大黄糖络丸通过AMPK/mTOR/ULK1通路调控糖尿病肾病小鼠足细胞自噬的作用机制研究

目的:探究大黄糖络丸(DHT)基于腺苷酸活化蛋白激酶/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/unc-51样激酶1(AMPK/mTOR/ULK1)信号通路对糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)小鼠的干预作用。方法:40只造模成功的C57BL/KSJ-db/db(以下简称db/db)小鼠随机分为模型组,达格列净组(1.5 mg·kg^(-1)·d^(-1)),DHT高、中、低剂量组(3.6、1.8、0.9 g·kg^(-1)·d^(-1)),每组8只;另取10只C57BL/KSJ-db/dm(以下简称db/m)小鼠为正常组,正常组和模型组给予生理盐水,治疗组小鼠分别给予相应药物,连续给药10周,1次/d。于给药0、4、8、10周固定时间,禁食不禁水12 h,取尾静脉血检测空腹血糖(FBG);于给药0、5、10周末收集尿液检测尿中白蛋白、肌酐含量,计算尿白蛋白肌酐比值(ACR);给药10周后,检测各组小鼠24 h尿总蛋白,血肌酐(Scr),尿素氮(BUN)含量;蛋白免疫印迹法检测肾脏组织p-AMPK、p-mTOR及p-ULK1蛋白的表达水平,以及自噬关键分子酵母Atg6同系物1(Beclin-1)、微管相关蛋白1轻链3(LC3)、P62蛋白的表达水平;免疫组化法检测肾脏组织足细胞裂孔膜蛋白(Nephrin、Podocin)的表达水平;采用光学显微镜和透射电镜观察肾脏组织病理形态学变化。结果:与模型组比较,达格列净组和DHT组小鼠FBG、ACR、24 h尿总蛋白均降低,Scr、BUN无统计学差异;肾组织中p-AMPK、p-ULK1表达水平升高,p-mTOR表达水平降低及LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1表达水平升高,P62表达水平降低(P<0.01,P<0.05);肾小球的足细胞裂孔膜蛋白Nephrin、Podocin表达水平升高(P<0.01,P<0.05);肾脏病理损害减轻;透射电镜显示自噬小体、自噬溶酶体数量增加。结论:DHT可能通过调控AMPK/mTOR/ULK1信号通路,增强足细胞自噬,保护肾小球,延缓DN发展进程。

金果胃康胶囊对胃癌前病变模型大鼠胃黏膜ULK1/AMPK/mTOR信号通路的影响

目的:探讨金果胃康胶囊对胃癌前病变(PLGC)大鼠UNC-51样激酶1(ULK1)/5’-单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路的影响。方法:75只SPF级Wistar大鼠,除空白组外,采用MNNG复合造模法建立PLGC大鼠模型,造模成功后运用随机数字表法分为模型组、叶酸组及金果胃康高、中、低剂量组,每组12只。灌胃给药8周后取材。HE染色观察胃黏膜病理学变化,免疫组化法检测ULK1蛋白表达水平,qPCR检测胃组织AMPK、mTOR mRNA表达水平,Western blot检测胃组织AMPK、p-AMPK、mTOR、p-mTOR蛋白表达水平。结果:金果胃康胶囊可显著改善PLGC大鼠胃黏膜萎缩、肠化生、上皮结构、形态紊乱及细胞异型性等病理表现。与模型组比较,金果胃康胶囊能显著上调AMPK、p-AMPK、ULK1的表达水平,下调mTOR、p-mTOR的表达水平(P<0.05),以高剂量组疗效最为显著。结论:金果胃康胶囊可能通过调控ULK1/AMPK/mTOR信号通路促进细胞自噬,修复胃黏膜病变,从而起到防治PLGC的作用。

C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白13通过单磷酸腺苷激活的蛋白激酶/哺乳动物雷帕霉素靶点复合物通路对高糖诱导的大鼠原代肝窦内皮细胞自噬功能影响的研究

目的探讨C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白13(CTRP13)通过单磷酸腺苷激活的蛋白激酶/哺乳动物雷帕霉素靶点复合物(AMPK/mTOR)通路对高糖诱导的大鼠原代肝窦内皮细胞(rLSECs)自噬功能的影响。方法分离、鉴定、培养rLSECs,分为正常对照(NC)组、高糖(HG)组、HG+LV-CTRP13组、HG+慢病毒空载体(LV-Con)组(HG+LV-Con),构建CTRP13慢病毒过表达载体(LV-CTRP13)及慢病毒空载体(LV-Con)并转染r LSECs,分别使用AMPK抑制剂Compound C、mTOR抑制剂Torin1、自噬抑制剂3MA干预,分为HG+LV-Con+Compound C组、HG+LV-CTRP13+Compound C组、HG+LV-Con+Torin1组、HG+LV-CTRP13+Torin1组、HG+LV-Con+3MA、HG+LV-CTRP13+3MA组。透射电子显微镜观察自噬小体,qRT-PCR、Western blot法检测各组CTRP13、自噬相关蛋白Beclin1、人微管相关蛋白轻链3II(LC3II)、人质膜膜泡关联蛋白(PLVAP)及p-AMPK、p-mTOR mRNA和蛋白表达。结果与NC组比较,HG、HG+LV-CTRP13组自噬小体数量降低(P<0.05)。与HG组比较,HG+LV-CTRP13组自噬小体数量升高(P<0.05)。NC、HG+LV-CTRP13组CTRP13 mRNA和蛋白表达高于HG、HG+LV-Con组(P<0.05)。HG+LV-CTRP13组Beclin1、LC3II、p-AMPK、AMPK mRNA表达,Beclin1、LC3II/LC3I蛋白表达高于HG、HG+LV-Con组(P<0.05),PLVAP、p-mTOR、mTOR mRNA表达,PLVAP蛋白表达低于HG、HG+LV-Con组(P<0.05)。与HG+LV-CTRP13比较,HG+LV-CTRP13+Compound C组p-mTOR蛋白表达升高(P<0.05),CTRP13、Beclin1、LC3II/LC3I蛋白表达降低(P<0.05),HG+LV-CTRP13+Torin1组p-AMPK、Beclin1、LC3II/LC3I蛋白表达升高(P<0.05),CTRP13、p-mTOR蛋白表达降低(P<0.05),HG+LV-CTRP13+3MA组p-AMPK、p-mTOR、LC3II/LC3I蛋白表达升高(P<0.05),LC3II/LC3I蛋白表达降低(P<0.05)。结论CTRP13过表达通过激活AMPK/mTOR信号通路对rLSECs自噬功能发挥保护作用,延缓肝窦毛细血管化。

白桦脂酸调节AMPK/mTOR/ULK1信号通路对冠心病大鼠血管平滑肌细胞自噬和凋亡的影响

目的探究白桦脂酸通过调节腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/Unc-51样自噬激活激酶1(ULK1)信号通路对冠心病大鼠血管平滑肌细胞自噬和凋亡的影响。方法原代培养冠心病大鼠血管平滑肌细胞,将其随机分为正常组(Control组)、模型组(Model组)、低浓度(20μmol/L)白桦脂酸组(BA-L组)、高浓度(40μmol/L)白桦脂酸组(BA-H组)和高浓度(40μmol/L)白桦脂酸+AMPK抑制剂(10μmol/L)Compound C组(BA-H+CC组)。CCK-8法检测大鼠血管平滑肌细胞的细胞活力。流式细胞术检测细胞凋亡。mRFP-GFP-LC3双荧光体系示踪大鼠血管平滑肌细胞的自噬小体。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)实验检测大鼠血管平滑肌细胞中AMPK、mTOR、ULK1 mRNA的表达。Western blot实验检测大鼠血管平滑肌细胞中AMPK、mTOR、ULK1、LC3、Bax、Bcl-2、Beclin-1蛋白表达水平。结果与Control组相比,Model组血管平滑肌细胞的细胞活力(48 h、72 h)、Bcl-2蛋白表达、mTOR mRNA和蛋白表达显著上升(P<0.05),细胞凋亡率、Bax、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1蛋白表达、AMPK及ULK1 mRNA和蛋白表达显著下降(P<0.05)。与Model组相比,BA-H组血管平滑肌细胞的细胞活力(48 h、72 h)、Bcl-2蛋白表达、mTOR mRNA和蛋白表达显著下降(P<0.05),细胞凋亡率、Bax、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1蛋白表达、AMPK及ULK1 mRNA和蛋白表达显著上升(P<0.05)。Compound C减弱了白桦脂酸对血管平滑肌细胞自噬和凋亡的促进作用(P<0.05)。结论白桦脂酸可能通过激活AMPK/mTOR/ULK1信号通路促进冠心病大鼠血管平滑肌细胞的自噬和凋亡。

基于mTOR/S6K1通路探究CXCR3对糖尿病肾病足细胞损伤、凋亡、自噬的影响

目的 探究趋化因子受体(CXCR)3对糖尿病肾病足细胞损伤、凋亡、自噬的影响及其作用机制。方法 将分化成熟的小鼠肾脏足细胞MPC-5分为对照组,模型组,si-NC组和si-CXCR3组,噻唑蓝(MTT)法检测各组细胞24 h、48 h和72 h细胞活力,流式细胞法检测各组细胞凋亡水平,Western印迹检测细胞凋亡关键蛋白B细胞淋巴瘤(Bcl)-2、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、半胱天冬氨酸蛋白酶(Caspase)3表达水平,ELISA法检测各组细胞白细胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-8,肿瘤坏死因子(TNF)-α水平,qPCR及Western印迹检测各组细胞自噬相关蛋白(beclin)1、人自噬相关蛋白(ATG)5及ATG7表达水平,同时检测哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/蛋白核糖体S6蛋白激酶(mTOR/S6K1)信号通路关键蛋白的蛋白表达水平及其磷酸化修饰水平。结果 与对照组相比,模型组和si-NC组细胞增殖受到显著抑制,并且随着时间增加抑制能力增强,与模型组和si-NC组相比,si-CXCR3组细胞增殖显著提高(P<0.05);与对照组相比,模型组和si-NC组细胞凋亡均显著增加(P<0.05);与模型组和si-NC组相比,si-CXCR3组细胞凋亡显著降低(P<0.05)。与对照组相比,模型组和si-NC组细胞炎症因子IL-1β、IL-6、IL-8及TNF-α释放显著增加(P<0.05);与模型组和si-NC组相比,si-CXCR3组细胞炎症因子IL-1β、IL-6、IL-8及TNF-α显著降低,但仍高于对照组(P<0.05)。与对照组相比,模型组和si-NC组细胞自噬相关蛋白Beclin1、ATG5及ATG7表达水平显著降低,而与模型组和si-NC组相比,si-CXCR3组显著升高(P<0.05);与对照组相比,模型组和si-NC组细胞mTOR、S6K1蛋白表达水平显著升高,其磷酸化修饰也相应增加,而与模型组和si-NC组相比,si-CXCR3组细胞mTOR,S6K1蛋白表达水平显著降低,磷酸化修饰也相应降低(P<0.05)。结论 沉默CXCR3可以提高小鼠肾足组细胞活性,降低细胞凋亡,减少炎症因子释放,对肾足细胞具有保护作用,其机制可能通过增强自噬,调控mTOR/S6K1信号通路活性及磷酸化修饰相关。

基于mTOR/Beclin1/LC3信号轴探讨制萎扶胃丸对胃癌前病变大鼠胃窦组织自噬的影响

目的:探讨制萎扶胃丸(ZWFW)对胃癌前病变(PLGC)大鼠胃窦组织哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/自噬关键分子酵母Atg6同系物(Beclin1)/微管相关蛋白1轻链3(LC3)信号轴关键分子表达的影响。方法:SPF级SD大鼠随机分为正常组,模型组,叶酸组,ZWFW低、中、高剂量组,除正常组常规饲养外,模型组、叶酸组、ZWFW低、中、高剂量组,采用N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍(MNNG)联合饥饱失常、乙醇灌胃、氨水自由饮用以及雷尼替丁饲料喂养五因素复合造模法建立PLGC大鼠模型后,分别用生理盐水、叶酸片水溶液(0.002 g/kg)、ZWFW低、中、高剂量水溶液(0.42,0.84,1.67 g/kg)予以治疗4周后剖腹取胃。采用苏木素-伊红(HE)染色观察大鼠胃窦组织病理学变化,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)、蛋白免疫印迹法(Western blot)及免疫组化检测大鼠胃窦组织mTOR、Beclin1、微管相关蛋白1轻链3β(LC3B)的mRNA及蛋白表达。结果:与正常组比较,模型组大鼠胃窦组织胀大,胃壁变薄,胃黏膜色泽苍白,皱襞萎缩浅平,走行紊乱,可见结节及赘生物;HE染色示:与正常组比较,模型组胃黏膜腺体排列拥挤、紊乱,细胞形态不一,可见大量杯状细胞,细胞浆嗜碱性,细胞核大、深染、不规则,黏膜肌层浸润破坏;与模型组比较,ZWFW显著改善了胃黏膜腺体结构排列紊乱和细胞异型性等病理表现。与正常组比较,模型组大鼠胃窦组织m TOR mRNA和蛋白表达明显升高(P<0.05),Beclin1和LC3B mRNA及蛋白表达明显降低(P<0.05);与模型组比较,ZWFW中、高剂量组胃窦组织mTOR mRNA和蛋白表达降低(P<0.05),ZWFW低剂量组胃窦组织Beclin1、LC3B蛋白表达升高(P<0.05),中、高剂量组胃窦组织Beclin1、LC3B mRNA和蛋白表达升高(P<0.05)。结论:ZWFW可显著改善PLGC模型大鼠胃黏膜异常组织病理学表现,其机制可能与下调mTOR表达,上调Beclin1、LC3B表达进而促进自噬相关。

下调PHLPP1表达通过激活PI3K/AKT/mTOR通路改善高糖诱导的人足细胞自噬抑制和凋亡促进作用

目的研究富含亮氨酸重复序列的普列克底物蛋白同源结构域蛋白磷酸酶1(PHLPP1)在糖尿病肾病(DN)肾组织的表达及其对足细胞自噬、凋亡的影响并初步探究其相关作用机制。方法采用免疫组织化学检测DN肾组织及非糖尿病肾组织PHLPP1表达,免疫荧光组织化学染色检测肾病蛋白(nephrin)、 PHLPP1的共表达以确定PHLPP1在足细胞的定位;在正常葡萄糖(NG)及高糖(HG)培养液中培养足细胞,实时荧光定量PCR检测细胞PHLPP1 mRNA表达。采用脂质体瞬时转染技术将靶向沉默PHLPP1的小干扰RNA(si-PHLPP1)转染入足细胞,实时定量PCR检测转染效率;按足细胞处理方式的不同将细胞分为NG组(正常葡萄糖浓度的培养液进行培养的足细胞)、 HG组(高糖培养液培养的足细胞)、 HG联合si-PHLPP1组(高糖培养液培养转染si-PHLPP1后的足细胞组)、羟氯喹(HCQ)处理的HG组(用自噬抑制剂HCQ与HG培养液联合处理的足细胞)。透射电镜观察各组足细胞中自噬小体的形成, Western blot法检测微管相关蛋白1轻涟3(LC3)、 P62、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、磷酸化的mTOR(p-mTOR)、裂解型胱天蛋白酶3(c-caspase-3)、蛋白激酶B (AKT)及磷酸化的AKT(p-AKT)蛋白表达,异硫氰酸荧光素标记的膜联素Ⅴ/碘化丙啶(annexinⅤ-FITC/PI)双标记结合流式细胞术检测细胞凋亡。结果 PHLPP1在DN患者肾组织中高表达,且主要表达于肾小球足细胞内。HG培养液能够促进足细胞中PHLPP1 mRNA表达,并具有时间依赖性;与NG组相比, HG组、 HG联合si-PHLPP1组及HG联合HCQ组的足细胞自噬水平、 PI3K蛋白表达与mTOR的磷酸化水平均显著减低,细胞凋亡率、 c-caspase-3蛋白表达水平均显著增加,但HG联合si-PHLPP1组细胞的AKT磷酸化水平明显升高,其余两组AKT磷酸化水平显著降低;与HG组相比, HG联合si-PHLPP1组细胞的凋亡率、c-caspase-3蛋白表达均明显降低,而自噬水平, PI3K蛋白表达与mTOR和AKT蛋白的磷酸化水平均显著增加, HG联合HCQ组细胞的自噬水平明显降低,凋亡率与c-caspase-3蛋白表达均显著增加,其他指标无明显变化。结论 PHLPP1在DN肾组织显著高表达,下调足细胞PHLPP1的表达通过激活PI3K/AKT/mTOR通路促进足细胞自噬水平,减少足细胞的凋亡。

抑制长链非编码RNA MALAT1对糖脂毒性诱导的内皮细胞功能障碍的影响及可能机制

目的:探讨糖脂毒性环境中抑制长链非编码RNA(lnc RNA)人类肺腺癌转移相关转录本1(MALAT1)的表达水平对人脐静脉内皮细胞功能影响的分子机制。方法:用葡萄糖和棕榈酸处理人脐静脉内皮细胞,建立体外糖脂毒性内皮细胞模型,并分为对照组、高糖高脂组、高糖高脂对照组以及小干扰RNA(si-RNA)干预的高糖高脂+si-MALAT1组、高糖高脂+si-丝裂原活化蛋白激酶1(si-MAPK1)组。应用实时荧光定量PCR检测MALAT1、MAPK1的mRNA表达水平;蛋白免疫印迹法检测自噬、线粒体融合分裂、凋亡、通路相关蛋白的表达水平;免疫荧光共聚焦定位检测自噬及溶酶体相关蛋白的荧光共定位情况;透射电镜观察内皮细胞中自噬溶酶体的数目;线粒体探针染色检测线粒体形态;免疫荧光检测细胞内活性氧(ROS)的产生;流式细胞仪检测各组细胞的凋亡;细胞增殖及划痕实验检测不同时间点各组细胞的增殖及迁移能力;血管形成试验检测各组细胞中新生血管数量。结果:与对照组相比,高糖高脂组、高糖高脂对照组的MALAT1 mRNA、磷酸化的丝裂原活化蛋白激酶1(p-MAPK1)的表达水平增加,磷酸化的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(p-mTOR)的表达水平下降,P均<0.05。与高糖高脂对照组相比,高糖高脂+si-MALAT1组微管相关蛋白1A/1B-轻链3(LC3)、螯合体1(p62)、ROS、剪切后活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3(cleaved caspase-3)、BCL-2相关X蛋白(BAX)、p-MAPK1的表达水平均下降,线粒体融合蛋白视神经萎缩蛋白1(OPA1)、BCL-2、p-mTOR的表达水平均增加,P均<0.05;LC3和溶酶体相关膜蛋白2(LAMP2)蛋白的荧光共定位阳性颗粒增加(P均<0.01),溶酶体数目减少;细胞增殖、迁移、成管能力均增加(P均<0.01)。与高糖高脂对照组相比,高糖高脂+si-MAPK1组内皮细胞中p-MAPK1的表达下降,p-mTOR的表达上升(P均<0.01)。结论:抑制MALAT1表达,可降低糖脂毒性环境中线粒体的自噬水平,减少内皮细胞的凋亡及改善内皮细胞的功能,可能与调节MAPK1/mTOR信号通路有关。

苦参碱对食管癌Eca-109细胞自噬的影响及作用机制

目的 探讨苦参碱对食管癌Eca-109细胞自噬的影响及其可能的作用机制。方法 将传代培养的Eca-109细胞分为对照组、低浓度苦参碱组、中浓度苦参碱组和高浓度苦参碱组。对照组细胞加入含体积分数10%胎牛血清的RPMI 1640培养基,低、中、高浓度苦参碱组细胞分别加入终质量浓度为1.0、1.5、2.0 g·L^(-1)的苦参碱溶液;采用四甲基偶氮唑盐法检测各组细胞的活性,免疫荧光细胞化学染色法检测各组细胞中自噬相关蛋白微管相关蛋白轻链3(LC3)的定位及表达,Western blot法检测各组细胞中多聚蛋白62(P62)、LC3蛋白的相对表达量,实时荧光定量聚合酶链式反应法检测各组细胞中Beclin1 mRNA的相对表达量,透射电子显微镜观察对照组和高浓度苦参碱组Eca-109细胞的超微结构。另取传代培养的Eca-109细胞,将细胞分为对照组、自噬抑制剂组、苦参碱组和自噬抑制剂+苦参碱组。对照组细胞加入5 mL含体积分数10%胎牛血清的RPMI 1640培养基,自噬抑制剂组细胞加入终浓度为7μmol·L^(-1)的3-甲基腺嘌呤(3-MA)溶液,苦参碱组细胞加入终质量浓度为2.0 g·L^(-1)的苦参碱溶液,自噬抑制剂+苦参碱组细胞先加入终浓度为7μmol·L^(-1) 3-MA溶液预孵育3 h,再加入终质量浓度为2.0 g·L^(-1)苦参碱溶液;培养24 h后,采用Western blot法检测各组细胞中Beclin1、LC3和肝激酶B1(LKB1)/腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路相关蛋白的表达。结果 低、中、高浓度苦参碱组细胞增殖抑制率显著高于对照组(P<0.05);中、高浓度苦参碱组细胞增殖抑制率显著高于低浓度苦参碱组(P<0.05);高浓度苦参碱组细胞增殖抑制率显著高于中浓度苦参碱组(P<0.05)。对照组、低浓度苦参碱组、中浓度苦参碱组和高浓度苦参碱组Eca-109细胞质中均可见到红色荧光标记的LC3蛋白阳性表达。对照组细胞中LC3蛋白呈弥散状态;各浓度苦参碱组细胞中LC3蛋白呈斑点状态,且苦参碱浓度越高,细胞质中呈斑点状LC3蛋白越多。低、中、高浓度苦参碱组Eca-109细胞中P62蛋白的相对表达量显著低于对照组(P<0.05);中、高浓度苦参碱组Eca-109细胞中P62蛋白的相对表达量显著低于低浓度苦参碱组(P<0.05);中浓度苦参碱组与高浓度苦参碱组Eca-109细胞中P62蛋白的相对表达量比较差异无统计学意义(P>0.05)。低浓度苦参碱组与对照组Eca-109细胞中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比较差异无统计学意义(P>0.05);中、高浓度苦参碱组Eca-109细胞中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ显著高于对照组和低浓度苦参碱组(P<0.05);高浓度苦参碱组Eca-109细胞中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ显著高于中浓度苦参碱组(P<0.05)。低、中、高浓度苦参碱组Eca-109细胞中Beclin1 mRNA的相对表达量显著高于对照组(P<0.05)。中、高浓度苦参碱组Eca-109细胞中Beclin1 mRNA的相对表达量显著高于低浓度苦参碱组(P<0.05);高浓度苦参碱组Eca-109细胞中Beclin1 mRNA的相对表达量显著高于中浓度苦参碱组(P<0.05)。对照组细胞中可见正常的细胞质、细胞器和细胞核,高浓度苦参碱组细胞质中可见大量大小不等的自噬泡,并可见包裹有细胞内容物的自噬体。自噬抑制剂组与对照组Eca-109细胞中Beclin1蛋白的相对表达量和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比较差异无统计学意义(P>0.05);苦参碱组和自噬抑制剂+苦参碱组Eca-109细胞中Beclin1蛋白的相对表达量和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ均显著高于对照组和自噬抑制剂组(P<0.05);自噬抑制剂+苦参碱组Eca-109细胞中Beclin1蛋白的相对表达量和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ均显著低于苦参碱组(P<0.05)。自噬抑制剂组Eca-109细胞中磷酸化LKB1(p-LKB1)/LKB1、磷酸化AMPK(p-AMPK)/AMPK显著低于对照组,磷酸化mTOR(p-mTOR)/mTOR显著高于对照组(P<0.05);苦参碱组Eca-109细胞中p-LKB1/LKB1、p-AMPK/AMPK显著高于对照组,p-mTOR/mTOR显著低于对照组(P<0.05);自噬抑制剂+苦参碱组Eca-109细胞中p-LKB1/LKB1、p-AMPK/AMPK显著高于对照组(P<0.05);自噬抑制剂+苦参碱组与对照组Eca-109细胞中p-mTOR/mTOR比较差异无统计学意义(P>0.05)。苦参碱组和自噬抑制剂+苦参碱组Eca-109细胞中p-LKB1/LKB1、p-AMPK/AMPK显著高于自噬抑制剂组,p-mTOR/mTOR显著低于自噬抑制剂组(P<0.05);自噬抑制剂+苦参碱组Eca-109细胞中p-LKB1/LKB1、p-AMPK/AMPK显著低于苦参碱组,p-mTOR/mTOR显著高于苦参碱组(P<0.05)。结论 苦参碱可能通过调节LKB1/AMPK/mTOR信号通路相关蛋白的表达诱导食管癌Eca-109细胞发生自噬。

当归芍药散对MAFLD大鼠AMPK/mTOR/ULK1自噬信号通路的调节作用

目的:观察当归芍药散对代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)大鼠腺苷酸活化蛋白激酶/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/Unc-51样激酶1(AMPK/mTOR/ULK1)信号通路的调控作用,探讨其对MAFLD大鼠的治疗作用及机制。方法:60只SD大鼠随机分为正常组、模型组、西药组(多烯磷脂酰胆碱胶囊,0.144 g·kg^(-1))及当归芍药散低、中、高剂量组(2.44、4.88、9.76 g·kg^(-1))。采用高脂饲料连续喂养8周后,各用药组给予相应药物治疗4周。给药结束后,收集血清和肝组织用于后续实验检测。结果:与正常组比较,模型组大鼠血清胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)和肝组织TC、TG、游离脂肪酸(FFA)的含量或活性均显著升高(P<0.01),低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量显著降低(P<0.01),肝组织磷酸化(p)-AMPK、微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)Ⅱ、Beclin1和ULK1蛋白表达水平均显著降低(P<0.01),p-mTOR和泛素结合蛋白p62蛋白表达水平显著升高(P<0.01),肝细胞出现脂肪性变,NAFLD活动度评分(NAS)和油红O染色面积均明显升高(P<0.05,P<0.01);与模型组比较,当归芍药散可降低血清TC、TG、ALT、AST和肝组织TC、TG、FFA的含量或活性及p-mTOR和p62蛋白表达水平(P<0.01),升高血清HDL-C含量及肝组织p-AMPK、LCBⅡ、Beclin1和ULK1蛋白表达水平(P<0.05,P<0.01),改善肝组织脂肪性变,降低NAS和油红O染色面积(P<0.05,P<0.01)。结论:当归芍药散对MAFLD大鼠有治疗作用,其机制可能与调节AMPK/mTOR/ULK1信号通路,增强自噬有关。

LASS2通过AMPKα/mTORC1信号通路诱导HepG2肝癌细胞自噬和凋亡

目的研究LAG1长寿保障基因2(LASS2)过表达对HepG2肝癌细胞凋亡、自噬的作用及可能的信号通路。方法采用HepG2肝癌细胞进行研究,设置空白对照组、空载组(重组腺病毒Adv-GFP感染细胞)、实验组(重组腺病毒Adv-LASS2-GFP感染细胞)。感染48 h后分别提取各组细胞总RNA和蛋白,采用实时荧光定量反转录PCR(qRT-PCR)、Western blot检测LASS2 mRNA、蛋白表达水平的变化;CCK-8实验评价各组细胞增殖能力的差异及流式细胞术检测各组细胞凋亡情况;Western blot检测各组细胞凋亡相关蛋白(BCL2、Bax)、自噬相关蛋白(SQSTM1、LC3A/B、Beclin-1)及单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)α/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)信号通路相关蛋白(t-AMPKα、p-AMPKα、t-Raptor和p-Raptor)的表达水平。结果与空白对照组、空载组相比,实验组LASS2 mRNA、蛋白相对表达水平均明显上调(P<0.001),且HepG2肝癌细胞增殖能力明显被抑制(P<0.001)。流式细胞仪检测结果表明过表达的LASS2促进HepG2细胞凋亡(P<0.001)。Western blot显示,实验组BCL2、SQSTM1蛋白相对表达水平较空白对照组、空载组均明显下调(P<0.001),Bax、Beclin-1、LC3A/B蛋白相对表达水平均明显上调(P<0.001),而p-AMPKα/t-AMPKα及p-Raptor/t-Raptor比值明显上调(P>0.05)。结论过表达的LASS2可能通过调控AMPKα/mTORC1信号通路诱导HepG2肝癌细胞自噬和凋亡。

冬凌草甲素调节AMPK/mTOR/ULK1信号通路对高糖诱导的心肌细胞自噬的影响

目的探讨冬凌草甲素调节腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/Unc-51样激酶(ULK)1通路对高糖诱导的心肌细胞自噬的影响。方法取对数生长期的H9c2细胞,将其分为:对照组(5.5 mmol/L葡萄糖)、高糖组(35 mmol/L葡萄糖)、冬凌草甲素低剂量组(35 mmol/L葡萄糖+5μmol/L冬凌草甲素)、冬凌草甲素中剂量组(35mmol/L葡萄糖+10μmol/L冬凌草甲素)、冬凌草甲素高剂量组(35 mmol/L葡萄糖+20μmol/L冬凌草甲素)、冬凌草甲素高剂量+AMPK抑制剂(Compound C)组(35 mmol/L葡萄糖+5μmol/L Compound C),72 h后,收集各组细胞用于后续实验。CCK-8法检测细胞存活;流式细胞术检测细胞凋亡;DCFH-DA荧光探针法检测各组H9c2细胞内活性氧(ROS)水平;透射电镜观察H9c2细胞内自噬小体;免疫荧光检测细胞自噬标志蛋白微管相关蛋白1轻链(LC)3表达;Western印迹检测H9c2细胞中Beclin1、p62、p-AMPK、p-mTOR、p-ULK1蛋白表达。结果与对照组比较,高糖组H9c2细胞存活率、自噬小体数量、LC3阳性率、Beclin1、p-AMPK蛋白表达降低,细胞凋亡率、ROS水平、p62、p-mTOR、p-ULK1蛋白表达显著升高(P<0.05);与高糖组比较,冬凌草甲素低、中、高剂量组H9c2细胞存活率、自噬小体数量、LC3阳性率、Beclin1、p-AMPK蛋白表达显著升高,细胞凋亡率、ROS水平、p62、p-mTOR、p-ULK1蛋白表达显著降低,且呈显著剂量依赖性(P<0.05);与冬凌草甲素高剂量组比较,冬凌草甲素高剂量+Compound C组H9c2细胞存活率、自噬小体数量、LC3阳性率、Beclin1、p-AMPK蛋白表达显著降低,细胞凋亡率、ROS水平、p62、p-mTOR、p-ULK1蛋白表达显著升高(P<0.05)。结论冬凌草甲素可能通过激活AMPK/mTOR/ULK1信号通路促进高糖诱导的H9c2细胞自噬。

晚期糖基化终产物通过mTORC1/uPAR途径促进足细胞移动

目的:足细胞哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1(m TORC1)活化是糖尿病肾病的重要发病机制。我们前期在db/db小鼠中观察到调控足细胞活动度的尿激酶型纤溶酶原激活物受体(u PAR)表达增加。本研究旨在研究晚期糖基化处理的牛血清白蛋白(AGE-BSA)对m TORC1、u PAR和足细胞活动度的影响并初步探索其可能的分子联系。方法:体外培养小鼠肾小球足细胞,MTT法和免疫荧光分析各刺激物及干预剂对足细胞存活率及细胞骨架的影响。Western blotting检测正常对照组、对照BSA组及AGE-BSA处理组m TORC1的活性及u PAR的表达水平,划痕实验检测足细胞的活动度。进一步采用雷帕霉素抑制AGE-BSA组m TORC1的活性,观察u PAR和细胞活动性的改变。结果:在预设浓度及干预时间下各刺激物及干预剂对细胞存活率及细胞骨架无明显影响。AGEBSA可上调足细胞m TORC1的活性和u PAR的水平,并促进足细胞移动。雷帕霉素能抑制AGE-BSA引起的u PAR表达水平的上调和细胞活动性的增强。结论:AGE-BSA可能通过m TORC1/u PAR途径导致足细胞移动性增强。

HMGB1/AMPK/m-TOR信号通路对K562细胞自噬和化学治疗耐药的影响

目的:观察高迁移率族蛋白1(high-mobility group box 1,HMGB1)对急性髓系白血病细胞株(human leukemiacell line,K562)自噬及化学治疗(化疗)耐药的影响,并探讨其相关的分子机制。方法:体外培养K562细胞,分为化疗药物处理组、化疗药物处理对照组、HMGB1纯化蛋白预处理组、HMGB1纯化蛋白预处理对照组、HMGB1si RNA转染组和HMGB1 si RNA转染对照组,其中化疗药物处理组又分为长春新碱(v incristine,VCR)、足叶乙甙(etoposide,VP-16)、阿糖胞苷(cytosine arabinoside,Ara-C)、阿霉素(adriamycin,ADM)和三氧化二砷(arsenic trioxide,As2O3)处理组。细胞计数试剂盒-8检测细胞活性;Western印迹检测HMGB1,微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associate protein1light chain3,LC3),腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)和哺乳动物雷帕霉素靶点(mammalian target of rapamycin,m-TOR)磷酸化蛋白表达水平;ELISA法检测细胞上清液HMGB1蛋白含量;单丹磺酰尸胺染色和透射电镜观察细胞自噬状态。结果:与相应对照组比较,各化疗药物处理组(VCR,VP-16,Ara-C,ADM和As2O3)的细胞活性均显著降低,HMGB1蛋白表达均显著上调(均P<0.05)。与相应对照组比较,HMGB1纯化蛋白预处理组的细胞活性显著增加(P<0.05),HMGB1蛋白表达显著上调(P<0.05)。与HMGB si RNA转染对照组比较,HMGB1si RNA转染组的细胞活性显著降低(P<0.05),HMGB1蛋白表达显著下调(P<0.05);与相应对照组比较,HMGB1纯化蛋白处理组中LC3-II表达明显增强(P<0.05),光镜下观察到自噬小体和自噬泡数量明显增加。同时,与相应对照组比较,HMGB1纯化蛋白处理组p-AMPKa的蛋白表达明显增强,而p-m TOR表达明显减弱(均P<0.05)。结论:HMGB1可能通过AMPK/m-TOR信号通路增强K562细胞自噬发挥化疗耐药性。

单磷酸腺苷活化蛋白激酶调控细胞自噬的机制研究进展

自噬是细胞对外界环境应激所作出的反应,是细胞降解自身成分以维持细胞活性和生存的过程。在动物组织中,自噬机制的缺陷通常和细胞衰老、年龄相关性退化性疾病有关联,这些疾病包括心血管疾病、癌症、免疫系统功能受损和神经系统病变等。目前已经发现,许多蛋白可以对能量、营养和生长因子水平以及应激做出反应,其中包括一些激酶,它们可以正向或负向调节自噬过程以调节细胞对外界环境的适应性。最近研究表明细胞可以通过单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)对上述适应反应发挥重要作用,本文就近些年有关AMPK对自噬调控机制的研究成果作一综述。

CALCOCO1与恶性肿瘤的发生发展

钙结合和螺旋结构域1(CALCOCO1)是近年来新发现的一种自噬调节蛋白,其在选择性自噬中有重要作用。编码基因CALCOCO1位于12q13.13,其编码的CALCOCO1蛋白,通过与ATG8家族蛋白结合,锚定于内质网及高尔基体上,参与内质网及高尔基体自噬,从而参与选择性自噬和早期阶段的自噬体形成。当mTOR通路被激活后,mTOR可通过自噬依赖途径调节CALCOCO1的表达。CALCOCO1在恶性肿瘤的发生、转移及治疗等方面都发挥作用。

基于“以方测证”理论从AMPK/mTOR/HIF-1/VEGF通路探讨雷公藤多苷诱导卵泡发育不良大鼠模型的中医证候属性

目的:采用雷公藤多苷诱导卵泡发育不良大鼠模型,基于“以方测证”理论从腺苷酸活化蛋白激酶/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/缺氧诱导因子-1/血管内皮生长因子(AMPK/mTOR/HIF-1/VEGF)信号通路探索该模型的证候属性。方法:将48只具有规律动情周期大鼠随机分为正常组(n=8)和造模组(n=40),造模组大鼠连续灌胃雷公藤多苷混悬液(75 mL·kg^(-1))30 d,造模后将其分为模型组、四物汤组(3.69 g·kg^(-1))、右归饮组(3.11 g·kg^(-1))、左归饮组(7.29 g·kg^(-1))和归肾丸组(10.35 g·kg^(-1)),每组8只。相应药物干预14 d。巴氏染色检测各组大鼠动情周期变化;体视镜观察卵巢组织形态;苏木素-伊红(HE)染色观察卵巢组织病理学及卵泡计数;酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定血清促卵泡激素(FSH)、黄体生成素(LH)及雌二醇(E2)含量;实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)检测卵巢组织AMPK、mTOR、HIF-1、VEGF mRNA及蛋白表达。结果:与正常组比较,模型组大鼠动情周期紊乱,次级、成熟卵泡减少,闭锁卵泡增多,FSH、LH、AMPK mRNA及蛋白表达显著升高(P<0.01),E2含量,mTOR、HIF-1、VEGF mRNA及蛋白表达显著降低(P<0.01);与模型组比较,归肾丸组次级、成熟卵泡增多,闭锁卵泡减少,FSH、LH含量、AMPK mRNA表达及蛋白表达显著降低(P<0.01),E2含量、mTOR、HIF-1、VEGF mRNA表达及蛋白表达显著升高(P<0.01)。与归肾丸组比较,四物汤组、右归饮组、左归饮组成熟卵泡数量显著减少,闭锁卵泡数量显著增多(P<0.01);四物汤组、右归饮组、左归饮组LH显著升高(P<0.01),FSH明显升高(P<0.05),E2明显降低(P<0.05);右归饮组AMPK蛋白表达明显升高(P<0.05),mTOR和HIF-1 mRNA表达显著降低(P<0.01),VEGF蛋白及mRNA表达显著降低(P<0.01);四物汤组mTOR和HIF-1 mRNA,VEGF蛋白及mRNA表达明显降低(P<0.05);左归饮组mTOR mRNA和VEGF蛋白及mRNA表达明显降低(P<0.05)。结论:归肾丸可以抑制AMPK/mTOR/HIF-1/VEGF通路来改善卵泡发育不良大鼠模型的卵巢功能、促进卵泡成熟,且总体疗效优于左归饮、右归饮和四物汤,表明该模型的证候更符合肾精亏虚证。

APP/PS1转基因AD模型小鼠海马自噬及相关信号通路研究

目的研究β-淀粉样前体蛋白/早老素1(amyloid precursor protein/presenilin 1,APP/PS1)双转基因阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)模型小鼠不同年龄阶段自噬水平变化,及蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)传统自噬信号通路的变化。方法选取4月龄、8月龄、12月龄APP/PS1转基因AD小鼠各4只,另选择同窝4月龄、8月龄、12月龄C57BL/6小鼠各4只为对照组。采用蛋白免疫印迹法检测各组小鼠海马自噬相关蛋白Akt、p-Akt、mTOR、p-mTOR、微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3)、选择性自噬接头蛋白(sequestosome-1,p62)的表达水平。结果与对照组比较,4月龄、8月龄APP/PS1转基因AD小鼠Akt、p-Akt、mTOR、p-mTOR、LC3、p62表达量均无统计学变化(均P>0.05),12月龄APP/PS1转基因AD小鼠p-Akt/Akt、p-Akt、LC3Ⅱ、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ升高(P<0.05)。不同月龄APP/PS1小鼠海马LC3Ⅱ蛋白表达水平及LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比较有统计学差异(P<0.05)。结论APP/PS1转基因AD小鼠海马自噬与小鼠月龄有关。AD小鼠从12月龄开始出现自噬异常,Akt/mTOR信号通路异常激活。

mTOR及S6K1在再生障碍性贫血患者骨髓细胞表达

目的:免疫组织化学方法测定促脂肪形成因子哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTOR及其下游调控蛋白核糖体S6蛋白激酶S6K1在再生障碍性贫血患者骨髓细胞表达,探索再障骨髓脂肪细胞增多的机制。方法:选择再生障碍性贫血患者20例作为再障组,白细胞减低而骨髓增生正常的患者20例作为对照组,调取石蜡标本,免疫组化检测并比较mTOR及S6K1、骨髓祖细胞抗原CD34在两组的表达水平,分析再障组mTOR及S6K1表达水平与血常规、CD34的相关性。结果:再障组骨髓病理示脂肪细胞等非造血细胞明显增加,造血组织减少;再障组血常规示全血细胞减少,较对照组明显减低;免疫组化结果显示mTOR及S6K1在再障组表达水平高于对照组。CD34在再障组表达水平低于对照组,以上差异均有统计学意义(P<0.05)。相关分析显示再障组血常规、CD34与mTOR表达水平呈负相关(P<0.05);血常规、CD34与S6K1表达水平呈负相关(P<0.05);S6K1在表达水平上与mTOR表达水平呈现正相关关系。结论:mTOR及S6K1表达水平增高可能与再障疾病发生存在一定关联,可能参与了再障骨髓脂肪细胞增多,骨髓脂肪化进而抑制了骨髓造血。

氟暴露对NG108-15细胞自噬及AMPK/mTOR/ULK1通路的影响

目的探讨氟暴露对小鼠神经母细胞瘤与大鼠神经胶质瘤融合细胞(NG108-15细胞)自噬及腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、Unc-51样激酶1(ULK1)表达的影响。方法体外培养NG108-15细胞,按照氟化钠终浓度分为对照组(0 mg/L)、低氟组(20 mg/L)、中氟组(40 mg/L)、高氟组(80 mg/L),处理24 h后收集细胞备用。采用免疫荧光(IF)/免疫细胞化学(ICC)法检测细胞自噬情况(以磷酸氯喹处理为自噬阳性对照);实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测各组细胞AMPK、mTOR、ULK1 mRNA表达水平;蛋白质印迹法(Western blot)检测各组细胞自噬相关蛋白微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)、AMPK、mTOR、ULK1、磷酸化(p)-AMPK、p-mTOR、p-ULK1表达水平。结果对照组未检出自噬体,各染氟组均检出自噬体;且低、中、高氟组LC3B蛋白表达水平(1.80±0.59、2.16±0.60、2.30±0.57)均明显高于对照组(1.00±0.29,均P<0.05)。qRT-PCR检测结果显示,与对照组比较,中、高氟组AMPK mRNA表达水平均较高(2.30±0.57、4.41±1.05比1.00±0.01,均P<0.05);低、中、高氟组mTOR mRNA表达水平均较低(0.79±0.04、0.76±0.09、0.64±0.10比1.00±0.01,均P<0.05),ULK1 mRNA表达水平均较高(1.81±0.39、1.96±0.35、4.22±1.03比1.00±0.01,均P<0.05)。Western blot检测结果显示,与对照组比较,低、中、高氟组AMPK(1.21±0.05、1.20±0.04、1.30±0.07比1.00±0.03),p-AMPK(1.12±0.05、1.20±0.06、1.49±0.07比1.00±0.02),ULK1(1.16±0.05、1.26±0.05、1.15±0.05比1.00±0.04)及p-ULK1蛋白表达水平均较高(1.19±0.04、1.17±0.02,1.24±0.05比1.00±0.05,均P<0.05),mTOR蛋白表达水平均较低(0.77±0.03、0.60±0.03、0.55±0.04比1.00±0.04,均P<0.05);中、高氟组p-mTOR蛋白表达水平均较低(0.93±0.05、0.48±0.02比1.00±0.02,均P<0.05)。结论氟暴露可致NG108-15细胞发生自噬,AMPK、ULK1表达上调,而mTOR表达下调。