、AMPK/mTOR信号通路和自噬蛋白的表达。24只雌性BALB/c裸鼠随机分为4组,每组6只:载体组(Vec组)、NOD2过表达组(NOD2组)、shNC组和shNOD2组。构建小鼠远处转移模型,监测肺转移的荧光强度,计数肺转移结节的数量。结果 在线数据库分析显示,NOD2在CC组织中表达明显高于正常组织,并且不同分期的CC中NOD2的mRNA表达差异有统计学意义(P<0.05)。此外,NOD2的高表达与较差的总生存期和无病生存期相关(P<0.05)。NOD2过表达对CC细胞增殖、集落形成、迁移和侵袭具有促进作用,而NOD2敲低则相反。与体外结果一致,在转移的小鼠尾静脉注射模型中,NOD2组CC细胞的肺定殖、肺转移灶较Vec组增加(P<0.05),而shNOD2组CC细胞的肺定殖、肺转移灶较shNC组减少(P<0.05)。RNA-Seq结果显示NOD2表达与AMPK信号激活、mTOR信号抑制、自噬调节途径激活和自噬体形成显著相关。与shNC组相比,shNOD2组磷酸化AMPK、LC3蛋白表达水平减少(P<0.05),磷酸化mTOR、p62蛋白表达水平增加(P<0.05);与Vec组相比,NOD2组LC3、AMPK蛋白表达水平增加(P<0.05),磷酸化mTOR、p62蛋白表达水平减少(P<0.05)。与shNC组相比,shNOD2组GFP-mRFP-LC3的点积累减少(P<0.05);与Vec组相比,GFP-mRFP-LC3的点积累增加(P<0.05)。结论 NOD2可能通过AMPK/mTOR信号促进CC增殖、迁移和侵袭,其作用机制部分涉及自噬激活。

川陈皮素调节AMPK/NLRP3信号通路对脂多糖诱导的肾小球系膜细胞炎性损伤的影响

目的探讨川陈皮素(Nobiletin)调节AMP激活的蛋白激酶(AMPK)/NOD样受体蛋白3(NLRP3)信号通路对脂多糖(LPS)诱导的肾小球系膜细胞HBZY-1炎性损伤的影响。方法将HBZY-1细胞分为5组:正常组、LPS组(100 ng·m L^(-1)LPS)、川陈皮素组(100 ng·m L^(-1)LPS+40μmol·L^(-1)川陈皮素)、AMPK/NLRP3信号通路抑制剂雷帕霉素组(100 ng·m L^(-1)LPS+0.5μmol·L^(-1)雷帕霉素)、川陈皮素+雷帕霉素组(100 ng·m L^(-1)LPS+40μmol·L^(-1)川陈皮素+0.5μmol·L^(-1)雷帕霉素)。MTT法检测HBZY-1细胞毒性和增殖;ELISA法检测HBZY-1细胞白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)含量;流式细胞术检测细胞凋亡;Western Blot法检测AMPK/NLRP3信号通路蛋白水平。结果与正常组比较,LPS组CAT、SOD、GSH水平、细胞OD值以及AMPK蛋白水平明显降低(P<0.05),细胞凋亡率、IL-1β、IL-6、TNF-α含量以及NLRP3蛋白水平明显升高(P<0.05)。与LPS组比较,川陈皮素组CAT、SOD、GSH水平、OD值以及AMPK蛋白水平明显升高(P<0.05),细胞凋亡率、IL-1β、IL-6、TNF-α含量以及NLRP3蛋白水平明显下降(P<0.05);而雷帕霉素组以上指标均呈现与川陈皮素组相反的趋势(P<0.05)。与川陈皮素组比较,川陈皮素+雷帕霉素组以上指标均呈现与川陈皮素组相反的趋势(P<0.05)。结论川陈皮素可能通过上调AMPK/NLRP3信号通路减轻LPS诱导的肾小球系膜细胞细胞炎性损伤。下调AMPK/NLRP3信号通路可消除川陈皮素对LPS诱导的肾小球系膜细胞细胞炎性损伤的改善作用。

基于AMPK/sirt1/RANKL/OPG通路研究补阳还五汤促进骨质疏松性骨折大鼠愈合的机制

目的基于AMP活化蛋白激酶(AMPK)/沉默信息调节因子(sirt)1/核转录因子(NF)-κB受体活化蛋白配体(RANKL)/骨保护素(OPG)信号通路,探究补阳还五汤促进骨质疏松性骨折大鼠骨折愈合的机制。方法将大鼠随机分成假手术组、模型组、补阳还五汤低剂量组(6.25 g/kg)、补阳还五汤中剂量组(12.50 g/kg)和补阳还五汤高剂量组(25.00 g/kg)。除假手术组外,其余组均构建骨质疏松性骨折模型,并给予相应剂量药物干预。检测大鼠骨密度(BMD)值、骨折愈合评分及骨痂体积;自动生化分析仪测定血清碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素、钙和磷水平;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测股骨组织中的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平;苏木素-伊红(HE)染色观察各组大鼠骨痂组织的病理形态;Western印迹检测股骨组织中AMPK/sirt1/RANKL/OPG通路蛋白表达。结果与假手术组相比,模型组骨痂骨小梁分布稀疏,成骨细胞大量减少且有纤维组织生成,骨痂体积、血清中ALP、骨钙素、钙和磷水平及股骨组织中MDA水平、RANKL蛋白水平显著升高(P<0.05),BMD值、骨折愈合评分、骨组织中SOD和GSH-Px水平和AMPK、sirt1、OPG蛋白水平显著降低(P<0.05)。与模型组相比,补阳还五汤低、中、高剂量组骨痂骨小梁分布较为密集,成骨细胞增加,骨痂体积、血清中ALP、骨钙素、钙和磷水平及股骨组织中MDA水平、RANKL蛋白水平显著降低(P<0.05),BMD值、骨折愈合评分、骨组织中SOD和GSH-Px水平和AMPK、sirt1、OPG蛋白水平显著升高(P<0.05)。结论补阳还五汤可能通过抑制氧化应激反应,调节AMPK/sirt1/RANKL/OPG通路,发挥对骨质疏松骨折大鼠的治疗作用。

基于AMPK通路探讨茶多酚改善糖尿病大鼠糖脂代谢机制

目的:探讨茶多酚从AMP活化蛋白激酶(AMPK)通路途径调控糖尿病大鼠糖脂代谢的机制。方法:经糖耐量试验筛选6周龄SD大鼠45只,按随机数字表法分为正常组10只和造模组35只,造模组糖尿病造模成功后剩余30只,根据体质量分层法和血糖水平分为模型组、二甲双胍组和茶多酚组,每组各10只。各组均于每日下午灌胃,正常组与模型组给予无菌生理盐水,二甲双胍组给予二甲双胍水溶液,茶多酚组给予茶多酚。干预120 d后,检测各组大鼠的空腹血糖(FBG)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C);酶联免疫吸附试验法检测肝脏乙酰辅酶A羧化酶(ACC)和激素敏感性脂肪酶(HSL);实时荧光定量法检测肝脏ACCmRNA、转录因子胆固醇调节元件结合蛋白1(SREBP-1)mRNA、3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGCR)mRNA;免疫印迹法检测肝脏AMPKα1、磷酸化AMP活化蛋白激酶α1(P-AMPKα1)、SREBP1、HMGCR、肉毒碱棕榈酰转移酶1(CPT1)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)和磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶(PEPCK)。结果:与正常组比较,模型组大鼠的一般情况较差,FBG、TG、TC、LDL-C、ACC升高(P<0.05),SREBP1、HMGCR蛋白及mRNA表达升高(P<0.05),CPTI、PEPCK蛋白表达升高(P<0.05),HDL-C、HSL降低(P<0.05),AMPKα1、P-AMPKα1、GLUT4蛋白表达降低(P<0.05)。与模型组比较,茶多酚组大鼠的一般情况改善,TG、LDL-C、ACC降低(P<0.05),SREBP1、HMGCR蛋白及mRNA表达降低(P<0.05),PEPCK蛋白表达降低(P<0.05),HDL-C、HSL升高(P<0.05),AMPKα1、P-AMPKα1、GLUT4、CPT1蛋白表达升高(P<0.05)。与二甲双胍组比较,茶多酚组TC升高(P<0.05),FBG、TG、LDL-C、HDL-C、HSL、ACC、ACC mRNA、HMGCR mRNA、SREBP1 mRNA、AMPKα1、P-AMPKα1、SREBP1、HMGCR、CPT1、GLUT4、PEPCK相对表达量差异无统计学意义(P>0.05)。结论:茶多酚可能通过调节AMPK通路,影响HSL、HMGCR、SREBP1、CPTI、GLUT4和PEPCK,从而改善糖尿病大鼠糖脂代谢。

阿江榄仁酸由AMPK/mTOR/HO-1信号通路调控自噬对糖尿病视网膜病变影响

目的探讨阿江榄仁酸(arjunolic acid,AA)对糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)大鼠视网膜细胞自噬及AMPK/mTOR/HO-1信号通路的影响。方法以健康SD大鼠为研究对象,构建链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠模型,随机分为对照组(Con)组、模型(STZ)组、AA低剂量(AAL,10 mg/kg)组和AA高剂量(AAH,10 mg/kg)组。连续给药10周后,HE染色检测视网膜组织病理结构;qRT-PCR检测视网膜组织白介素(IL)-1β、IL-6和线粒体丙酮酸转运载体(MPC)-1的mRNA表达;二氢乙锭(DHE)染色评估视网膜组织ROS产生;Western blot检测自噬和AMPK/mTOR/HO-1信号通路相关蛋白表达。结果与Con组比较,STZ组大鼠视网膜出现肿胀和空泡样变化等病理变化,中央视网膜ONL层厚度和细胞核计数明显降低(P<0.01);IL-1β、IL-6和MCP-1的mRNA水平显著增高(P<0.05);视网膜外核层(ONL)、内核层(INL)和神经节细胞层(GCL)中ROS产生增加(P<0.01);LC3II/I比率、HO-1和p-AMPK/AMPK蛋白表达显著降低,p62和p-mTOR/mTOR表达升高(P<0.01)。与STZ组比较,AAL和AAH组大鼠视网膜ONL厚度和细胞核计数逐渐升高,结构相对规整(P<0.05);AAH组IL-1β、IL-6和MCP-1的mRNA表达明显降低(P<0.05);视网膜ONL、INL和GCL中ROS产生逐渐降低(P<0.01);LC3II/I比率、p-AMPK/AMPK和HO-1表达逐渐升高,p62和p-mTOR/mTOR表达逐渐降低(P<0.01)。结论阿江榄仁酸可能是治疗DR的候选药物,可能机制为通过AMPK/mTOR/HO-1调节的自噬途径保护视网膜细胞免受STZ诱导的氧化应激和炎症损伤。

超高矿化度AM/AMPS共聚物压裂液与交联过程流变学

对不同矿化度、不同盐溶液中AM/AMPS压裂液流变性能及其在超高矿化度时的交联凝胶状态与流变学性质以及交联过程进行了研究。结果表明,AM/AMPS压裂液KCl与CaCl_(2)溶液中黏度与弹性模量下降,且CaCl_(2)的影响更显著;而超高矿化度镁盐溶液对压裂液黏度与黏弹性有增强作用。在超高矿化度的不同盐溶液中,AM/AMPS均可以与有机锆交联剂形成能完全挑挂凝胶,应变扫描结果证明,交联后压裂液表现出典型的凝胶特征。AM/AMPS压裂液在高矿化度盐溶液以及水溶液中的30℃恒温小振幅振荡交联过程可用四参数交联流变动力学方程描述,金属盐离子可以提高凝胶强度,且二价盐的提高更为显著。AM/AMPS压裂液升温小振幅振荡交联过程存在缓速交联与快速交联两个阶段,适当升温有利于交联反应。AM/AMPS压裂液在自来水与一价盐溶液中升温大振幅振荡交联过程与升温小振幅振荡交联过程相似;在二价盐溶液中交联过程受剪切影响较大,适当提高剪切,有利于AM/AMPS压裂液在盐溶液中交联。研究获得了超高矿化度AM/AMPS压裂液新体系,有望为AM/AMPS压裂液工程应用提供指导。

高温条件下AMPS类缓凝剂缓凝作用效果分析

缓凝剂的选配是高温水泥浆体系设计最关键的因素之一。为了合理地优选和适用缓凝剂,选用AMPS-IA共聚缓凝剂与大连G级油井水泥作用,通过高温高压稠化仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪等对水泥稠化性能、水化硬化产物的物质组成和微观结构特征进行检测,对其适用性进行分析。结果表明:AMPS类缓凝剂作为高温缓凝剂具有良好的缓凝效果,稠化线形好且稠化时间长。但是重复实验评价缓凝剂稳定性过程中有一定概率出现缓凝剂失效,稠化曲线出现波动,造成水泥浆异常胶凝。产生胶凝的原因是缓凝剂聚合物分子对阳离子产生螯合-吸附作用,在物理搅拌作用下使得大量聚合物分子与水泥熟料成胶联状聚集在搅拌轴外部。

木犀草素对重症肌无力大鼠Th1/Th2细胞平衡和AMPK的调控作用

目的探讨木犀草素(luteolin,LUT)对重症肌无力(myasthenia gravis,MG)大鼠的治疗作用及机制。方法将雌性Lewis大鼠分为5组,即C组、MG组、低剂量LUT组(L-LUT)、中剂量LUT组(M-LUT)、高剂量LUT组(H-LUT),每组12只,C组大鼠为正常对照大鼠,其他组为皮下注射Rα97-116诱导的MG模型大鼠,C组和MG组大鼠灌胃1 mL的玉米油。L-LUT组、M-LUT组和H-LUT组大鼠分别灌胃1 mL的10、20和40 mg·kg^(-1)的LUT溶液,给药周期为4周。采用Lennon分级法进行临床症状评分,使用肌电诱发电位仪检测低频重复神经电刺激(repetitive nerve stimulation,RNS)衰减率。通过HE染色观察骨骼肌形态;通过ELISA法检测血清AChR抗体、IFN-γ和IL-4水平;通过可见分光光度法检测骨骼肌SOD,微量法检测GSH-Px和MDA;通过qRT-PCR检测骨骼肌中PGC-1α、NRF1和TFAM的mRNA水平;通过Western blot检测骨骼肌中AMPKα和p-AMPKα蛋白表达水平。结果与C组比较,MG组的Lennon评分和RNS衰减率升高,AChR-Ab和IFN-γ水平升高,骨骼肌出现明显损伤,SOD和GSH-Px水平降低,MDA水平升高,p-AMPKα蛋白表达水平以及PGC-1α、NRF1和TFAM mRNA水平降低(P<0.05)。与MG组比较,L-LUT组、M-LUT组和H-LUT组的Lennon评分和RNS衰减率降低,AChR-Ab和IFN-γ水平降低,骨骼肌损伤减轻,SOD和GSH-Px水平升高,MDA水平降低,p-AMPKα蛋白表达水平以及PGC-1α、NRF1和TFAM mRNA水平升高(P<0.05)。结论LUT治疗MG大鼠的机制可能与纠正Th1/Th2细胞平衡和激活AMPK有关。

AMPK及mTOR与多囊卵巢综合征的关系及中药干预研究进展

多囊卵巢综合征(Polycystic ovary syndrome,PCOS)是一组生殖内分泌代谢紊乱的综合征,临床以稀发排卵、高雄激素体征、胰岛素抵抗为主要特征,其中育龄期发病率高,对女性生育力造成严重不良影响。PCOS的发生发展涉及多种信号通路,腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin,mTOR)作为细胞能量感受器是其中两个关键靶点。二者在PCOS各个发病部位包括下丘脑-垂体-卵巢轴、子宫内膜、脂肪与骨骼肌中发挥重要的调节作用,通过影响细胞自噬、氧化应激、炎症、线粒体功能、葡萄糖摄取等,促进卵泡的发育和成熟,改善胰岛素抵抗。近年来,中医药因其成分多样、靶点众多等优势广泛应用于临床,研究人员已对PCOS的发病以及中药治疗及改善PCOS的机制进行了大量研究,结果提示AMPK与mTOR相关通路在其中发挥关键作用。通过总结中药干预AMPK与mTOR及其相关通路治疗PCOS的研究结果,为临床治疗及基础研究提供参考。

AMP活化蛋白激酶抑制肾纤维化的作用机制研究进展

肾脏主要由肾小管上皮细胞的脂肪酸β氧化提供能量,脂毒性物质的累积、糖酵解代谢产物的堆积以及能量缺陷等都是肾纤维化的诱导因素。在肾纤维化过程中,肾脏的产能方式发生显著改变,脂肪酸氧化减少,脂质积累增加,糖酵解成为肾脏的主要代谢方式。AMP活化蛋白激酶(AMPK)作为能量代谢的中心调控分子,在细胞损伤过程中起到抑制糖原合成和糖异生、促进葡萄糖摄取、调配糖酵解以改善能量失衡、抑制脂质合成、促进脂肪分解和脂肪酸氧化等作用,从而抑制肾纤维化进展。阐明AMPK介导的能量代谢抑制肾纤维化进展的机制,有助于为肾纤维化的治疗提供新的思路。

乳酸菌第二信使分子c-di-AMP研究进展

微生物依赖信号识别和信号传递来感知并响应外界环境变化。c-di-AMP作为第二信使分子在信号传导过程中发挥着关键作用,其通过酶、转录调控因子和核糖开关等受体靶标来调控细胞生长、生物膜形成、K^(+)稳态、DNA完整性、细胞壁合成和脂肪酸合成等与生理功能相关的基因和蛋白的表达。尽管对于c-di-AMP代谢调控在枯草芽孢杆菌、单增李斯特氏菌和金黄色葡萄球菌等细菌中的研究较为深入,但对其在乳酸菌中的研究却相对较少。基于此,文章重点关注乳酸菌中cdi-AMP的代谢及其在K^(+)稳态和抑制甘氨酸甜菜碱转运中的信号传导作用;同时,通过总结现有研究中的乳酸菌c-di-AMP代谢调控,深化对乳酸菌第二信使分子信号调控的认知。

嗜热链球菌c-di-AMP合成酶的结构预测

作为一种新兴第二信使分子,c-di-AMP具有全局调控胞内渗透压平衡、DNA损伤和生物膜形成等生理功能。本实验室在实验前期筛选出了一株高产胞外多糖的嗜热链球菌菌株S-3,但未对其进行c-di-AMP信号通路研究。本研究在嗜热链球菌S-3全基因组中筛选出c-di-AMP合成酶(StDAC),对其二级结构进行预测,结果显示St DAC二级结构包含42.98%α-螺旋、15.32%β-折叠和38.30%无规则卷曲。利用SWISS-MODEL和Modeller对StDAC进行单模板和多模板同源建模,由SWISS-MODEL建立的模型通过了Ramachandran、Errat和Verify-3D评估,表明其结构较为合理;而Modeller建立的模型仅通过了Ramachandran评估,总体结构评分较低。本研究预测的嗜热链球菌StDAC三维模型为解析其结构和功能奠定了基础。

AMPK缺陷促进神经病理性疼痛的机制及药物研究进展

神经病理性疼痛往往由神经系统原发性损害和功能障碍所引起,患者常表现为自发性疼痛或痛觉过敏症状。近年研究表明,AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为关键的能量调节因子,不仅通过调节糖脂代谢参与维持机体内环境稳定,也可以通过相关信号通路调节突触可塑性和神经胶质细胞功能,在一些神经系统疾病的发生与进展中发挥作用。近年来,多项针对神经病理性疼痛的动物模型实验和临床研究表明,在感觉传导通路的多个位点上,AMPK的表达及活性异常,给予AMPK激动剂治疗后,疼痛症状缓解,这提示AMPK的表达/功能异常参与了神经病理性疼痛的发生与维持,因此基于AMPK的镇痛药物研发受到广泛关注。本文就AMPK参与神经病理性疼痛相关机制的进展进行综述,希望能够为相关镇痛药物研发提供参考。

玄参水提取物对高糖暴露条件下INS-1细胞AMPK的激活作用

目的研究玄参水提取物(AESN)对高糖(HG)条件下INS-1细胞腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)活性的影响。方法将INS-1细胞培养于HG培养基中,并给予不同浓度AESN共孵育处理;利用细胞计数试剂-8(CCK-8)法检测AESN干预对细胞增殖/活力和焦亡小体形成的影响,使用Western blotting法观察AESN对细胞内AMPK表达及磷酸化水平的影响;利用时间分辨-荧光共振能量转移(TR-FRET)实验检测AESN对AMPK激酶活性的影响。结果CCK-8检测结果显示同正常培养条件相比,HG暴露显著降低INS-1细胞增殖/活力并增加焦亡小体形成数量,Western blotting检测结果表明HG暴露可导致细胞内AMPK磷酸化水平下降;而AESN共孵育可呈浓度依赖性地增加INS-1细胞增殖/活力、抑制焦亡小体形成并激活AMPK。TR-FRET实验结果表明,AESN可浓度依赖性增加AMPK激酶活性。结论AESN对HG暴露条件下INS-1细胞AMPK具有激活作用。

基于Hippo/AMPK/AKT信号通路探究十二味疏肝利胆颗粒防治胆固醇结石的机制

目的探究十二味疏肝利胆颗粒(Twelve-Flavor Shugan Lidan Granule,TSLG)降低胆固醇累积预防结石生成的分子机制。方法基于药理学数据分析获取TSLG的活性成分与靶点;从Genebass数据库获取与胆囊结石疾病相关的基因,通过Cytoscape软件构建TSLG调控网络并进行核心基因鉴定;采用GO与KEGG通路富集分析对TSLG调控网络中的核心基因及肝组织转录组差异基因进行生物功能与通路注释;利用分子对接方法模拟关键生物标志物与TSLG核心成分的对接模式。采用油酸构建胆固醇累积的细胞模型,应用Western blot法、免疫荧光法检测磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(phosphorylated AMP-activated protein kinase,p-AMPK)、肝脏X受体α(liver X receptorsα,LXRα)、ATP结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette sub-family G member,ABCG)5、ABCG8、胆固醇调节元件结合蛋白2(sterol regulatory element-binding protein 2,SREBP2)、磷酸化蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase B,p-AKT)、磷酸化叉头盒蛋白O1a(phosphorylated forkhead box O1 a,p-FOXO1A)的表达水平;Seahorse细胞能量代谢仪检测细胞线粒体耗氧率和细胞外酸化率;RT-qPCR检测三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TAC)关键酶的mRNA表达水平。结果网络药理学分析获得了41个TSLG调控疾病的相关靶点。分子生物学实验结果表明,TSLG抑制p-AMPK、LXRα、ABCG5、ABCG8、SREBP2的表达,增强p-AKT、p-FOXO1A的表达,TSLG抑制糖酵解并增强氧化磷酸化,TSLG抑制TAC循环酶活性,改善肝脏糖脂代谢,从而预防胆固醇结石的生成。结论TSLG中主要成分可能通过靶向AMPK、AKT及Hippo信号通路调节肝脏代谢,以达到降低胆固醇累积、预防结石生成的作用。

AMP活化的蛋白激酶作为心力衰竭治疗靶点的相关研究

心力衰竭是近年导致死亡的主要原因之一,其发病原因与心肌的能量代谢有重要联系。AMP活化的蛋白激酶(AMPK)作为重要的能量代谢激酶,广泛存在于真核生物中。AMPK在能量代谢调控中发挥重要作用,是调节心肌代谢的重要角色。肝激酶B1、钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶激酶β以及胞内ATP水平的变化均可激活AMPK。激活的AMPK可调控糖脂代谢,并调节线粒体及自噬等,以改善心力衰竭患者的预后。此外,部分AMPK激动剂类药物具有通过激动AMPK改善心力衰竭的潜力。因此,对AMPK作为心力衰竭治疗靶点的研究有重要意义。

人参皂苷Rb1通过激活AMPK减轻大鼠创伤性骨关节炎

目的探讨人参皂苷Rb1(G-Rb1)治疗大鼠创伤性骨关节炎(PTOA)的分子机制。方法将大鼠分为假手术组、模型组、低、中、高剂量组和抑制剂组,每组12只。假手术组大鼠切开髌骨外侧皮肤后立即缝合伤口,其他组大鼠采用前十字韧带切断加半月板部分切除法建立PTOA动物模型。建模2 h后,假手术组和模型组大鼠灌胃2 mL生理盐水。低、中和高剂量组大鼠分别灌胃2 mL浓度为10,20,40 mg/(kg·d)的G-Rb1溶液。抑制剂组大鼠灌胃2 mL浓度为40 mg/(kg·d)的G-Rb1溶液,同时腹腔注射20 mg/(kg·d)AMPK抑制剂Compound C。各组大鼠均处理4周。采用苏木素伊红(HE)染色评价大鼠关节软骨形态。采用番红O/固绿染色法评价大鼠关节软骨退变,然后进行国际骨关节炎研究学会(OARSI)评分。采用TUNEL染色检测软骨细胞凋亡情况。通过酶联免疫吸附法(ELISA)测定大鼠血清中白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平。通过RT-qPCR测定大鼠软骨中B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、CollagenⅡ、基质金属蛋白酶-13(MMP-13)、Runt相关转录因子2(Runx2)和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的mRNA水平。通过Western blot测定大鼠软骨中AMP活化蛋白激酶α(AMPKα)的磷酸化水平。结果与模型组比较,低、中和高剂量组大鼠的软骨损伤和退变明显减轻,OARSI评分和软骨细胞TUNEL阳性率均剂量依赖性降低(P<0.05),血清中IL-1β、IL-6和TNF-α水平剂量依赖性降低(P<0.05),Bax和MMP-13的mRNA相对表达量均剂量依赖性降低(P<0.05),Bcl-2、CollagenⅡ、Runx2和BMP-2的mRNA相对表达量均剂量依赖性升高(P<0.05),AMPKα相对磷酸化水平剂量依赖性升高(P<0.05)。Compound C减弱了高剂量G-Rb1对PTOA大鼠的治疗效果(P<0.05)。结论G-Rb1通过激活AMPK减轻大鼠PTOA进程。

人脐带间充质干细胞通过STAT3和AMPK信号通路调节白介素-6诱导的HeLa细胞的生物活性

宫颈癌是全球第4大常见的女性癌症,目前,手术和放疗仍然是治疗非转移性宫颈癌的主要方法,然而,复发性和转移性宫颈癌尚无有效治疗手段。寻找新的更加有效的宫颈癌治疗靶点就显得尤为重要。已知白介素-6(interleukine-6,IL-6)作为肿瘤促进因子在宫颈癌的发展和转移过程中发挥着十分重要的作用。已有报道显示,间充质干细胞在多种肿瘤中发挥抑癌作用,但对于其内在机制的报道较少;且在宫颈癌的发展过程通常伴随着IL-6表达的增加。在IL-6存在的炎症病理条件下,MSCs对于宫颈癌细胞的增殖和迁移是否仍具有抑制作用仍未可知。本研究通过检测人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUC-MSCs)对IL-6诱导的HeLa细胞增殖、迁移、侵袭以及STAT3/Bcl-2、AMPK/mTOR信号通路的调节作用,探讨其对宫颈癌Hela细胞生物活性的影响及其分子机制。集落形成实验、细胞划痕实验以及Transwell侵袭结果证明,炎症因子IL-6显著促进HeLa细胞增殖、迁移和侵袭(P<0.05)。而20%和50%MSCs条件培养基显著抑制IL-6诱导的HeLa增殖(P<0.0001)、迁移(P<0.01)和侵袭能力(P<0.0001)。进一步的机制研究结果显示,炎症因子IL-6显著上调抗凋亡信号通路中STAT 3和Bcl-2的mRNA(P<0.0001)和蛋白质(P<0.01)含量;同时下调AMPK、TSC 1和TSC 2等基因的表达(P<0.001),最终上调细胞代谢相关基因mTOR的表达(P<0.01)和蛋白质磷酸化水平(P<0.05)。20%MSCs条件培养基显著抑制HeLa细胞中STAT3/Bcl-2信号通路(P<0.05)。50%MSCs条件培养基显著抑制HeLa细胞中STAT3/Bcl-2信号通路(P<0.01)同时激活AMPK/mTOR信号通路(P<0.05),诱导细胞周期阻滞(P<0.0001)。综上所述,MSCs条件培养基通过下调STAT3信号通路和上调AMPK信号通路抑制白介素-6诱导的HeLa细胞的增殖、迁移与侵袭。本研究结果有助于进一步阐释IL-6在宫颈癌中发生发展的作用和机制,为寻找宫颈癌治疗的新研究方向提供实验依据。