KLF4/BNIP3介导的线粒体自噬在FNDC5抵抗阿霉素心肌毒性中的作用

摘要 目的：本研究旨在探究FNDC5（Irisin）是否通过激活KLF4而抑制BNIP3介导的线粒体过度自噬,保护线粒体功能及降低纤维化蛋白的表达,明确其在DOX导致的心肌细胞毒性中的保护作用机制。方法：将分离的心肌成纤维细胞随机进行如下分组：对照组（CON）、FNDC5处理组（FNDC5）、DOX损伤组（DOX）、FNDC5保护组（DOX-FNDC5）、DOX+Scramble siRNA损伤组(DOX-Scramble siRNA)、FNDC5+Scramble siRNA保护组（DOX-FNDC5-Scramble siRNA）、DOX+KLF4 siRNA组（DOX-KLF4 siRNA）、DOX+FNDC5+KLF4 siRNA组（DOX-FNDC5-KLF4 siRNA）,并检测ROS生成量、Western Blot检测线粒体功能及心肌成纤维细胞纤维化标志蛋白的表达等试验方法,观察FNDC5处理对DOX诱导的心肌细胞毒性的作用机制。结果：体外研究表明,与CON组细胞相比,DOX处理后可显著抑制ATP生成,而细胞凋亡率显著增加、同时线粒体自噬过度激活（BNIP3、Atg5及LC3的蛋白表达量明显增加）、细胞纤维化标志蛋白（Collagen I、α-SMA）的表达量显著增加,而FNDC5处理后可显著逆转DOX诱导的心肌细胞损伤。进一步的研究证实,FNDC5通过激活KLF4而抑制BNIP3介导的线粒体自噬,保护线粒体功能及降低纤维化。然而,FNDC5对BNIP3介导的线粒体自噬的抑制作用可被KLF4 siRNA部分抵消,细胞纤维化蛋白表达增加。结论：FNDC5通过激活KLF4信号而抑制BNIP3介导的线粒体过度自噬,保护线粒体功能及降低纤维化蛋白的表达,进而缓解DOX导致的心肌细胞毒性。     

Krüppel样因子5介导血管平滑肌细胞的增殖和迁移

Krüppel样因子5（krüppel-like factor 5,KLF5）是KLF家族中与胚胎发育、细胞增殖和肿瘤发生密切相关的转录调节因子。为观察KLF5在体外培养的大鼠血管平滑肌细胞（vascularsmooth muscle cells,VSMCs）增殖和迁移活性中的作用,通过构建KLF5腺病毒表达载体并感染细胞以过表达KLF5或用特异性siRNA敲低KLF5,用MTT、流式细胞术以及免疫细胞化学染色和伤口愈合实验检测其对VSMCs增殖和迁移活性的影响。结果发现,KLF5过表达可加速细胞由G0/G1期向S期转变,促进细胞增殖和迁移;反之,敲低KLF5后细胞增殖活性明显低于转染无关序列NS-siRNA对照组细胞,G0/G1期细胞数所占比例增多,S期细胞数所占比例减少,VSMCs迁移活性也明显降低。结果表明KLF5可参与介导VSMCs的增殖和迁移。     

转化生长因子-β1通过促进结缔组织生长因子表达抑制胰腺癌细胞PANC-1增殖

目的:研究转化生长因子-β1(Transforming growth factor-β1,TGF-β1)和结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)对人胰腺癌细胞系PANC-1增殖的影响。方法:首先利用MTT检测重组TGF-β1、CTGF及anti-CTGF抗体处理PANC-1细胞后,细胞的增殖状态,用流式细胞仪(Flow cytometer,FCM)检测转染pcDNA3.1(-)-CTGF后PANC-1细胞的凋亡情况,最后利用RT-PCR检测TGF-β1作用PANC-1细胞后CTGF mRNA的表达。结果:TGF-β1和CTGF均呈浓度依赖性抑制PANC-1细胞增殖,加入anti-CTGF抗体可以取消TGF-β1对PANC-1细胞增殖的抑制作用;FCM结果显示pcDNA3.1(-)-CTGF质粒转染促进PANC-1细胞凋亡;RT-PCR则证明TGF-β1促进PANC-1细胞中CTGF mRNA表达。结论:TGF-β1可能通过促进CTGF表达来发挥抑制胰腺癌细胞PANC-1增殖的作用。     

TGF-β1对卵巢癌细胞A2780增殖及迁移侵袭的影响

目的:探讨TGF-β1对卵巢癌细胞A2780增殖、迁移及侵袭能力的影响。方法:以体外培养的卵巢癌细胞A2780为研究对象,给予不同浓度(0、2、4…20 ng/m L)TGF-β1处理不同时间(12、24…72 h)。采用CCK-8法检测不同的浓度TGF-β1处理不同时间对卵巢癌细胞A2780增殖的影响。根据增殖实验结果选择合适的TGF-β1作用浓度及处理时间,采用细胞划痕实验测定细胞的迁移能力,Transwell实验检测细胞的侵袭及迁移能力。结果:相较于空白对照组,TGF-β1可以剂量和时间依赖性显著促进卵巢癌细胞A2780的增殖(P0.05)。细胞划痕实验结果显示TGF-β1处理组ΔS%/h明显高于空白对照组(P0.05);Transwell迁移实验结果显示:TGF-β1处理组OD570明显高于空白对照组,差异具有统计学意义(P0.05)。Transwell细胞侵袭实验结果显示:与空白对照组相比,TGF-β1处理组OD570明显升高(P0.05)。结论:TGF-β1可以明显促进卵巢癌细胞系A2780的增殖、迁移及侵袭能力,其促增殖效应呈剂量/时间依赖效应。     

尿酸对类成骨细胞(MG-63)增殖的影响及其机制研究

目的:探讨尿酸对类成骨细胞(MG-63)增殖的影响及其可能机制。方法:将生长状态良好的类成骨细胞(MG-63)分为四组,分别为对照组(加入成骨培养液的完全培养基)和实验组(分别加入成骨培养液及含0.2、0.4、0.8mmol/L尿酸的完全培养基),诱导第14天,在倒置显微镜下观察细胞形态变化,分别在第7天和第14天检测类成骨细胞(MG-63)碱性磷酸酶活性,CCK-8法检测细胞增殖情况以及RT-PCR法检测TGF-β1 mRNA的表达。结果:尿酸干预类成骨细胞(MG-63)后,细胞数目随着尿酸浓度的升高逐渐增加,以0.8 mmol/L最明显。类成骨细胞(MG-63)碱性磷酸酶活性与增殖能力均增高;细胞TGF-β1 mRNA表达升高,呈现浓度、时间依赖性;以上指标于实验组与对照组间以及各实验组组间比较,差异均有统计学意义(P0.05)。结论:尿酸可刺激类成骨细胞(MG-63)增殖,可能与促进TGF-β1转录有关。     

过表达KLF4重组质粒的构建及其在白血病K562细胞中的表达

为了构建过表达锌指转录因子Krüppel样因子4(Krüppel-like factor 4,KLF4)基因的重组质粒pEGFP-KLF4,观察其在白血病K562细胞中的表达,以RT-PCR法扩增人KLF4基因,构建pEGFP-KLF4重组质粒;经酶切及测序鉴定后,将pEGFP-KLF4质粒电穿孔转染白血病K562细胞(K562/pEGFP-KLF4组),设pEGFP-C1空质粒转染K562细胞(K562/pEGFP-C1组)及空白K562细胞作为对照,荧光显微镜观察EGFP-KLF4融合蛋白的表达情况,同时用抗生素G418筛选阳性克隆并扩大培养建立稳定过表达KLF4基因的K562细胞株,随后用RT-PCR检测3组K562细胞中KLF4的m RNA表达水平。实验结果显示,pEGFP-KLF4重组质粒构建成功。该质粒转染K562细胞24 h后能观察到较高强度的绿色荧光;经G418筛选出的阳性克隆扩大培养后建立了稳定过表达KLF4基因的K562细胞株;与对照组相比,K562/pEGFP-KLF4细胞组KLF4的m RNA表达水平明显升高,其过表达率为65.71%(P0.05)。实验中构建的过表达KLF4基因的重组质粒pEGFP-KLF4能在K562细胞中高效表达,为进一步研究其在白血病中的作用奠定了基础。     

胃癌细胞中SMAD-4与TGF-β通过抑制RAS/ERK途径促进PTEN表达

SMAD-4在肿瘤抑制方面有重要作用,但它在肿瘤发生中的作用及其与细胞周期进程中的一种关键调控因子——PTEN(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10)的关系仍存在争议.分别在人胚肾细胞(293T)及人胃癌细胞(MGC-803)中研究SMAD-4及TGF-β信号通路对PTEN基因表达的影响.结果发现,在293T细胞中,SMAD-4与TGF-β促进PTEN表达,而MGC-803细胞中,SMAD-4与TGF-β抑制PTEN转录.进一步研究发现,胃癌细胞中,SMAD-4与转化生长因子β(TGF-β)对PTEN的抑制可被PD98059(MEK抑制剂)解除.此外,SMAD-4的核转移也明显促进PTEN表达,并且PD98059存在下,SMAD-4与TGF-β协同刺激可促进胃癌细胞凋亡.综上,实验发现,SMAD-4作为一种co-Smad蛋白,通过TGF-β信号途径影响PTEN表达.     

Daintain/AIF-1促进肝癌细胞的增殖与迁移

目的：探讨炎症因子Daintain/AIF-1在肝癌发生发展进程中的作用。方法：利用结晶紫染色方法测定HepG2细胞的增殖,流式细胞术测定细胞周期分布,western blot方法检测相关周期表达蛋白,Transwell方法检测HepG2细胞的迁移。结果：在此研究中我们发现Daintain/AIF-1通过上调周期相关蛋白cyclinD1和cdk4的表达以及增加Rb的磷酸化,加快了HepG2细胞周期的进程,从而促进了HepG2细胞的增殖,另外我们发现Daintain/AIF-1也促进了HepG2细胞的迁移。结论：此研究表明Daintain/AIF-1参与了肝癌的发生发展进程,更进一步证明了炎症因子与癌症的发生发展密不可分。     

PLK1基因沉默抑制HeLa细胞凋亡

以高表达Polo样激酶1（Polo-like kinase 1,PLK1）的宫颈癌细胞系HeLa细胞为模型,观察针对PLK1基因的短发夹状RNA（short hairpin RNA,shRNA）对其凋亡和增殖的影响.设计并合成了针对PLK1的shRNA,将其导入构建的携带增强型绿色荧光蛋白（EGFP）的RNAi（RNA interference）表达载体中.通过 RT-PCR和Western 印迹分别检测HeLa细胞PLK1基因和蛋白水平的表达,以流式细胞仪和PI-Hochest双染法测细胞凋亡,MTT法检测细胞的增殖水平.成功构建了携带EGFP的RNAi表达载体pEGFP-H1.转染shRNA后,HeLa细胞PLK1的表达降低至30%.与对照组和空载体转染组相比,shRNA转染组的HeLa细胞凋亡率明显增加,其增殖活性则明显降低.本课题构建的RNAi表达载体便于观察靶基因的转染情况,且不影响H1启动子的体内转录.PLK1的基因沉默能明显增加HeLa细胞的凋亡,抑制该细胞的增殖,有可能为未来肿瘤的治疗找到新的靶点和有效途径.     

沉默HDGF基因抑制HepG2细胞的增殖和脂质代谢

目的:探讨肝癌衍生生长因子(HDGF)对HepG2细胞增殖和脂质代谢的影响。方法:用脂质体包裹si RNA的方法沉默HDGF基因,用实时荧光定量PCR法和蛋白质免疫印迹法检测HDGF在mRNA和蛋白水平的变化,检测细胞总甘油三酯、胆固醇含量并用油红O染色,CCK-8检测及琼脂糖凝胶克隆形成,实时荧光定量PCR法检测脂质代谢相关酶的mRNA表达。结果:将靶向HDGF小干扰(si RNA-HDGF)转染到HepG2细胞后,可明显抑制HDGF的mRNA表达(P0.001)和蛋白表达。HDGF蛋白抑制后,细胞增殖在48 h(P0.01)、72 h(P0.001)和96 h(P0.001)均明显降低;细胞内总甘油三酯及胆固醇水平也明显降低(P0.05,P0.01)。此外,油红O染色显示细胞内脂滴有明显的减少。脂质代谢相关酶脂肪酸合成酶(FASN)、羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)及ATP-柠檬酸裂解酶(ACLY)的mRNA表达均明显降低(P0.001,P0.001,P0.001,P0.01)。结论:抑制HDGF的表达可明显降低HepG2细胞内脂质代谢水平并抑制其增殖。     

Skeletal muscle-derived progenitors capable of differentiating into cardiomyocytes proliferate through myostatin-independent TGF-beta family signaling

The existence of skeletal muscle-derived stem cells (MDSCs) has been suggested in mammals; however, the signaling pathways controlling MDSC proliferation remain largely unknown. Here we report the isolation of myosphere-derived progenitor cells (MDPCs) that can give rise to beating cardiomyocytes from adult skeletal muscle. We identified that follistatin, an antagonist of TGF-β family members, was predominantly expressed in MDPCs, whereas myostatin was mainly expressed in myogenic cells and mature skeletal muscle. Although follistatin enhanced the replicative growth of MDPCs through Smad2/3 inactivation and cell cycle progression, disruption of myostatin did not increase the MDPC proliferation. By contrast, inhibition of activin A (ActA) or growth differentiation factor 11 (GDF11) signaling dramatically increased MDPC proliferation via down-regulation of p21 and increases in the levels of cdk2/4 and cyclin D1. Thus, follistatin may be an effective progenitor-enhancing agent neutralizing ActA and GDF11 signaling to regulate the growth of MDPCs in skeletal muscle.     

Ceramide kinase regulates the migration of bone marrow-derived mesenchymal stem cells

Endogenous bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs) are mobilized into peripheral blood and injured tissues by various growth factors and cytokines that are expressed in the injured tissues, such as substance P (SP), stromal cell derived factor-1 (SDF-1), and transforming growth factor-beta (TGF-β). Extracellular bioactive lipid metabolites such as ceramide-1-phosphate and sphingosine-1-phosphate also modulate BM-MSC migration as SP, SDF-1, and TGF-β. However, the roles of intrinsic lipid kinases of BM-MSCs in the stem cell migration are unclear. Here, we demonstrated that ceramide kinase mediates the chemotactic migration of BM-MSCs in response to SP, SDF-1, or TGF-β. Furthermore, a specific inhibitor of ceramide kinase inhibited TGF-β-induced migration of BM-MSCs and N-cadherin that is necessary for BM-MSCs migration in response to TGF-β. Therefore, these results suggest that the intracellular ceramide kinase is required for the BM-MSCs migration and the roles of the intrinsic ceramide kinase in the migration are associated with N-cadherin regulation.     

Transforming growth factor-beta1 modulates matrix metalloproteinase-9 production through the Ras/MAPK signaling pathway in transformed keratinocytes

Mouse transformed keratinocytes cultured in the presence of transforming growth factor-beta1 (TGF-beta1) acquire a set of morphological and functional properties giving rise to a more motile phenotype that expresses mesenchymal markers. In this work, we present evidence showing that TGF-beta1 stimulates cellular production of MMP-9 (Gelatinase B), a metalloproteinase that plays an important role in tumoral invasion. Our results demonstrate that TGF-beta1stimulates MMP-9 production and MMP-9 promoter activity in a process that depends of the activation of the Ras-ERK1,2 MAP kinase pathway. The latter was demonstrated by cellular transfection of TGF-beta1-sensitive cells with a RasN17 mutant gene, using PD 098059, a MEK 1,2 inhibitor, and treating cells with anti-sense oligodeoxinucleotides. The enhanced MMP-9 production proved to be an important factor in the acquisition of migratory and invasive properties as shown by the use of a specific inhibitor of MMP-9 (GM6001) that inhibits the TGF-beta1-stimulated invasive and migratory properties of these transformed keratinocytes.