X盒结合蛋白1与肾移植相关损伤

缺血-再灌注损伤(IRI)和排斥反应是影响移植肾远期存活的主要因素。IRI或排斥反应引起内质网应激(ERS)可导致肾损伤,X盒结合蛋白1(XBP1)作为调控细胞稳态主要的ERS相关蛋白,通过肌醇需求酶1α(IRE1α)剪接内含子后生成剪接体XBP1,进而影响靶基因表达重塑细胞环境。适当的ERS可促进细胞存活,但超过阈值时XBP1表达过多会导致细胞失稳态或死亡,进而引起肾脏内环境失衡,这与肾移植相关损伤的发病机制和疾病进展相关。因此,XBP1的有效激活对应激损伤具有保护作用,有助于维持肾脏系统的活力和功能的完整性。本文评述了ERS通路IRE1α-XBP1、XBP1在肾实质细胞和免疫细胞中的作用、XBP1在肾缺血性损伤和排斥反应中的作用及靶向XBP1的临床检测和潜在疗法,探讨靶向XBP1对肾移植相关损伤的潜在价值,以期为改善肾移植预后提供新靶点和新方向。

糖络宁对高糖环境中雪旺细胞内质网应激IRE1通路的影响

目的观察中药复方糖络宁对高糖环境下雪旺细胞的抗凋亡保护作用,探讨糖络宁对于内质网应激IRE1信号通路的调控作用。方法在高糖环境中培养雪旺细胞,设置空白对照组、模型组、糖络宁组、不同阻断剂组。培养12、24小时后,应用流式细胞术检测糖络宁含药血清处理下的细胞凋亡水平,应用免疫印迹法(Western blot,WB)检测内质网应激的IRE1-TRAF2-JNK凋亡通路的标志蛋白肌醇依赖酶1(inositol-requiting enzyme 1,IRE1)、X盒结合蛋白(X-box binding protein 1,XBP1)、肿瘤坏死因子受体相关因子2(TNF receptor-associated factor 2,TRAF2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)的表达,应用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测XBP1、TRAF2、JNK的基因表达。结果高糖孵育雪旺细胞12、24小时可显著诱导其损伤,细胞活力下降;与正常组比较,高糖环境下雪旺细胞凋亡水平明显升高(P<0.05);与模型组比较,糖络宁含药血清能够改善高糖环境下雪旺细胞的凋亡(P<0.05)。在造模后检测时间点12小时、24小时,与空白组比较,模型组IRE1α、TRAF2和JNK表达显著升高(P<0.05);与模型组比较,糖络宁组含药血清组TRAF2和JNK蛋白的表达显著降低(P<0.05)。在造模后检测时间点12小时,与空白组、模型组比较,糖络宁组含药血清组XBP1蛋白表达显著升高(P<0.05)。PCR结果显示,糖络宁含药血清能够发挥类似于TRAF2 siRNA阻断剂的作用,抑制IRE1途径下游凋亡通路。结论糖络宁可对抗高糖环境引起的雪旺细胞损伤,作用机制与调控内质网应激IRE1信号通路有关。在IRE1通路被激发的初期,可能激活IRE1-XBP1通路,提高高糖环境下雪旺细胞的存活能力;当内质网应激过载时糖络宁抑制IRE1-TRAF2-JNK通路,减轻高糖环境下的雪旺细胞的凋亡。

低剂量辐射诱导小鼠睾丸细胞中IRE1α和XBP1 mRNA及其蛋白的表达

目的:检测小鼠睾丸细胞中肌醇需求酶1α(IRE1α)和X盒结合蛋白1(XBP1)mRNA和蛋白的表达,探讨IRE1-XBP1通路激活在低剂量辐射(LDR)诱导小鼠睾丸细胞内质网应激中的作用。方法:50只健康雄性ICR小鼠,随机分为10组,经75 mGy X射线全身照射后不同时间(0、3、6、12和24h)及不同剂量(0、50、75、100和200mGy)X射线照射后12h处死,分别采用实时定量PCR法和Western blotting法检测小鼠睾丸细胞中IRE1α、Total-XBP1(T-XBP1)和Spliced-XBP1(S-XBP1)mRNA表达水平及蛋白表达强度。结果:75mGy X射线照射后0~24h,小鼠睾丸细胞中IRE1α、T-XBP1和S-XBP1mRNA(除了3h时T-XBP1和S-XBP1mRNA)表达水平均随时间延长而升高,并在6h时达到峰值,而后逐渐降低;与0h组比较,6、12和24h组IRE1αmRNA、6和12h组T-XBP1mRNA及S-XBP1mRNA表达水平均明显升高(P<0.05或P<0.01)。与0h组比较,不同时间组IRE1α和S-XBP1蛋白表达强度升高,6和12h组IRE1α蛋白表达强度升高最明显,24h组S-XBP1蛋白表达强度升高最明显,而T-XBP1蛋白表达强度稍有降低。0~200mGy照射后12h,小鼠睾丸细胞中IRE1α、T-XBP1和S-XBP1mRNA表达水平升高,75mGy X射线照射后升高达峰值后逐渐降低,甚至降至0mGy以下;与0mGy组比较,75和200mGy组小鼠睾丸细胞中IRE1α、75mGy组小鼠睾丸细胞中T-XBP1和S-XBP1mRNA表达水平明显升高(P<0.05或P<0.01)。与0mGy组比较,75mGy组IRE1α和S-XBP1蛋白表达强度升高,75和200mGy组小鼠睾丸细胞中S-XBP1蛋白表达强度升高最明显,而T-XBP1蛋白表达强度无明显变化。结论:LDR可诱导小鼠睾丸细胞中IRE1α和S-XBP1mRNA表达水平和蛋白表达强度增加,从而激活内质网应激中的IRE1-XBP1信号通路。

丙泊酚后处理对小鼠N2a细胞氧糖剥夺/复糖复氧模型内质网IRE1-XBP1信号通路的影响

目的探讨丙泊酚后处理对小鼠神经母细胞瘤(N2a)细胞氧糖剥夺/复糖复氧(OGD/R)模型内质网肌醇酶1(IRE1)-X盒连接蛋白1(XBP1)信号通路的影响。方法培养小鼠N2a细胞至对数生长期,采用随机数字表法将细胞平均分为三组:对照组(C组)、OGD/R组(O组)和OGD/R+丙泊酚后处理组(P组)。C组在正常条件下培养,O组氧糖剥夺3 h后在正常条件下培养进行复糖复氧24 h,P组氧糖剥夺3 h后于复糖复氧即刻加入丙泊酚50μmol/L孵育2 h,随后在正常条件下培养22 h。三组均采用流式细胞学技术检测细胞凋亡率,CCK-8法检测细胞存活率,Western blot法检测IRE1、XBP1蛋白含量,qRT-PCR法检测IRE1、XBP1 mRNA表达量,透射电镜法观察细胞内质网形态。结果与C组比较,O组和P组细胞凋亡率明显升高(P<0.05),细胞存活率明显降低(P<0.05),IRE1、XBP1蛋白含量和mRNA表达量明显升高(P<0.05)。与O组比较,P组细胞凋亡率明显降低(P<0.05),细胞存活率明显升高(P<0.05),IRE1、XBP1蛋白含量和mRNA表达量明显降低(P<0.05)。透射电镜结果显示,C组细胞内质网形态正常、排列规则、粗面内质网清晰可见;O组细胞内质网排列不规则、水肿、扩张、断裂、呈囊池状,粗面内质网严重脱颗粒,部分与细胞膜融合;P组细胞内质网排列轻度不规则,部分内质网出现轻度水肿、扩张,粗面内质网脱颗粒现象较O组减轻。结论丙泊酚后处理可以减少小鼠N2a细胞OGD/R后细胞凋亡,提高细胞存活率,其机制可能与抑制内质网IRE1-XBP1信号通路,减轻内质网应激反应有关。

IRE1通路与肿瘤

内质网应激是细胞内广泛存在的一种应激反应。研究表明,内质网应激与肿瘤的发生发展密切相关。针对内质网应激及其相应信号通路进行肿瘤的预防或治疗受到了广泛关注。IRE1(inositol-requiring enzyme 1)通路是内质网应激诱发的最保守的信号通路。研究证实,IRE1及其主要的下游效应分子剪切型X-盒结合蛋白1与肿瘤进展密切相关。本文对IRE1通路与肿瘤发生发展、血管新生、肿瘤转移、肿瘤耐药性和恶性程度的相关性进行了阐述,同时分析了IRE1在不同肿瘤样本中的突变率、突变类型与病人存活状态的关系。作为肿瘤治疗的有效靶点,针对IRE1通路的调控能够有效延缓肿瘤的发生发展。

萝卜硫素对心肌缺血再灌注损伤大鼠IRE-1/XBP-1通路及心肌凋亡的影响

目的探究萝卜硫素(SFN)对心肌缺血再灌注损伤(MIRI)大鼠心肌凋亡及肌醇需求酶1(IRE-1)/X-盒结合蛋白-1(XBP-1)通路的影响。方法实验分为假手术组、模型组、SFN组、STF-083010组、SFN+STF-083010组五组,每组10只。冠状动脉左室支结扎前2 h,SFN组尾静脉注射5 mg/kg SFN,STF-083010组腹腔注射30 mg/kg STF-083010,SFN+STF-083010组在SFN组基础上腹腔注射30 mg/kg STF-083010,假手术组、模型组尾静脉和腹腔注射等体积生理盐水。除假手术组外,其余各组冠状动脉左室支结扎大鼠,假手术组仅打开胸腔暴露出心脏穿丝线而不结扎。TTC染色检测心肌梗死情况;苏木精-伊红(HE)染色观察大鼠心肌组织形态学情况;TUNEL染色观察心肌组织细胞凋亡情况;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测心肌组织中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase3)、B淋巴细胞瘤-2基因(BCL2)、Bcl-2相关X蛋白(BAX)mRNA表达;免疫印迹法检测心肌组织中IRE-1、p-IRE-1、XBP-1蛋白表达。结果模型组心肌细胞排列紊乱,细胞膜破坏严重,细胞核部分散落在外;SFN组心肌细胞排列紊乱部分缓解,见少量细胞核散落;STF-083010组心肌细胞排列紊乱,细胞核散落严重;SFN+STF-083010组细胞排列恢复正常,排列整齐。与假手术组比较,模型组心肌梗死体积百分比、心肌组织细胞凋亡率,caspase3、BAX mRNA水平,p-IRE-1/IRE-1、XBP-1蛋白水平升高(P<0.05),BCL2 mRNA水平降低(P<0.05);与模型组比较,SFN组、STF-083010组、SFN+STF-083010组心肌梗死体积百分比、心肌组织细胞凋亡率,caspase3、BAX mRNA水平,p-IRE-1/IRE-1、XBP-1蛋白水平降低(P<0.05),BCL2 mRNA水平升高(P<0.05);分别与SFN组、STF-083010组比较,SFN+STF-083010组心肌梗死体积百分比、心肌组织细胞凋亡率,BAX mRNA水平,p-IRE-1/IRE-1、XBP-1蛋白水平降低(P<0.05);与STF-083010组比较,SFN+STF-083010组caspase3 mRNA水平降低(P<0.05),BCL2 mRNA水平升高(P<0.05)。结论SFN通过抑制IRE-1/XBP-1通路缓解MIRI大鼠的心肌凋亡,从而实现对MIRI的保护。

NAMPT在多发性骨髓瘤中的作用机制及其临床意义

目的:探讨烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)在多发性骨髓瘤中的作用机制及其临床价值。方法:采用RT-q PCR和Western blot方法检测多发性骨髓瘤细胞和正常骨髓单个核细胞中NAMPT的表达水平,同时通过细胞增殖与凋亡实验、小干扰RNA沉默、过表达实验和染色质免疫共沉淀实验分析NAMPT的生物学功能。结果:多发性骨髓瘤细胞系(MM1R、MM1S、U266和RPMI-8226)中NAMPT m RNA和蛋白的表达水平较正常骨髓单个核细胞均显著升高(P<0.001),且在U266细胞中最明显。与Si-NC组相比,Si-NAMPT组转染24、48、72 h均显著抑制U266细胞增殖(P=0.006,P<0.001,P=0.001),转染48 h时U266细胞凋亡率升高显著(P<0.001)。与Flag-NC组比较,Flag-NAMPT组U266细胞增殖均显著升高(P=0.003,P=0.002,P<0.001),转染48 h时细胞凋亡率明显降低。在U266细胞中NAMPT的表达在转录水平受到XBP1的调控。用硼替佐米处理XBP1或NAMPT稳定敲除或经MKC3946预处理的U266细胞后细胞增殖率均显著下降,BAX m RNA和蛋白水平显著升高,BCL-2 m RNA和蛋白水平显著下调,Caspase-3裂解度显著下降,Caspase-3/7活性急剧增加(P<0.05)。结论:NAMPT在多发性骨髓瘤细胞系中高表达,促进多发性骨髓瘤细胞增殖,抑制细胞凋亡。在U266细胞中NAMPT受IRE1α-XBP1信号通路的转录调控。稳定敲除NAMPT或阻断IRE1α-XBP1通路可显著提高U266细胞对硼替佐米的敏感性。

艾灸督脉组穴对血管性痴呆大鼠海马CA1区肌醇需要酶1/X-盒连接蛋白1通路的影响

目的:观察艾灸督脉组穴对血管性痴呆(VD)大鼠海马CA1区肌醇需要酶1(IRE1)/X-盒连接蛋白1(XBP1)通路的影响,探讨艾灸治疗VD的作用机制。方法:将雄性SD大鼠随机分为正常组、假手术组、模型组、艾灸组和西药组,每组12只。采用双侧颈总动脉永久结扎法复制VD模型。艾灸组取“百会”“大椎”“风府”温和灸,20 min/次,1次/d,干预6 d休息1 d,治疗4周。西药组给予尼莫地平2 mg·kg-1·d-1分3次灌胃,连续4周。采用Morris水迷宫实验检测造模前后及干预后大鼠的学习记忆能力,TUNEL染色法检测海马CA1区神经细胞凋亡率,Western blot法和实时荧光定量PCR法检测海马CA1区IRE1、XBP1、B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)蛋白及mRNA的表达水平。结果:与假手术组比较,模型组大鼠平均逃避潜伏期明显延长(P<0.01),穿越原平台次数明显减少(P<0.01),海马CA1区神经细胞凋亡率明显升高(P<0.01),IRE1、XBP1、Bax蛋白和mRNA表达水平明显升高(P<0.01),Bcl-2蛋白和mRNA表达水平明显降低(P<0.01)。治疗后与模型组比较,艾灸组和西药组平均逃避潜伏期均明显缩短(P<0.01),穿越原平台次数增加(P<0.05),海马CA1区神经细胞凋亡率明显降低(P<0.01),IRE1、XBP1、Bax蛋白和mRNA表达水平均降低(P<0.05,P<0.01),Bcl-2蛋白和mRNA表达水平均升高(P<0.05,P<0.01)。以上指标艾灸组与西药组比较差异无统计学意义。结论:艾灸督脉组穴可提高VD大鼠认知功能,其作用机制可能与调控IRE1/XBP1通路,抑制促凋亡蛋白Bax释放,促进抗凋亡蛋白Bcl-2表达,进而抑制海马神经细胞凋亡有关。

ALPPS术后肝再生与内质网应激IRE1α-XBP1通路的关系研究

目的探讨内质网应激在联合肝脏分割和门静脉结扎二步肝切除术(ALPPS)一期手术后肝再生过程中的作用。方法将72只C57bl/6小鼠随机均分为ALPPS组、门静脉结扎组(PVL组)和假手术组(Sham组),每组24只,分别行ALPPS一期手术、单纯PVL和假手术。3组小鼠分别在术后第1、2、4及7天各取材6只,检测各组小鼠的肝重体质量比,并取肝脏组织行免疫组织化学染色以计算Ki-67阳性细胞比,行Western blot法以检测肌醇酶1α(IRE1α)和X盒连接蛋白1(XBP1)蛋白的表达水平。结果①肝重体质量比:术后第4天和第7天时,同时点下Sham组、PLV组和ALPPS组的肝重体质量比依次增加,3组间两两比较差异均有统计学意义(P<0.05)。②Ki-67阳性细胞比:术后第2天时,Sham组、PLV组和ALPPS组的Ki-67阳性细胞比依次增加,3组间两两比较差异均有统计学意义(P<0.05);术后第4天时,ALPPS组与PVL组的Ki-67阳性细胞比仍高于Sham组(P<0.05)。③XBP1和IRE1α的表达水平:术后第2天和第4天时,与Sham组和PVL组比较,ALPPS组的XBP1和IRE1α的表达水平均较高(P<0.05);术后第7天时,与Sham组比较,ALPPS组的XBP1和IRE1α的表达水平较高(P<0.05);与PVL组比较,ALPPS组的XBP1的表达水平较高(P<0.05)。结论在小鼠体内ALPPS术式诱导的肝再生较传统的PVL术式引起的肝再生更具有优势,这可能是因为ALPPS术后更为明显的内质网应激激活状态,导致IRE1α-XBP1的表达上调,从而参与了肝细胞细胞周期的调控,进而促进了肝细胞的增殖,促进了快速肝再生。

X盒结合蛋白-1在肿瘤中的作用研究进展

X盒结合蛋白-1是近年来发现的与肿瘤相关的蛋白,在多种肿瘤细胞中广泛表达,与肿瘤关系密切。本文就X盒结合蛋白-1的合成、功能和通路,X盒结合蛋白-1参与肿瘤细胞增殖、分化、侵袭转移,影响肿瘤细胞自噬与凋亡,参与肿瘤细胞对化疗药物的抵抗及其抑制剂等方面的研究进展作一综述。

多聚鸟苷酸干预大鼠矽肺纤维化的内质网应激作用机制

目的探讨肌醇需求激酶1(IRE1)介导的内质网应激(ERS)细胞凋亡途径在多聚鸟苷酸(PolyG)干预大鼠矽肺纤维化中的作用及机制。方法将无特定病原体级成年雄性SD大鼠随机分为对照组(24只)、矽肺模型组(24只)、PolyG预防组(16只)和PolyG治疗组(16只),采用一次性吸入式气管滴注法,对照组大鼠予灭菌0.9%氯化钠溶液1 mL,其余3组大鼠均予质量浓度为50.0 g/L的矽尘混悬液1 mL以构建矽肺纤维化大鼠模型。PolyG预防组大鼠于造模当天,PolyG治疗组大鼠于造模第28天,均一次性经尾静脉注射剂量为2.5 mg/kg体质量的PolyG,于PolyG给药后第28和56天各处死大鼠8只。观察各组大鼠肺组织病理改变情况,以免疫印迹法测定葡萄糖调节蛋白-78(GRP78)、IRE1、CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Casepase)-3、Casepase-12、Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原的蛋白相对表达水平。结果病理组织学检查结果显示:对照组大鼠肺组织结构正常;矽肺模型组大鼠肺组织肺泡结构破坏严重,出现纤维细胞性结节及大量胶原沉积;PolyG预防组和PolyG治疗组大鼠矽结节及胶原沉积均较矽肺模型组减少。矽肺模型组大鼠肺组织中GRP78、IRE1、CHOP、Caspase-3、Caspase-12、Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原的蛋白相对表达水平均高于对照组(P<0.05)。除PolyG预防组IRE1和CHOP外,PolyG预防组和治疗组大鼠上述7个蛋白指标的表达水平均低于矽肺模型组(P<0.05),但仍高于对照组(P<0.05)。造模后第56天,PolyG预防组GRP78、IRE1、Caspase-3、Caspase-12、Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原的蛋白相对表达水平均低于PolyG治疗组(P<0.05)。结论 IRE1介导的ERS未折叠蛋白反应可能参与了PolyG干预大鼠矽肺纤维化的过程;PolyG可有效预防和治疗矽肺纤维化,以预防性给药效果更佳。