雷公藤红素诱导未折叠蛋白反应信号通路中真核细胞翻译起始因子2α活化抑制多发性骨髓瘤细胞生长

目的研究雷公藤红素抑制多发性骨髓瘤细胞增殖与未折叠蛋白反应(UPR)的关系和分子机制,为多发性骨髓瘤的治疗提供新的药物靶点。方法 4种多发性骨髓瘤细胞株RPMI 8226、U266、SKO、KMS-11,经不同浓度雷公藤红素(增殖实验0.0~10.0μmol/L、凋亡实验0.0~4.0μmol/L、周期阻滞实验0.0~1.5μmol/L)处理不同时间(增殖实验1~3 d、凋亡实验1 d、周期阻滞实验1 d)后,检测细胞增殖、凋亡、周期阻滞情况;用蛋白质印迹法检测肌醇需求酶1(IRE1)、蛋白激酶样内质网激酶(PERK)和活化转录因子6(ATF6)3条UPR信号通路中主要分子的表达,包括葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、ATF6、PERK、真核细胞翻译起始因子2α(eIF2α)、磷酸化eIF2α(p-eIF2α)、C/EBP同源蛋白(CHOP)、IRE1、磷酸化IRE1(p-IRE1)。用慢病毒包被的含短发夹RNA(shRNA)载体对eIF2α表达进行干扰,观察雷公藤红素对干扰eIF2α表达后的RPMI 8226细胞UPR信号分子表达、凋亡和细胞周期的影响。结果雷公藤红素以剂量和时间依赖方式抑制4种多发性骨髓瘤细胞增殖、诱导凋亡、使细胞周期阻滞在G0/G1期,其中RPMI8226细胞对雷公藤红素最敏感。在RPMI8226细胞,雷公藤红素处理浓度在0.5~2.0μmol/L作用30 min^24 h时均能使UPR的PERK通路中p-eIF2α表达水平升高(P<0.05或P<0.01),其下游CHOP表达也相应增加(P<0.05或P<0.01),而对其他2条通路ATF6和IRE1影响不明显。用慢病毒干扰eIF2α表达后,雷公藤红素上调CHOP表达、诱导凋亡和周期阻滞的作用均减弱或消失。结论雷公藤红素能抑制多种多发性骨髓瘤细胞增殖,活化UPR的PERK信号通路中eIF2α分子可能是其作用机制之一。

PERK信号通路介导的线粒体未折叠蛋白反应在低氧缺血性脑损伤中的作用

目的:探讨蛋白激酶RNA样ER激酶(protein kinase RNA-like ER kinase,PERK)信号通路介导的线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response,mtUPR)在缺氧缺血性脑损伤(hypoxic-ischemic brain injury,HIBI)中的作用。方法:将大鼠随机分为假手术(Sham)组和5个HIBI亚组(HIBI后3、6、12、24、48 h)。用于蛋白质印迹检测PERK、转录激活因子4(activating transcription factor 4,ATF4)、热休克蛋白60(heat shock protein 60,HSP60)蛋白的时程表达。将大鼠随机分为Sham组、HIBI组、HIBI+PERK组和HIBI+载体(Vector)组,每组15只。HIBI+PERK组和HIBI+Vector组大鼠在HIBI手术前1 h,将基于腺病毒相关病毒(adeno-associated virus,AAV)的PERK过表达质粒或AAV载体注射到脑室内,用于特异性表达PERK。在HIBI后24 h进行FJC染色分析神经元变性和DHE染色、酶联免疫吸附试验分析氧化应激。将大鼠随机分为Sham组、HIBI组、HIBI+PERK激动剂(CCT020312)组,每组12只。在HIBI手术前1 h,向HIBI+CCT020312组大鼠脑室内注射CCT020312。在HIBI后3周进行开阔场地测试和莫里斯水迷宫测试。结果:与Sham组相比,PERK、ATF4、HSP60在HIBI后3 h开始明显升高,在12 h达到高峰,然后逐渐下降,直到48 h(F=60.23、56.72、74.31,均P<0.001)。与HIBI组相比,HIBI+PERK组神经元变性的数量(100.2±3.1 vs. 582.4±15.7,P<0.001)、活性氧(reactive oxygen species,ROS)(42.4±2.9 vs. 17.7±2.1,P<0.01)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)(0.81±0.06 vs. 0.54±0.04,P<0.001)水平显著降低,和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSHPx)(112.4±3.6 vs. 177.5±6.6,P<0.05)、超氧化物歧化酶(superoxide Dismutase,SOD)活性(46.3±1.9 vs. 64.2±2.3,P<0.05)活性明显增加。与Sham组相比,HIBI组大鼠海马组织中PERK(1.00±0.03 vs. 1.66±0.08,P<0.01)、ATF4(1.00±0.04 vs.1.53±0.06,P<0.05)、动力蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,Drp1)(1.00±0.02 vs. 1.98±0.07,P<0.01)、HSP60(1.00±0.03 vs. 1.37±0.04,P<0.05)蛋白表达均明显增加(P<0.05)。与HIBI组相比,HIBI+PERK组大鼠海马组织中PERK(1.66±0.08vs. 2.95±0.17,P<0.01)、ATF4(1.53±0.06 vs. 3.42±0.22,P<0.01)、HSP60(1.37±0.04 vs. 2.03±0.09,P<0.05)蛋白表达均明显增加(F=46.72、30.63、20.64,P<0.001),和Drp1(1.98±0.07 vs. 1.04±0.05,P<0.05)蛋白表达明显降低(F=35.72,P<0.001)。HIBI+CCT020312组的平均逃避潜伏期和平台穿越次数均较HIBI组明显增加(F=246.84、113.62,P<0.001)。结论:PERK减轻HIBI模型诱导的氧化应激和神经元凋亡,其机制可能涉及PERK/ATF4信号通路对mtUPR的调节。通过CCT020312给药具有神经保护作用。

Sirtuins家族和线粒体未折叠蛋白反应在疾病中的研究进展

线粒体未折叠蛋白反应(UPRmt)是一种适应性细胞内应激机制,通过促进编码线粒体伴侣蛋白和蛋白酶的基因转录来响应应激信号。随着研究的深入,UPRmt在疾病中的作用机制已逐渐明确。沉默信息调节因子(Sirtuins)是一类进化上高度保守的NAD+依赖性组蛋白去酰基酶,是多种生物过程中的关键信号通路。近年来Sirtuins在衰老和代谢中的多种调节功能相继报道,也有研究明确了UPRmt和Sirtuins家族之间存在着重要联系。该文总结了Sirtuins与UPRmt的最新研究成果,并归纳了两者在衰老、肿瘤以及代谢性疾病中的作用机制,阐明了Sirtuins与UPRmt在疾病中的研究进展。

未折叠蛋白反应参与胰腺癌化疗耐药研究进展

化疗耐药是导致胰腺癌预后不良的重要因素,耐药形成受多种因素调控,其中包括内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)状态下的未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)。UPR通过参与化疗药物外排、自噬、上皮-间充质转化和肿瘤干细胞形成等过程,最终导致胰腺癌耐药。本文综述了近年来未折叠蛋白反应在胰腺癌耐药过程中的作用机制,旨在为改善胰腺癌不良预后提供参考。

金水缓纤方对肺纤维化大鼠肺组织内质网应激/未折叠蛋白反应通路的影响

目的观察金水缓纤方对肺纤维化大鼠肺组织内质网应激/未折叠蛋白反应(ERS/UPR)通路的影响.方法选择32只SPF级SD大鼠,按随机数字法分为正常对照组、模型组、金水缓纤方组与吡非尼酮组,每组8只.采用一次性气管内注射博来霉素(5 mg/kg)复制肺纤维化大鼠模型.于制模前1d和制模后28 d、42d测定大鼠肺功能;制模后42d处死大鼠取肺部组织,行苏木素-伊红(HE)染色和Masson染色观察各组大鼠肺组织病理学改变;采用原位末端缺刻标记试验(TUNLE)测定肺组织细胞凋亡情况;采用定量比色法测定肺组织羟脯氨酸(HYP)含量;采用实时荧光定量反转录-聚合酶链反应(RT-qPCR)测定葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、X-框结合蛋白1(XBP-1)、CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)的mRNA表达水平;采用蛋白质免疫印迹试验(Western blotting)测定E-钙黏蛋白(E-cad)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、GRP78、XBP-1、磷酸化真核细胞翻译起始因子-2α(p-eIF2α)、CHOP、Smad2/3的蛋白表达水平.结果与正常对照组比较,制模后42d模型组大鼠肺功能指标潮气量(TV)、呼气峰流速(PEF)、吸气峰流速(PIF)均明显下降[TV(mL):1.55±0.24比2.39±0.37,PEF(mL/s):17.64±2.79比21.94±3.05,PIF(mL/s):18.30±3.99比26.95±2.09,均P<0.05],气道狭窄指数(Penh)明显升高(0.71±0.12比0.52±0.05,P<0.05);光镜观察肺组织病理学改变可见:模型组肺泡间隔增厚,肺泡和肺间质有广泛炎症细胞浸润,且胶原纤维大量沉积,肺泡炎和肺纤维化评分均明显升高[肺泡炎评分(分):2.50±0.84比0.17±0.41,肺纤维化评分(分):6.17±1.17比0.33±0.52,均P<0.01];肺组织HYP含量、细胞凋亡指数(AI)和GRP78 mRNA、XBP-1 mRNA、CHOP mRNA及p-eIF2α、α-SMA、GRP78、XBP-1、CHOP、Smad2/3的蛋白表达水平均明显增加[HYP(μg/g):16.98±3.58比11.57±2.35,AI:(24.27±2.73)%比(1.40±0.78)%,GRP78 mRNA(2^(-ΔΔCt)):5.01±0.57比1.00±0.12,XBP-1 mRNA(2^(-ΔΔCt)):2.20±0.39比1.00±0.25,CHOP mRNA(2^(-ΔΔCt)):2.40±0.45比1.00±0.14,α-SMA/GAPDH:1.24±0.15比0.17±0.04,GRP78/GAPDH:1.50±0.11比0.07±0.02,XBP-1/GAPDH:1.97±0.10比0.61±0.06,p-eIF2α/GAPDH:1.21±0.18比0.11±0.02,CHOP/GAPDH:1.32±0.15比0.04±0.02,Smad2/3/GAPDH:1.12±0.17比0.19±0.12,均P<0.01],E-cad的蛋白表达水平明显降低(E-cad/GAPDH:0.34±0.07比1.44±0.19,P<0.01).与模型组比较,金水缓纤方组和吡非尼酮组TV、PEF、PIF均升高[TV(mL):2.03±0.17、2.10±0.36比1.55±0.24,PEF(mL/s):21.84±3.43、19.25±2.06比17.64±2.79,PIF(mL/s):22.78±2.67、24.25±2.16比18.30±3.99],Penh明显降低(0.58±0.10、0.58±0.11比0.71±0.12,均P<0.05),肺组织病理学变化显著改善,胶原纤维有所减少,金水缓纤方组和吡非尼酮组肺泡炎和肺纤维化评分均明显降低[肺泡炎评分(分):1.50±0.55、1.33±1.03比2.50±0.84,肺纤维化评分:4.67±1.37、3.83±1.17比6.17±1.17,均P<0.05],HYP含量、AI明显减少[HYP(μg/g):13.31±2.94、13.20±2.21比16.98±3.58,AI:(5.20±1.20)%、(7.43±1.79)%比(24.27±2.73)%,均P<0.05],肺组织GRP78、XBP-1、CHOP的mRNA表达和α-SMA、GRP78、XBP-1、p-eIF2α、CHOP、Smad2/3的蛋白表达水平均降低[GRP78 mRNA(2^(-ΔΔCt)):1.64±0.35、2.10±0.22比5.01±0.57,XBP-1 mRNA(2^(-ΔΔCt)):1.75±0.40、1.06±0.30比2.20±0.39,CHOP mRNA(2^(-ΔΔCt)):1.94±0.16、1.83±0.32比2.40±0.45,α-SMA/GAPDH:0.46±0.14、0.48±0.23比1.24±0.15,GRP78/GAPDH:0.75±0.03、0.56±0.05比1.50±0.11,XBP-1/GAPDH:1.16±0.07、0.62±0.06比1.97±0.10,p-eIF2α/GAPDH:0.81±0.12、0.61±0.09比1.21±0.18,CHOP/GAPDH:0.49±0.10、0.30±0.06比1.32±0.15,Smad2/3/GAPDH:0.71±0.12、0.76±0.20比1.12±0.17,均P<0.05],E-cad的蛋白表达升高(E-cad/GAPDH:0.57±0.11、0.76±0.07比0.34±0.07,均P<0.05).结论金水缓纤方能改善肺功能,减少胶原沉积,减轻肺纤维化,其机制与其作用ERS/UPR通路抑制上皮间质转化和细胞凋亡有关.

未折叠蛋白反应和内质网自噬与骨质疏松症关系的研究进展

内质网是一种重要的膜性细胞器,主要负责蛋白质合成、折叠和加工,脂质合成以及Ca2+平衡。在某些因素影响下,内质网结构和功能发生紊乱,进而诱发内质网应激。在应激状态下,内质网主要通过未折叠蛋白反应以及内质网自噬等过程来维持其正常结构和功能。内质网应激与多种疾病之间存在着密切的联系,如癌症、炎症性疾病、神经退行性疾病、骨质疏松症等。在内质网应激状态下,未折叠蛋白反应和内质网自噬可以参与骨代谢的调控过程,这一途径可能是治疗骨质疏松症的潜在靶点。因此,笔者查阅了现有相关文献和最新的研究报道,拟在阐明未折叠蛋白反应和内质网自噬对骨质疏松症的影响及作用机制,为进一步明确骨质疏松症的发病机制和治疗提供新思路。

线粒体未折叠蛋白反应在棕榈酸诱导肾小管上皮细胞脂质聚集中的作用

目的探讨线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein reaction,UPR^(mt))对肾小管上皮细胞(human kidney 2,HK-2)脂代谢的影响。方法采用棕榈酸(palmitic acid,PA)诱导HK-2细胞内脂质聚集,分别予siRNA抑制UPR^(mt)或巴多索隆(the 2-cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-oic acid,CDDO)增强UPR^(mt)。油红染色观察细胞内脂质聚集情况,线粒体膜电位检测试剂盒(JC-1)测定线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP),Mito-SOX测定线粒体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量,Western blotting检测HSP60、LONP1、CLPP、ACOX1、PPARα、PGC1α、CPT1α蛋白表达。结果PA诱导HK-2细胞脂质聚集、MMP降低、ROS产生增多及UPR^(mt)关键蛋白HSP60、LONP1表达降低;抑制UPR^(mt)可加剧PA导致的脂质聚集、MMP降低、ROS产生增多,HSP60、LONP1表达进一步降低;增强UPR^(mt)可缓解PA导致的脂质聚集、MMP降低、ROS产生增多以及HSP60、LONP1表达降低。结论PA诱导的HK-2细胞脂质聚集可能与线粒体功能障碍有关,UPR^(mt)在该过程中对HK-2细胞具有保护作用。

山奈酚腹腔注射后脑出血大鼠脑组织神经炎症反应及PI3K/AKT信号通路相关蛋白表达观察

目的观察山奈酚腹腔注射后脑出血大鼠脑组织神经炎症反应及PI3K/AKT信号通路相关蛋白表达,以探讨山奈酚对大鼠脑出血后神经炎症反应的抑制作用及机制。方法72只SD大鼠随机被均分为4组,分别为山奈酚组、山奈酚+PI3K抑制剂LY294002组(抑制剂组)、脑出血组、假手术组。山奈酚组大鼠先建立脑出血模型,成功后腹腔注射山奈酚20 mg/(kg·d),1次/天,连续3 d;抑制剂组大鼠侧脑室先注入PI3K抑制剂LY294002(10µL,10 mmol/L),然后建立脑出血模型,其余步骤同山奈酚组;脑出血组建立脑出血模型后,腹腔注射等体积生理盐水,1次/天,连续3 d;假手术组不建立脑出血模型,仅腹腔注射等体积生理盐水,用法同脑出血组。处理结束后,观察各组脑组织神经炎症反应[神经功能缺损程度(mNSS评分)、脑组织含水量占比、脑血肿周围组织形态结构、脑组织小胶质细胞数量和形态、小胶质细胞标志物Iba-1蛋白及脑组织IL-1β、IL-6、TNF-α表达水平)]情况及脑组织磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信号通路相关蛋白(P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT、P-NF-κB p65/NF-κB p65)表达情况。结果与假手术组比较,脑出血组神经功能评分及脑组织含水量占比均升高(P均<0.05),血肿周围组织排列紊乱、细胞间隙增大、可见大量炎性细胞及红细胞浸润、免疫荧光下可见处于激活状态的小胶质细胞,脑组织Iba-1蛋白相对表达量高(P<0.05),脑组织IL-1β、IL-6、TNF-α等炎性因子表达水平升高(P均<0.05);与脑出血组比较,山奈酚组大鼠神经功能评分及脑组织含水占比均下降(P均<0.05),脑组织病理形态上均得到改善、小胶质细胞趋于静息态改变,脑组织Iba-1蛋白相对表达量低(P<0.05),脑组织IL-1β、IL-6、TNF-α表达水平下降(P均<0.05);与山奈酚组比较,抑制剂组神经功能评分及脑组织含水量占比均升高(P均<0.05),血肿周围组织排列较紊乱、可见较多的炎性细胞及红细胞浸润、被激活的小胶质细胞增多,脑组织Iba-1蛋白相对表达量高(P<0.05),脑组织IL-1β、IL-6、TNF-α水平升高(P均<0.05)。与假手术组比较,脑出血组脑组织P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT下降,P-NF-κB p65/NF-κB p65上升(P均<0.05);与脑出血组比较,山奈酚组脑组织P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT上升,P-NF-κB p65/NF-κB p65下降(P均<0.05);与山奈酚组比较,抑制剂组脑组织P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT下降,P-NF-κB p65/NF-κB p65上升(P均<0.05)。结论山奈酚腹腔注射后脑出血大鼠脑组织神经炎症反应减轻,PI3K/AKT信号通路激活。山奈酚能有效抑制大鼠脑出血后神经炎症反应,可能是通过靶向调控PI3K/AKT信号通路起作用的。

线粒体未折叠蛋白反应及其在部分恶性肿瘤中的研究进展

线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response, UPRmt)是线粒体应激反应的标志之一,研究发现它参与了许多病理生理过程,但关于UPRmt和恶性肿瘤关系的研究目前相对较少。本文就UPRmt的调节机制以及它在前列腺癌、乳腺癌、肺癌及胃癌中的研究进展做一综述。

未折叠蛋白反应的信号通路

对于真核细胞来说，内质网（endoplasmic reticulum，ER）承担新生蛋白质的折叠、组装和转运。内质网的蛋白折叠机制对了解疾病的发展过程和治疗提供了新的方向，成为当下研究的热点。在蛋白质折叠过程中，由于各种原因会使得未折叠蛋白或错误折叠蛋白增多。然而，在细胞内存在一种机制，这一机制可以通过调整内质网折叠蛋白的数量和加强内质网的折叠能力，来减少未折叠蛋白或错误折叠蛋白的进一步生成，缓解内质网压力，即未折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）。

NLRC3通过抑制STING信号通路, 减轻类风湿关节炎患者巨噬细胞焦亡诱导的免疫炎症反应

目的探索含胱天蛋白酶激活和募集结构域核苷酸结合寡聚结构域样受体3(NLRC3)在RA患者巨噬细胞焦亡诱导的免疫炎症反应中的作用及潜在的机制。方法按照入组标准选取50名类风湿关节炎(RA)患者和10名健康志愿者,提取外周血巨噬细胞,根据分组要求进行转染处理,分为正常健康对照(NC)组、RA巨噬细胞模型(RA-MC)组、RA巨噬细胞模型联合NLRC3过表达(RA-MC联合pcDNA3.1-NLRC3)组、RA巨噬细胞模型联合NLRC3敲低(RA-MC联合siRNA-NLRC3)组、RA巨噬细胞模型联合干扰素基因刺激因子(STING)过表达(RA-MC联合pcDNA3.1-STING)组、RA巨噬细胞模型联合STING敲低(RA-MC联合siRNA-STING)组,采用透射电镜观察各组巨噬细胞焦亡的情况,实时定量PCR检测各组巨噬细胞中NLRC3、STING、胱天蛋白酶1(caspase-1)、消皮素D(GSDMD)的mRNA表达,ELISA测定各组巨噬细胞上清液中白细胞介素1β(IL-1β)、IL-18的水平。结果与NC组相比,RA-MC组中巨噬细胞表现出细胞焦亡的特点;与RA-MC组相比,RA-MC联合pcDNA3.1-NLRC3组和RA-MC联合siRNA-STING组中细胞焦亡情况改善,RA-MC联合siRNA-NLRC3组和RA-MC联合pcDNA3.1-STING组中细胞焦亡情况加重;与NC组相比,RA-MC组中STING、caspase-1、GSDMD的mRNA相对表达水平升高,炎症因子IL-1β、IL-18的水平也升高,而NLRC3的mRNA相对表达水平降低;与RA-MC组相比,RA-MC联合pcDNA3.1-NLRC3组和RA-MC联合siRNA-STING组中caspase-1、GSDMD的mRNA相对表达水平降低,炎症因子IL-1β、IL-18的水平也降低,RA-MC联合siRNA-NLRC3组和RA-MC联合pcDNA3.1-STING组的情况则与之相反;同样与RA-MC组相比,RA-MC联合pcDNA3.1-NLRC3组中STING的mRNA相对表达水平会降低,RA-MC联合siRNA-NLRC3组中STING的mRNA相对表达水平升高。结论NLRC3可通过抑制STING信号通路,减少caspase-1、GSDMD焦亡蛋白的产生,进而拮抗巨噬细胞焦亡,降低炎症因子IL-1β、IL-18的水平,从而减轻RA患者的免疫炎症反应。

黄柏碱调节MCP-1/CCR2信号通路对特应性皮炎大鼠炎症反应的影响

目的:探讨黄柏碱对特应性皮炎(Atopic dermatitis,AD)大鼠炎症反应的影响及其作用机制。方法:构建AD大鼠模型,大鼠分为正常组、模型组、黄柏碱低剂量组、黄柏碱高剂量组、黄柏碱+巨噬细胞趋化蛋白-1(Monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)组;给药结束后,各组大鼠做皮损评分,记录搔抓次数,HE染色观察皮肤组织病理变化,甲苯胺蓝染色测定肥大细胞数,ELISA试剂盒测定皮肤组织活性氧(Reactiveoxygenspecies,ROS)和血清免疫球蛋白(Immunoglobulins,IgE)、白介素-17(Interleukin,IL-17)、IL-6的含量,Western blot检测皮肤组织MCP-1、CC类趋化因子受体2(CC chemokinereceptor 2,CCR2)蛋白表达。结果:与正常组相比,模型组大鼠脱毛处皮肤发生溃疡、红斑,表皮和棘层增厚且有大量炎性细胞浸润,搔抓次数、肥大细胞数、ROS、IgE、IL-17、IL-6及MCP-1、CCR2蛋白表达水平增加(P<0.05);与模型组相比,黄柏碱低、高剂量组皮肤组织红斑、溃疡情况、炎性细胞浸润减少,未见脱屑,搔抓次数、肥大细胞数、ROS、IgE、IL-17、IL-6及MCP-1、CCR2蛋白表达水平依次降低(P<0.05);与黄柏碱高剂量组相比,黄柏碱+MCP-1组皮肤红斑、溃疡和炎性细胞浸润加重,搔抓次数、肥大细胞数、ROS、IgE、IL-17、IL-6及MCP-1、CCR2蛋白表达水平增加(P<0.05)。结论:黄柏碱可能通过抑制MCP-1/CCR2信号通路降低AD大鼠炎症反应。

苦杏仁苷调节HMGA1/NF-κB信号通路对LPS诱导的心肌细胞炎症反应的影响

目的:探讨苦杏仁苷(AMG)对脂多糖(LPS)诱导的心肌细胞炎症反应的影响及对高迁移率族ATHook蛋白1(HMGA1)/核因子-κB(NF-κB)信号通路的调节机制。方法:将H9c2心肌细胞分为对照组、LPS组、AMG低剂量组、AMG高剂量组、AMG高剂量+重组HMGA1组(AMG高+HMGA1组)。采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)检测心肌细胞的增殖活性;流式细胞术检测心肌细胞凋亡率;酶联免疫吸附法(ELISA)检测细胞培养液炎性因子白细胞介素(IL)-6、IL-1β、肿瘤坏死因子(TNF)-α;蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测心肌细胞HMGA1/NF-κB通路相关蛋白的表达。结果:与对照组比较,LPS组心肌细胞存活率、NF-κB抑制蛋白α(IκBα)蛋白表达降低,心肌细胞凋亡率、炎性因子IL-6、IL-1β、TNF-α含量、HMGA1蛋白和NF-κB p65、IκBα磷酸化水平升高(P<0.05)。与LPS组比较,AMG各剂量组心肌细胞存活率、IκBα蛋白表达升高,心肌细胞凋亡率、炎性因子IL-6、IL-1β、TNF-α含量、HMGA1蛋白和NF-κB p65、IκBα磷酸化水平降低(P<0.05),且HMGA1过表达可逆转AMG对心肌细胞的保护作用(P<0.05)。结论:AMG通过抑制HMGA1/NF-κB信号通路,减轻LPS诱导的心肌细胞炎症反应。

模拟失重环境下血管平滑肌细胞线粒体未折叠蛋白反应特征和调控机制

目的 阐明失重环境下血管平滑肌细胞线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response,UPRmt)特征及其调控机制。方法 以大鼠胸主动脉平滑肌细胞作为研究对象,采用随机方法将细胞分为二维回转模拟失重组(24、48、72 h和96 h)和同步对照组,给予泛素化酶E1抑制剂PYR-41、蛋白酶体抑制剂MG132和自噬抑制剂NH4Cl(10 mmol/L)对细胞进行干预。Western Blot和实时荧光定量聚合酶链式反应检测目的蛋白和mRNA表达,免疫荧光技术检测血管平滑肌细胞线粒体氧化应激水平。结果 与对照组比较,模拟失重导致血管平滑肌细胞线粒体氧化应激水平增加,沉默调节蛋白3(silent information regulator 3,SIRT3)蛋白表达下降,ATP5/MTCO1蛋白表达比例显著上调,叉头框转录因子3a(forkhead box transcription factor 3a,FOXO3a)和超氧化物歧化酶2(SOD2)蛋白表达水平显著降低。泛素活化酶E1抑制剂PYR-41和蛋白酶体抑制剂MG132显著上调SIRT3蛋白表达以及FOXO3a和SOD2蛋白表达水平。结论 线粒体氧化损伤通过泛素化机制调控失重环境下血管平滑肌细胞SIRT3蛋白和UPRmt通路中关键分子ATP5A、MTCO1、FOXO3a和SOD2的蛋白表达。

未折叠蛋白反应的信号转导

在内质网中,分泌性蛋白、跨膜蛋白和内质网驻留蛋白折叠成天然构象,经过修饰后,形成有活性的功能性蛋白质。如果蛋白质在内质网内的折叠受到抑制,造成未折叠蛋白聚集,将引起内质网应激,激活未折叠蛋白反应(unfoldedproteinresponse,UPR),使蛋白质的生物合成减少,内质网的降解功能增强,从而降低内质网负担,维持细胞内的稳态。如果内质网应激持续存在,则可能诱发细胞凋亡。研究表明,未折叠蛋白反应能在多种肿瘤细胞中发生,并能促进肿瘤细胞的生长。本文对未折叠蛋白反应与肿瘤研究的最新进展进行综述。

稳定表达未折叠蛋白反应荧光报告基因的SH-SY5Y细胞系建立

目的通过稳定表达70 kD热休克蛋白(HSP)4重组蛋白(HSPA4)-增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的SH-SY5Y细胞系,直观实时反映细胞内未折叠蛋白反应(UPR)的变化。方法以SH-SY5Y细胞的cDNA为模板,克隆HSPA4,并连接EGFP。将HSPA4-EGFP连接入慢病毒载体中,慢病毒转染SH-SY5Y细胞。使用3μg/ml嘌呤霉素处理细胞1个月,筛选得到HSPA4-EGFP稳转系。通过实时荧光定量聚合酶链反应(QPCR)、Western印迹、共聚焦显微镜检测等方法,证实HSPA4-EGFP稳转系能有效且实时反映UPR的变化。结果扩增到HSPA4-EGFP,并成功构建HSPA4-EGFP稳定表达的UPR报告系统。QPCR检测表明,构建的报告系统可以指示UPR。在激光共聚焦显微镜下,可以观察到细胞内绿色EGFP的点状分布,其能够反映UPR错误折叠蛋白的多少及分布,分别加入UPR激活剂、抑制剂后,细胞内绿色EGFP的点状分布明显增多和减少,差异有统计学意义(P<0.05)。Western印迹检测到细胞中HSPA4-EGFP融合蛋白表达条带。结论成功构建HSPA4-EGFP稳转系,能够直观实时反映UPR变化,为深入研究UPR及其相关疾病(包括老年性疾病)提供工具。

非折叠蛋白反应——一条综合的细胞内信号通路

内质网(endoplasmic reticulum,ER)作为细胞中蛋白成熟的场所,可以很敏感的感受细胞内外环境的变化。当ER内环境改变,细胞就会激活信号应对这些改变,并且重新恢复折叠蛋白的环境。内质网的这种改变就是内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS),而对这种应激作出的反应就是非折叠蛋白反应[1(]Unfolded Protein Response,UPR)。UPR至少引起了3种不同的信号通路,这些通路不仅调控分泌途径中大部分基因的表达,而且还广泛影响细胞的各个方面包括蛋白质、氨基酸和脂类的代谢。同时,这3条通路可以综合的调控细胞分泌器官的重塑并根据ERS重新调节细胞的生理活性。就UPR相关的感受器及其信号通路作简要的介绍。

针刺对实验性脑缺血大鼠内质网未折叠蛋白反应通路eIF2α基因表达的影响

目的:观察针刺百会、内关穴对大脑中动脉阻塞(MCAO)大鼠未折叠蛋白反应(UPR)通路eIF2α因子基因表达的影响,探讨针刺抑制细胞凋亡、保护脑神经元的内在机制。方法:将SD大鼠60只随机分为捆绑组、假手术组、模型组、针刺组、依达拉奉组,每组12只。线栓法制备MCAO大鼠脑缺血再灌注模型,RT-PCR法检测缺血侧顶叶大脑皮层eIF2α基因表达变化。结果:与捆绑组和假手术组比较,模型组、针刺组及依达拉奉组eIF2α表达明显增高(P<0.01或P<0.05);与模型组比较,针刺组及依达拉奉组eIF2α基因表达显著降低(P<0.01);与依达拉奉组比较,针刺组eIF2α表达变化差异无统计学意义(P>0.05)。结论:针刺可以下调脑缺血大鼠未折叠蛋白反应通路eIF2α因子基因的表达,这可能是针刺发挥脑保护作用的内在机制之一。

ACAC通过未折叠蛋白反应导致奶牛乳腺上皮细胞凋亡

为了探讨乙酰乙酸(acetoacetic acid,ACAC)能否通过激活奶牛乳腺上皮细胞的未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)导致奶牛乳腺上皮细胞凋亡,试验用0,0.6,1.2,2.4 mmol/L的ACAC诱导MAC-T 24 h;或用500μg/mL牛磺熊去氧胆酸(tauroursodeoxycholic acid,TUDCA)预处理MAC-T 12 h后再加入1.2 mmol/L ACAC处理24 h。使用Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒和流式细胞仪检测细胞凋亡率;通过实时荧光PCR方法检测凋亡相关基因[B淋巴瘤-2蛋白(B-cell lymphoma 2,Bcl2)、Bcl2相关蛋白X(Bcl2 associated X,Bax)、半胱氨酸蛋白酶9(cysteine protease 9,Caspase9)和半胱氨酸蛋白酶3(cysteine protease 3,Caspase3)]与UPR相关基因[葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein 78 ku,GRP78)、激活转录因子4(activating transcription factor 4,ATF4)和X盒结合蛋白1s(X-box binding protein 1s,XBP1s]的相对表达量。结果表明:用0.6,1.2,2.4 mmol/L的ACAC处理MAC-T后,细胞凋亡率呈剂量依赖性升高;凋亡相关基因Bcl2表达下调,Bax、Caspase9、Caspase3表达上调;UPR的下游基因GRP78、ATF4和XBP1s表达上调。用TUDCA预处理后,缓解了ACAC导致的MAC-T凋亡相关基因和UPR下游基因表达的变化及细胞凋亡率升高。说明高浓度的ACAC通过UPR导致奶牛乳腺上皮细胞凋亡。

基于Wnt/β-连环蛋白信号通路和炎症反应探讨通络益肾温阳方对糖尿病肾病大鼠的干预机制

目的基于Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路及炎症反应探讨通络益肾温阳方对糖尿病肾病大鼠的干预机制。方法(1)将60只大鼠随机分为对照组、模型组和观察组,每组20只。模型组和观察组采用单次腹腔注射大剂量链脲佐菌素的方法构建糖尿病肾病大鼠模型。建模成功后,观察组给予通络益肾温阳方灌胃处理,模型组和对照组给予生理盐水灌胃处理。干预4周后,测量3组大鼠体重及肾重,检测血清尿素氮、血清肌酐、空腹血糖、24 h尿蛋白、血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)、血清转化生长因子β1(TGF-β1)水平,以及肾组织Wnt4、β-catenin的mRNA和蛋白表达水平。(2)通过中药系统药理学数据库与分析平台检索通络益肾温阳方主要中药(山茱萸、山药、炙黄芪、熟地黄)的活性成分,根据口服生物利用度及药物相似性筛选出主要活性成分。选取β-catenin作为受体,选取山茱萸、山药、炙黄芪、熟地黄主要活性成分中口服生物利用度最大的成分(远华蟾蜍精、薯蓣皂苷元、异黄烷酮、豆甾醇)作为配体,运用PyMOL、AutoDock Vina等软件进行分子对接,测定结合能。结果(1)对照组、观察组和模型组大鼠体重依次降低,肾重及血清尿素氮、血清肌酐、空腹血糖、24 h尿蛋白、血清TNF-α、血清TGF-β1水平依次升高,肾组织Wnt4、β-catenin mRNA和蛋白的表达水平也依次升高(均P<0.05)。(2)通络益肾温阳方中,山茱萸的主要活性成分有20个、山药的主要活性成分有16个、炙黄芪的主要活性成分有15个、熟地黄的主要活性成分有2个。分子对接分析结果显示,远华蟾蜍精、异黄烷酮、豆甾醇、薯蓣皂苷元与β-catenin的结合能分别为-5.28、-6.40、-5.67、-5.33。结论通络益肾温阳方可有效改善糖尿病肾病大鼠的肾功能,其可能是通过抑制Wnt/β-catenin信号通路及炎症反应,从而减轻肾损伤。