慢性疼痛中内质网应激机制的研究进展

慢性疼痛作为公共卫生难题,其发病机制复杂,涉及脊髓神经元兴奋、胶质细胞激活及受体活化等。药物治疗虽能缓解疼痛,但不良反应限制了其应用。研究表明,内质网应激在慢性疼痛中扮演关键角色,通过影响疼痛感受器敏感性、调控伤害信号传递、触发炎症反应及神经可塑性改变,加剧疼痛并促进其发展。本文综述了内质网蛋白激酶样内切割酶(PKR-like endoplasmic reticulum kinase,PERK)、内质网应激调节因子1α (inositol-requiring enzyme 1α, IRE1α)和激活转录因子6 (activating transcription factor 6, ATF6)等通路在内质网应激与慢性疼痛中的具体机制,旨在为其深入研究和临床应用提供科学支撑,并探讨尚未解决的问题及未来发展方向。

基于“脾失运化”探讨运脾法调节多囊卵巢综合征内质网应激作用

多囊卵巢综合征(PCOS)是临床常见的异质性疾病,生殖障碍和代谢异常为本病两大病理特征。内质网应激指的是由于多种因素导致未折叠和(或)蛋白质聚集,通过恢复蛋白质正确的折叠方式的一种真核细胞的适应性反应。通过对脾主运化理论的古籍文献梳理发现,脾脏运化水谷,将精微物质布散周身的功能与现代医学中内质网在细胞中的重要作用有着类似之处,即通过承担蛋白质折叠和钙储存等多项任务,保证细胞能够正常发挥生理功能。若脾失运化,痰湿阻滞是本病的核心病机,现代研究认为内质网应激能够较好地阐释脾失运化的发生学原理,这与中医学的病机认识相同。因本病的发病机制与内质网应激存在相似之处,即其发生发展均与炎症、氧化应激、雄激素过多和胰岛素合成及分泌异常等相关。内质网应激的发生可能在PCOS的疾病进展中扮演着重要角色。运脾法能够延缓内质网应激的发生,同时也可有效缓解PCOS的肥胖、胰岛素代偿性增高等相关特征。因此,缓解内质网应激有望成为治疗本病的新思路。健运脾气,补益脾阳为本病治疗大法,从恢复脾运的角度调控内质网应激,以期为改善PCOS相关临床症状提供不同的治疗角度。

内质网应激的免疫抑制效应

内质网应激(ERS)是内质网内环境失衡形成的一种亚细胞病理状态,是介导细胞凋亡的重要通路之一。研究发现各种免疫组织、细胞发生ERS后,产生免疫抑制效应,参与机体免疫稳态失调过程,影响多种疾病发生、转归与预后。本文综述免疫器官、免疫细胞中ERS的产生、信号调控及其在炎症性疾病和肿瘤等发展进程中的作用。

阿芬太尼预处理通过抑制内质网应激发挥对心肌缺血再灌注损伤的保护作用

目的探究阿芬太尼预处理对心肌缺血再灌注损伤(myocardial Ischemia reperfusion injury,MIRI)大鼠的改善作用及可能存在的分子机制。方法纳入60只雄性SD大鼠,随机将其分为假手术组(Sham组,n=15)、模型组(MIRI组)、阿芬太尼低剂量预处理组(L-alfentanil组,3 mg/kg)及阿芬太尼高剂量预处理组(H-alfentanil组,6 mg/kg),每组15只;除去假手术组,剩余各组大鼠均构建MIRI模型。统计各组大鼠心功能参数[左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)]、血清心肌损伤因子[肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌钙蛋白Ⅰ(cTnI)]水平差异性;双染色法观察大鼠心肌梗死面积;HE染色分析心肌组织病理损伤;TUNEL检测心肌组织凋亡;免疫荧光及Western-blot检测各组大鼠心肌组织内质网应激蛋白(GRP78、CHOP、FAM134B)表达差异性。结果与Sham组相比,MIRI模型建立可以提升LVEDD、LVESD、CK-MB、cTnI水平、心肌梗死面积占比、心肌组织细胞凋亡程度及GRP78、CHOP表达及荧光强度,下调LVEF、LVFS水平及内质网应激蛋白FAM134B表达及荧光强度(P<0.05)。与MIRI组相比,阿芬太尼预处理可以下调LVEDD、LVESD、CK-MB、cTnI水平、心肌梗死面积占比、心肌组织细胞凋亡程度及GRP78、CHOP表达及荧光强度,上调LVEF、LVFS水平及内质网应激蛋白FAM134B表达及荧光强度(P<0.05)。与阿芬太尼低剂量组相比,阿芬太尼高剂量组大鼠LVEDD、LVESD、CK-MB、cTnI水平、心肌梗死面积占比、心肌组织细胞凋亡程度及GRP78、CHOP表达及荧光强度明显降低,LVEF、LVFS水平及内质网应激蛋白FAM134B表达及荧光强度明显提升,体现出剂量依赖性(P<0.05)。结论阿芬太尼预处理具有减轻心肌缺血再灌注大鼠心肌组织病理损伤,减少心肌梗死面积占比及抑制心肌组织细胞凋亡的作用,剂量依赖性明显,其分子机制可能与抑制内质网应激性程度有关,值得临床进一步研究。

外源性GDF11通过调控LOX-1介导的内质网应激途径改善高血压大鼠血管重构

[目的]探讨外源性生长分化因子11(GDF11)通过调控凝集素样氧化型低密度脂蛋白受体1(LOX-1)介导的内质网应激途径对高血压大鼠血管重构的影响。[方法]将大鼠随机分为对照组、模型组(AngⅡ诱导的高血压大鼠模型组)、r-GDF11组、Ab-LOX-1组和r-GDF11+r-LOX-1组,每组10只。采用动物无创血压仪检测大鼠尾动脉血压变化;HE染色评估主动脉血管形态;Masson染色评估主动脉组织胶原沉积情况;Western blot检测主动脉组织中GDF11、LOX-1及内质网应激相关蛋白表达。[结果]与对照组比较,模型组大鼠血压升高,主动脉组织中膜厚度(MT)、MT/管腔内径(LD)比值增大,LD减小(均P<0.05);主动脉组织胶原纤维容积分数(CVF)值、葡萄糖调节蛋白78(GRP78)和转录激活因子6(ATF6)蛋白表达、磷酸化PKR样内质网调节激酶(p-PERK)/PERK和磷酸化肌醇需求酶1α(p-IRE1α)/IRE1α比值均升高(均P<0.05)。与模型组比较,r-GDF11组和Ab-LOX-1组大鼠血压降低,主动脉组织MT、MT/LD均减小,LD增大(均P<0.05);主动脉组织CVF值、GRP78和ATF6蛋白表达、p-PERK/PERK和p-IRE1α/IRE1α比值均显著降低(均P<0.05)。与r-GDF11组比较,r-GDF11+r-LOX-1组大鼠血压升高,主动脉组织MT、MT/LD增大,LD减小(均P<0.05);主动脉组织CVF值、GRP78和ATF6蛋白表达、p-PERK/PERK和p-IRE1α/IRE1α比值显著升高(均P<0.05)。[结论]外源性GDF11通过抑制LOX-1介导的内质网应激途径改善高血压大鼠血管重构。

4-苯基丁酸通过核转录因子-κB通路减轻滋养细胞内质网应激

目的探讨4-苯基丁酸(4-PBA)减轻内质网应激的信号通路。方法采用永生化的滋养细胞株HTR-8/Svneo为研究对象,建立内质网应激模型,加入4-苯基丁酸进行培养后,采用蛋白免疫印迹法比较质网应激特异性分子GRP78、蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)、C/EBP同源蛋白(CHOP)的表达。同样的方法检测核转录因子(NF)-κB,caspase-3,B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)的表达。结果随着4-PBA浓度增加,内质网应激特征蛋白的表达量下降,各不同浓度之间表达量相比较,差异具有统计学意义。培养基中加入不同浓度的4-PBA进行培养后检测NF-κB的表达量随着4-PBA浓度的增加,NF-κB的表达量下降,差异具有统计学意义。结论4-苯基丁酸通过NF-κB通路减轻滋养细胞内质网应激。

miR-4429靶向PIK3R1调控细胞内质网应激通路影响乳腺癌恶性表型的机制

目的:探究微小RNA(miRNA)miR-4429对乳腺癌细胞MDA-MB-231增殖、侵袭和凋亡的影响;并探究其与内质网应激相关通路基因PIK3R1的靶向关系及对内质网应激相关通路的调控作用。方法:通过脂质体转染法构建miR-4429过表达及敲低的MDA-MB-231细胞模型,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其效率;MTT法、克隆形成实验、Annexin-PI染色实验和Transwell实验分别检测MDA-MB-231细胞的增殖、凋亡和侵袭;双荧光素酶报告基因实验和Western blot验证miR-4429和PIK3R1靶向关系,qRT-PCR和Western blot探究miR-4429对内质网应激通路的调控。结果:成功建立miR-4429过表达及敲低的MDA-MB-231细胞模型;miR-4429 mimic组中MDA-MB-231细胞的增殖、侵袭能力均低于其Ctrl组,凋亡能力高于其Ctrl组(均P<0.05);miR-4429能够靶向性结合PIK3R1并抑制PIK3R1的蛋白表达,同时下调内质网应激通路相关基因。结论:miR-4429靶向性结合PIK3R1并下调内质网应激通路相关基因,抑制乳腺癌细胞的增殖和侵袭,促进凋亡,提示miR-4429可能是乳腺癌治疗的潜在靶点。

降糖舒心方抑制内质网应激-过度自噬对糖尿病大鼠心肌病变的影响

目的:探讨降糖舒心方对自噬通路过度激活反应的影响及其防止糖尿病合并心力衰竭心肌重构的机制。方法:100只大鼠按随机数字表法分成模型组、西药组、降糖舒心方低剂量组、降糖舒心方高剂量组、假手术组,每组20只。先对大鼠腹腔单次注射链脲佐菌素(STZ)进行糖尿病造模,再采用腹主动脉缩窄手术方法建立慢性心力衰竭动物模型。各给药组分别灌胃给予相应药物,假手术组和模型组大鼠灌胃给予等容积蒸馏水,1次/d,连续2个月。检测心脏左室射血分数(LVEF)、舒张末期室间隔厚度(IVSd)、收缩末期室间隔厚度(IVSs)、收缩末期左心室后壁厚度(LVPWs)与舒张末期左心室后壁厚度(LVPWd);HE染色检测大鼠心肌组织病理学改变情况;透射电镜观察心肌组织自噬超微结构变化;RT-PCR检测内质网应激信号分子GRP78 mRNA、IRE-1 mRNA、TRAF2 mRNA相对表达量;Western blotting检测心肌组织中自噬蛋白LC3-Ⅱ、Beclin 1表达情况。结果:与模型组比较,各给药组大鼠LVPWs、LVPWd、IVSs、IVSd均明显降低(P<0.05),LVEF均明显升高(P<0.05);心肌组织病理学积分均明显降低(P<0.05);大鼠心肌细胞损害程度有所减轻,自噬小体和空泡有所减少,纤体化程度减轻;心肌组织GRP78 mRNA、IRE-1 mRNA、TRAF2 mRNA相对表达量均明显降低(P<0.05);LC3-Ⅱ、Beclin 1蛋白相对表达量均明显降低(P<0.05)。与西药组比较,降糖舒心方高剂量组大鼠LVEF明显升高(P<0.05);降糖舒心方低、高剂量组大鼠心肌组织病理学积分均明显降低(P<0.05);大鼠心肌细胞数量较多,自噬小体和空泡减少,纤体增生减轻;心肌组织GRP78 mRNA、IRE-1 mRNA、TRAF2 mRNA相对表达量均明显降低(P<0.05);LC3-Ⅱ、Beclin 1蛋白相对表达量均明显降低(P<0.05)。与降糖舒心方低剂量组比较,降糖舒心方高剂量组大鼠心肌肌原纤维排列整齐,间质增生少,胞体大部分光滑完整,胞内有少量自噬小体和空泡,各项指标均有剂量依赖性。结论:内质网应激-自噬在心力衰竭的发生发展过程中发挥了重要的作用。糖尿病状态过度自噬可导致心肌细胞数量降低,使心室壁变薄。降糖舒心方能减轻过度自噬对心肌的损害,抑制心肌重构,改善心功能。

温阳生肌膏调控GRP78/CHOP通路抑制过度内质网应激促糖尿病难愈合创面修复

目的:通过分析葡萄糖调节蛋白78(CRP78)/CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)通路研究温阳生肌膏对内质网应激(ERS)的调控,以探讨温阳生肌膏促进糖尿病难愈合创面修复的相关机制。方法:SD大鼠高脂饲料喂养联合链脲霉素腹腔注射后手术制备背部全层皮肤缺损建立大鼠糖尿病难愈合创面模型;实验分为正常组、模型组、温阳生肌膏组和贝复新(重组牛碱性成纤维细胞生长因子外用凝胶)组;正常组及模型组消毒后予以生理盐水涂抹,温阳生肌膏组及贝复新组分别以温阳生肌膏、贝复新涂抹创面,每日换药1次;处理14 d后观察创面愈合情况,计算创面愈合率;HE染色观察创面组织显微形态;Western blot法检测创面组织GRP78、CHOP和cas pase-12含量;免疫组化法检测创面GRP78、CHOP和caspase-12表达及分布情况;透射电子显微镜观察创面内质网数量及肿胀情况;ELISA检测创面促炎因子白细胞介素1β(IL-1β)含量。结果:各组相应干预14 d后检测各项指标。与正常组相比,模型组创面愈合率显著降低(P<0.01),炎症渗出较多,肉芽组织生长情况差,GRP78、CHOP和caspase-12蛋白表达升高(P<0.01),炎症因子IL-1β含量显著增加(P<0.01);与模型组相比,温阳生肌膏组创面愈合率显著增加(P<0.01),炎症渗出减少,肉芽组织生长良好,创面组织GRP78、CHOP和caspase-12蛋白表达显著降低(P<0.01);炎症因子IL-1β含量显著降低(P<0.01)。结论:温阳生肌膏促进糖尿病难愈合创面愈合的作用,可能与其下调GRP78/CHOP通路,抑制过度ERS,降低创面细胞凋亡水平有关。

基于内质网应激信号通路探讨熄风解痉汤对蛛网膜下腔出血大鼠早期脑损伤保护作用的机制研究

目的观察熄风解痉汤对早期蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)大鼠脑组织中内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)信号通路相关因子表达的影响,探讨熄风解痉汤对SAH大鼠早期脑损伤(early brain injury,EBI)的保护作用机制。方法选取成年健康雄性SD大鼠168只,采用血管内穿刺法建立SAH模型,造模成功后按照随机数字表法分为对照组(等体积蒸馏水)、假手术组(等体积蒸馏水)、模型组(等体积蒸馏水)、尼莫地平组[10 mg/(kg·d)]、熄风解痉汤低剂量组[10.8 g/(kg·d)]、熄风解痉汤高剂量组[43.2 g/(kg·d)]、尼莫地平[10 mg/(kg·d)]+熄风解痉汤[21.6 g/(kg·d)]组,每组24只,每12 h给药1次,连续用药72 h。采用Garcia神经功能评分评估神经功能受损程度;HE染色观察海马区神经细胞形态;TUNEL染色检测大鼠海马组织细胞凋亡情况;Western blot检测内质网应激相关标志物葡萄糖调节蛋白78(glucose regulatory protein 78,GRP78)、C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)、胱天蛋白酶-12(cysteine aspartic acid specific protease-12,Caspase-12)蛋白的表达水平;计算脑组织含水量;EB染色检测血脑屏障通透性。结果与对照组、假手术组比较,模型组海马区组织层次结构不清,各层细胞排列疏松,可见大量凋亡细胞;各时间点的海马区组织神经细胞凋亡比例、脑组织EB含量、脑组织含水量及GRP78、CHOP、Caspase-12蛋白表达水平升高(P<0.05),Garcia神经功能评分减低(P<0.05)。与模型组比较,熄风解痉汤低、高剂量组大鼠海马区组织结构较模型组清晰,细胞凋亡数量减少;各时间点的海马区组织神经细胞凋亡比例、脑组织含水量及GRP78、CHOP、Caspase-12蛋白表达水平降低(P<0.05),Garcia神经功能评分、脑组织EB含量升高(P<0.05)。结论SAH后EBI过程中存在内质网应激反应,熄风解痉汤可降低内质网应激相关蛋白GRP78、CHOP、Caspase-12表达水平,提高EBI过程中大鼠的神经行为学评分,降低脑组织含水量,降低血脑屏障通透性。

内质网应激PERK-eIF2α-AFT4-CHOP信号通路在血液肿瘤中的研究进展

在生理状态下,内质网主要负责蛋白质的生物合成和成熟。然而,当机体稳态受到内外因素干扰破坏后,引发内质网中未折叠和错误折叠蛋白的累积,进而诱导产生内质网应激和未折叠蛋白反应(UPR)。在内质网应激条件下,未折叠蛋白反应可通过不同途径来维持细胞内稳态,其中活化蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)是其重要途径之一。活化的PERK使真核翻译起始因子2亚基α(eIF2α)磷酸化,引发活性转录因子4(ATF4)选择性翻译,并与促凋亡转录因子C/EBP同源蛋白(CHOP)的启动子直接结合诱导细胞凋亡。该信号通路也是UPR参与血液肿瘤细胞和免疫细胞调节的重要机制之一。本文阐述了PERK-eIF2α-ATF4-CHOP信号通路在血液肿瘤中的研究进展,以及靶向该信号通路在血液肿瘤治疗中的潜在价值。

肝豆补肾汤通过抑制铁死亡和内质网应激改善肝豆状核变性模型TX小鼠卵巢组织损伤

目的观察肝豆补肾汤对肝豆状核变性(hepatolenticular degeneration,HLD)小鼠卵巢损伤的保护作用,并探究其分子机制。方法以TX小鼠作为HLD模型,将其分为HLD组、青霉胺组和肝豆补肾汤组,另设DL同系小鼠作为正常对照组。测量小鼠体质量、卵巢质量、卵巢系数。采用促性腺激素促排卵法观察小鼠的排卵情况。采用苏木精—伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色法观察小鼠卵巢的组织形态,透射电子显微镜下观察卵巢组织的超微结构。采用比色法测定血清铁含量,TBA法检测卵巢组织中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,微量酶标法检测卵巢组织中还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)及氧化型谷胱甘肽(oxidized glutathione,GSSG)水平。采用Western blot法检测小鼠卵巢组织铁死亡相关标志物前列腺素内过氧化物合酶2(prostaglandin-endoperoxide synthase 2,PTGS2)和谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)水平,及内质网应激通路相关蛋白[葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein 78,GRP78)、蛋白激酶核糖核酸样内质网激酶(protein kinase RNA-like endoplasmic reticulum kinase,PERK)、磷酸化PERK(phosphorylated PERK,p-PERK)、真核起始因子2α(eukaryotic initiation factor 2 alpha-subunit,eIF2α)、磷酸化eIF2α(phosphorylated eIF2α,p-eIF2α)、活化转录因子4(activating transcription factor 4,ATF4)和C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)]的表达水平。结果HE染色显示HLD组小鼠卵细胞形态结构受损严重,闭锁卵泡显著增加;透射电子显微镜下HLD组小鼠线粒体皱缩明显,出现内质网肿胀和脱颗粒等内质网应激表现。与正常对照组比较,HLD组小鼠卵巢质量、排卵数均显著降低(P<0.05),血清铁及卵巢组织中MDA、GSSG水平显著升高(P<0.05),卵巢组织中GSH水平、GSH/GSSG显著降低(P<0.05),卵巢组织中PTGS2、GRP78、p-PERK、p-eIF2α、ATF4、CHOP表达水平均显著升高(P<0.05),GPX4表达水平显著降低(P<0.05)。与HLD组比较,肝豆补肾汤组小鼠的卵泡形态、线粒体和内质网结构均显著改善,促排卵后排卵数显著升高(P<0.05),血清铁及卵巢组织中MDA和GSSG水平显著降低(P<0.05),卵巢组织中GSH水平和GSH/GSSG显著升高(P<0.05),卵巢组织中PTGS2、GRP78、p-PERK、p-eIF2α、CHOP表达水平显著降低(P<0.05),卵巢组织中GPX4表达水平显著升高(P<0.05)。结论肝豆补肾汤可减轻TX小鼠铜沉积诱导的卵巢损伤,其机制可能与抑制铁死亡和PERK通路介导的内质网应激有关。

酸枣仁-合欢花对抑郁模型大鼠海马内质网应激IRE1α/ASK1/JNK通路的影响

目的基于内质网应激(ERS)肌醇依赖性激酶1α(IRE1α)/凋亡信号调节激酶1(ASK1)/c-Jun氨基末端激酶(JNK)通路探讨酸枣仁-合欢花对孤养结合慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)抑郁模型大鼠的干预作用。方法将144只大鼠随机分为正常组、模型组及酸枣仁-合欢花高、中、低剂量组和文拉法辛组。除正常组外,其他各组进行21 d的孤养结合CUMS制备大鼠抑郁模型。用旷场实验和Morris水迷宫实验观察大鼠行为学变化;用透射电镜观察海马神经细胞超微结构变化;用TUNEL染色法观察海马神经细胞凋亡情况;用Western Blot法检测海马组织IRE1α、磷酸化(P)-IRE1α、ASK1、P-ASK1、JNK、P-JNK、B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)、胱天蛋白酶3(Caspase-3)蛋白表达水平;用Real-Time PCR法检测海马IRE1α、ASK1、JNK、Bax、Bcl-2、Caspase-3 mRNA表达水平。结果与正常组比较,模型组旷场实验中水平运动和垂直运动得分下降(P<0.01);水迷宫实验中逃避潜伏期增加、跨越原平台次数减少(P<0.01);海马神经细胞凋亡数增加(P<0.01);海马P-IRE1α/IRE1α、P-ASK1/ASK1、P-JNK/JNK、Bax、Caspase-3蛋白及IRE1α、ASK1、JNK、Bax、Caspase-3 mRNA表达水平升高、Bcl-2蛋白及mRNA表达水平降低(P<0.01)。与模型组比较,酸枣仁-合欢花各组及文拉法辛组旷场实验中水平运动和垂直运动得分升高(P<0.01);水迷宫实验中逃避潜伏期缩短、跨越原平台次数增加(P<0.01);海马神经细胞凋亡数减少(P<0.01);海马P-IRE1α/IRE1α、P-ASK1/ASK1、P-JNK/JNK、Bax、Caspase-3蛋白及IRE1α、ASK1、JNK、Bax、Caspase-3 mRNA表达水平降低,Bcl-2蛋白及mRNA表达水平升高(P<0.05,P<0.01),且酸枣仁-合欢花中剂量组较高、低剂量组效果更好。结论酸枣仁-合欢花可能通过调节内质网应激IRE1α/ASK1/JNK通路发挥抗抑郁作用。

脓毒症相关肺损伤中内质网应激诱导的铁死亡机制研究

目的探讨急性呼吸窘迫综合征(ARDS)中内质网应激(ERs)诱导的铁死亡机制。方法为了确定LPS对小鼠毛细血管肺泡上皮细胞(MLE12细胞)氧化应激和Fe 2+水平的影响,用LPS(0、1、2、5μg/ml)处理细胞24 h。将MLE12细胞分为对照(Con)组、脱铁抑制剂(Fer-1)组、LPS组和LPS+Fer-1组以验证铁死亡在脂多糖(LPS)诱导的细胞死亡中的作用。LPS+Fer-1组用10μmol/L Fer-1预处理6 h,随后将细胞暴露于5μg/ml LPS 24 h;Con组用融媒DMSO处理24 h,Fer-1组用10μmol/L Fer-1预处理6 h,随后用DMSO处理24 h;LPS组将细胞暴露于5μg/ml LPS 24 h。将MLE12细胞分为Con+载体(Vector)组、Con+序列相似性家族134成员B(FAM134B)组、LPS+Vector组、LPS+FAM134B组,细胞用Vector或FAM134B过表达质粒转染48 h后,暴露或不暴露于5μg/ml LPS 24 h。使用CCK-8法测定细胞活力;测量不同组的丙二醛(MDA)、谷胱甘肽和铁的水平,以及铁死亡标志物[环加氧酶2(PTGS2)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)]和ERs标志物[葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、活化转录因子4(ATF4)和C/EBP同源蛋白(CHOP)]的蛋白水平;为了进一步证实体外细胞实验结果,将40只小鼠随机分成Con+Vector组、Con+FAM134B组、LPS+Vector组、LPS+FAM134B组,每组10只,在LPS+Vector组、LPS+FAM134B组小鼠中建立LPS诱导的脓毒症模型,并通过免疫荧光染色和蛋白质印迹评估肺组织中GPX4和ERs水平。结果LPS处理的MLE12细胞中PTGS2和MDA水平以剂量依赖性增加,GPX4和谷胱甘肽(GSH)水平剂量依赖性降低;与LPS组相比,LPS+Fer-1组细胞活力、GPX4和GSH水平增加(P<0.05),PTGS2蛋白水平和MDA水平降低(P<0.05);与LPS+Vector组相比,LPS+FAM134B组细胞活力增加(P<0.05),MDA水平和PTGS2蛋白水平降低(P<0.05),GPX4和GSH水平增加(P<0.05);动物实验中,与LPS+Vector组相比,LPS+FAM134B组小鼠肺组织中4-HNE、ATF4和CHOP表达水平降低(P<0.05),GPX4、FAM134B表达水平增加(P<0.05)。结论LPS以剂量依赖的方式诱导MLE12细胞铁死亡和ERs通过激活内质网自噬相关FAM134B受体有助于抑制ERs,并减轻细胞铁死亡。

内质网应激诱导细胞类凋亡的机制研究进展

类凋亡(paraptosis)是一种新的程序性细胞死亡方式,以内质网和线粒体肿胀、细胞质空泡化为典型特征。有研究表明:内质网应激(endoplasmicreticulumstress,ERS)不仅可以调控类凋亡,还有可能与多种类凋亡信号通路发生作用。文章对内质网应激与类凋亡之间的关系及调控机制进行了综述,并探讨了目前类凋亡研究尚未解决的问题,力求从中探寻内质网应激在类凋亡中的具体作用机制,以期为类凋亡相关的药物作用靶点的发现及药物研发提供理论依据和参考。

柴胡皂苷D诱导内质网应激增强胶质瘤细胞替莫唑胺敏感性的机制

目的探讨柴胡皂苷D(saikosaponin D,SSD)联合替莫唑胺(temozolomide,TMZ)对神经胶质瘤细胞(glioblastoma,GBM)的协同增敏作用及分子机制。方法CCK-8法结合HE染色分析RG-2、U251、LN-4283种GBM细胞系对SSD、TMZ敏感性差异并筛选最佳配伍浓度。通过克隆形成实验、HE染色结合Hoechst荧光染色检测联合给药对GBM细胞增殖影响。单丹磺酰胺(monodansylcadaverine,MDC)染色观察GBM细胞自噬小体形成。Western blot结合ICC法检测内质网应激相关因子及凋亡、自噬蛋白表达与分布变化。结果GBM细胞对TMZ敏感性顺序为RG-2>U251>LN-428。SSD联合TMZ给药结果显示出对GBM细胞系增殖的协同抑制作用,并经细胞克隆形成实验证实。与TMZ组相比,Hoechst荧光染色显示联合给药组细胞核亮染数目明显增加。MDC荧光染色发现SSD/TMZ组胞质出现致密浓染绿色颗粒,且较TMZ组相比明显增多。Western blot结果显示,较TMZ组相比,SSD/TMZ组内质网应激标志蛋白GRP78、CHOP、p-PERK、ATF6表达增高(P<0.05);凋亡蛋白caspase-12、caspase-9、caspase-3、cleaved caspase-3、Bax及自噬蛋白LC3、Beclin-1表达均明显增高(P<0.05)并经ICC实验验证。结论SSD可协同TMZ抑制GBM细胞增殖且诱导其发生凋亡与自噬,通过激活内质网应激途径提高GBM细胞对TMZ化疗敏感性。

黄蒲通窍胶囊改善Wilson病铜负荷大鼠的认知损害:基于抑制内质网应激介导的凋亡途径

目的探究黄蒲通窍胶囊(HPTQ)对Wilson病(WD)铜负荷大鼠模型的神经保护作用及其可能的作用机制。方法SD大鼠随机分为6组:对照组、模型组、黄蒲通窍胶囊低剂量组(HPTQ-L,0.47 g/kg)、黄蒲通窍胶囊中剂量组(HPTQ-M,1.41 g/kg)、黄蒲通窍胶囊高剂量组(HPTQ-H,4.23 g/kg)、青霉胺组(PCA,0.09 g/kg),10只/组。通过含铜(1 g/kg)饲料、含铜(0.185%)水喂养12周构建WD铜负荷大鼠模型,铜离子(Cu)测定试剂盒检测肝铜、24 h尿铜水平;Morris水迷宫实验评估大鼠学习记忆能力;HE染色法观察海马组织CA1区神经元形态学改变;TUNEL染色观察海马组织CA1区神经元凋亡水平;免疫荧光法检测内质网应激(ERS)标志蛋白GRP78的表达情况;RT-qPCR和Western blot法检测GRP78、CHOP、caspase-12、cleaved caspase-9、cleaved caspase-3基因和蛋白表达水平。结果与对照组比较,模型组肝铜及24 h尿铜水平明显升高(P<0.01);学习记忆能力明显减弱(P<0.01);CA1区海马神经元出现损伤;TUNEL阳性神经元数量增多(P<0.01);GRP78、CHOP、caspase-12、cleaved caspase-9、cleaved caspase-3基因和蛋白表达水平升高(P<0.01)。与模型组比较,HPTQ各组及PCA组肝铜水平降低、24 h尿铜水平升高(P<0.01);学习记忆能力改善(P<0.01,P<0.05);海马神经元损伤减轻;TUNEL阳性神经元数量减少(P<0.01);GRP78、CHOP、caspase-12、cleaved caspase-9、cleaved caspase-3基因和蛋白表达水平降低(P<0.01,P<0.05)。结论HPTQ对WD铜负荷大鼠模型具有神经保护作用,其机制可能与抑制ERS介导的凋亡途径有关。

牛磺熊去氧胆酸通过抑制内质网应激诱导的凋亡促进类鼻疽菌的清除

目的 拟通过类鼻疽菌感染RAW264.7巨噬细胞模型,探讨牛磺熊去氧胆酸(tauroursodeoxycholic acid,TUDCA)促进类鼻疽菌胞内清除的作用机制。方法 类鼻疽菌感染RAW264.7细胞后8 h,设置未感染组和类鼻疽菌感染组,在不同浓度TUDCA处理条件下,采用流式细胞仪检测类鼻疽菌诱导细胞凋亡的情况;同时使用另外一种内质网应激抑制剂4-PBA,通过Annexin-V/PI双染法和MTT细胞增殖实验分别检测类鼻疽菌感染对宿主细胞凋亡和增殖的影响;进一步使用siRNA干扰内质网应激关键基因CHOP,设置siC对照组和siCHOP干扰组,通过Western blot和流式细胞仪检测类鼻疽菌感染后Caspase-3、Caspase-12等细胞凋亡相关蛋白的表达水平及细胞凋亡情况;通过细菌胞内生存实验分析TUDCA通过抑制内质网应激减少其诱导的细胞凋亡、增强巨噬细胞对类鼻疽菌胞内清除作用的机制。结果 在不同浓度TUDCA处理下,100μmol/L或200μmol/L TUDCA可明显减少类鼻疽菌感染诱导的RAW264.7细胞凋亡数量(P<0.05)。分别使用两种内质网应激抑制剂TUDCA和4-PBA均可降低类鼻疽菌感染诱导的细胞凋亡(P<0.05)。在siC对照组,相较于未感染时类鼻疽菌感染后Caspase-3和Caspase-12表达明显增加。在siCHOP干扰组,细胞凋亡相关蛋白的表达显著低于siC对照组,TUDCA处理后细胞凋亡相关蛋白表达水平与未加TUDCA药物相比无明显差异。流式细胞仪检测结果也显示,TUDCA能够减少类鼻疽菌感染后诱导的细胞凋亡(P<0.05),但在siCHOP干扰组中,TUDCA对类鼻疽菌感染诱导的凋亡无明显改变。细菌胞内生存计数结果显示,在siC对照组加入TUDCA能够增加宿主细胞对类鼻疽菌的清除(P<0.05),而在siCHOP干扰组中TUDCA的处理对类鼻疽菌胞内增殖无明显影响。结论 在类鼻疽菌感染RAW264.7细胞模型中,TUDCA能够通过抑制巨噬细胞内质网应激诱导的凋亡,促进巨噬细胞对类鼻疽菌的胞内清除。

瓜蒌薤白汤正丁醇部位对Ⅱ型心肾综合征大鼠内质网应激的调控作用

目的:观察瓜蒌薤白汤(Gualou Xiebai Decoction,GXD)正丁醇部位对Ⅱ型心肾综合征大鼠内质网应激的影响,探讨瓜蒌薤白汤对心脏和肾脏的保护作用。方法:32只SPF级健康雄性Wistar大鼠随机分为假手术组、模型组和瓜蒌薤白汤高、低剂量组。除假手术组外,其余各组采用结扎左冠状动脉前降支的方法复制Ⅱ型心肾综合征大鼠模型,灌胃给予相应药物10周后,ELISA法检测血清中NT-proBNP、Cys-C的含量;取心脏、肾脏组织,HE染色观察心脏、肾脏的细胞形态学变化,Masson染色检测组织胶原沉积和纤维化程度;透射电镜观察内质网超微结构;RT-PCR检测心、肾组织Ⅰ、Ⅲ型胶原含量;Western blot检测内质网相关蛋白ATF-6、GRP78、XBP-1s、ATF-4、p-eIF2α、CHOP的表达。结果:与假手术组比较,模型组大鼠血清中NT-proBNP、Cys-C的水平明显升高(P<0.01),瓜蒌薤白汤高、低剂量组较模型组明显降低(P<0.01)。与模型组比较,瓜蒌薤白汤组能显著改善由慢性心衰引起的大鼠心脏、肾脏组织病理学改变;透射电镜观察发现,模型组大鼠内质网肿胀、断裂,核糖体脱落,瓜蒌薤白汤组心脏、肾脏内质网基本恢复正常。RT-PCR结果表明,模型组心脏、肾脏中Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA表达明显高于假手术组,瓜蒌薤白汤高、低剂量组明显低于模型组(P<0.01);瓜蒌薤白汤组内质网相关蛋白ATF-6、GRP78-、XBP-1s、ATF-4、p-eIF2α、CHOP的表达显著低于模型组(P<0.01)。结论:瓜蒌薤白汤对Ⅱ型心肾综合征大鼠心脏、肾脏具有明显的保护作用,且该作用可能与抑制内质网应激有关。

过表达丝裂原诱导基因6通过抑制内质网应激减少棕榈酸诱导的肝细胞脂质蓄积

目的:探讨过表达丝裂原诱导基因6(MIG6)通过调节肝细胞内质网应激影响棕榈酸(PA)诱导的肝细胞脂肪变性的作用及其机制。方法:通过使用高脂饲料喂养20只C57BL/6J小鼠26周构建小鼠非酒精性脂肪性肝炎模型,将小鼠随机分为2组:普通饮食对照组和高脂饮食组,每组10只,留取其肝脏进行后续实验。使用PA诱导HepG2细胞和AML12细胞的脂质蓄积,将细胞分为2组:BSA(10%BSA)组和PA(500μmol/L)组。通过给HepG2细胞和AML12细胞分别转染人和小鼠MIG6过表达质粒诱导肝细胞MIG6过表达,根据不同的干预条件分为4组:阴性对照质粒+10%BSA(negative+BSA)组、MIG6过表达质粒+10%BSA(MIG6+BSA)组、阴性对照质粒+PA(negative+PA)组和MIG6过表达质粒+PA(MIG6+PA)组,每组每次干预至少设3个生物学复孔。使用油红O染色评估肝细胞脂质蓄积情况;通过RT-qPCR检测肝组织MIG6的mRNA表达水平,Western blot检测肝细胞MIG6、脂肪酸合酶(FASN)和胆固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)等脂质合成相关分子及内质网应激标志物葡萄糖调节蛋白78(GRP78)和C/EBP同源蛋白(CHOP)的蛋白水平。结果:高脂饮食组小鼠肝组织甘油三酯含量增加,肝组织脂肪变性显著,MIG6的mRNA表达水平显著下调(P<0.01);PA干预促使肝细胞FASN、SREBP1、GRP78和CHOP蛋白水平升高,但是降低MIG6蛋白水平(P<0.01)。转染MIG6过表达质粒显著增加肝细胞MIG6蛋白水平,并抑制GRP78和CHOP的表达(P<0.01),显著减轻PA诱导的肝细胞脂质蓄积并抑制FASN和SREBP1的表达(P<0.01)。以上结果表明过表达MIG6可抑制PA诱导的肝细胞内质网应激并减少其脂质蓄积。结论:过表达MIG6具有抑制内质网应激进而抑制肝细胞脂质蓄积的作用。