不饱和脂肪酸对人胃癌细胞PI3K-Akt信号通路中相关基因表达的影响

为了探索不饱和脂肪酸(USFA)对人胃癌细胞PI3K-Akt信号通路中相关基因表达的影响, 取2×106 个·L-1胃癌细胞接种于96孔培养板, 3个浓度给药组: 分别加0.2,0.8,1.6 mg·L-1 USFA每孔10 µL; 5-FU组: 每孔加10 mg·L-1 5-FU 10 µL; 对照组: 每孔加二甲基亚砜(30 µL·L-1)10 µL。置于37℃、5%CO2的饱和湿度条件中培养48 h。用流式细胞仪检测USFA对人胃癌细胞凋亡率; 用酶联免疫吸附法(ELISA法)检测胃癌细胞中粘着斑激酶(FAK)、蛋白激酶(Akt)表达水平。结果发现, 给予人胃癌细胞0.2,0.8,1.6 mg·L-1 USFA培养48 h, 细胞凋亡率分别为17.42%, 23.23%, 26.24% (P<0.05, P<0.01); FAK和Akt水平比对照组分别降低10.91%, 47.28%, 64.36% 和17.33%, 34.96%, 54.39%(P<0.05, P<0.01)。结果表明, USFA对人胃癌细胞增殖的抑制作用与抑制细胞分裂周期、下调PI3K-Akt信号通路中FAK、Akt水平有关。     

PI3K/Akt信号通路相关的生物学调控机制研究进展

PI3K/Akt信号通路是由酶联受体介导的信号转导通路,该通路不仅参与多种生长因子、细胞因子和细胞外基质等的信号转导,同时还参与细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节,特别是在细胞凋亡、细胞存活以及调控细胞糖代谢等方面具有重要作用。本研究综述了PI3K-Akt信号通路的结构组成、通路活化、通信过程、调控机制及其生物学功能等方面的研究进展,为进一步研究PI3K/Akt信号通路的生物学调控作用机制提供启示。     

谷氨酰胺激活PI3K/Akt信号通路促进痘苗病毒复制

谷氨酰胺(glutamine,Gln)在细胞生长和代谢过程中起重要作用,能够激活磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)/哺乳动物雷帕霉素蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)信号通路。多种病毒能通过PI3K/Akt信号通路维持细胞生存和抑制细胞凋亡,维持病毒的感染。为了探讨Gln在痘苗病毒(vaccinia virus strain western reserve,WR)感染人肺癌细胞A549过程中的调控作用及其潜在机制,该文通过蛋白免疫印迹(Western blot)检测PI3K/Akt信号通路蛋白质磷酸化水平,流式细胞术检测细胞阳性率,结晶紫染色检测WR滴度,实时定量PCR(quantitative Real-time PCR,q PCR)检测WR基因E3L和A46R m RNA水平。结果显示,Gln处理后PI3K/Akt信号通路蛋白质磷酸化水平显著升高。抑制PI3K/Akt信号通路后,细胞阳性率显著降低(P0.05),WR滴度显著降低(P0.05),WR基因E3L和A46R m RNA水平显著降低(P0.05)。该研究结果表明,Gln通过激活PI3K/Akt信号通路从而促进A549细胞中WR的复制。     

粘附斑激酶(FAK)及其信号通路研究进展

粘附斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)是一类胞质非受体蛋白酪氨酸激酶,属于蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase)超家族,因而也称为PTKⅡ.FAK在细胞信号转导中处于十分重要的位置,它是胞内外信号出入的中枢,介导多条信号通路.FAK可以整合来自整合素、生长因子以及机械刺激等的信号,激活胞内PI3K/Akt、Ras/MAPK等信号通路,调节细胞生长.FAK还与胚胎发育、肿瘤发生与迁移有关.     

有氧耐力训练对大鼠骨骼肌线粒体功能及PI3K-Akt蛋白的表达影响

目的:观察有氧耐力训练大鼠骨骼肌线粒体磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路的表达情况。方法:将36只大鼠随机分为3组(n=12):对照组、有氧耐力训练组和一次性力竭组。分组干预结束后,检测各组大鼠骨骼肌线粒体膜电位(MMP)水平、琥珀酸脱氢酶(SDH)和细胞色素C氧化酶(COX)活性,利用Western blot法测定组织中磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和蛋白激酶B(PKB或Akt)的磷酸化水平。结果:与对照组相比,一次性力竭组大鼠MMP、SDH和COX活性水平、磷酸化PI3K和磷酸化Akt蛋白水平明显降低(P0.05);而有氧耐力训练组大鼠上述指标均显著高于一次性力竭组(P0.05),与对照组比无明显差异。结论:有氧耐力训练对大鼠骨骼肌线粒体具有保护作用,其机制可能与活化PI3K-Akt信号通路有关。     

PI3K-Akt信号传导通路对糖代谢的调控作用

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)作为酪氨酸激酶和G蛋白偶联受体的主要下游分子,通过催化产生第二信使3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇(PIP3)并激活Akt、糖原合酶激酶-3(GSK-3)、Forkhead转录因子FoxO1、mTOR(mammalian target of rapamycin)等下游分子,将多种生长因子及细胞因子的信号传递到细胞内,从而对细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种生物过程起重要的调节作用.PTEN(phosphatase and tensin homologue)是PI3K信号通路的重要负调节因子.本文将对PI3K-Akt信号通路在糖代谢中的作用予以简要综述.     

何首乌苷通过激活BDNF/TrkB信号通路拮抗H2O2诱导的大鼠海马神经元氧化损伤

探讨脑源性神经营养因子/酪氨酸激酶受体B(BDNF/TrkB)信号通路激活参与何首乌苷(PMG)对过氧化氢(H2O2)诱导神经元氧化应激损伤的保护作用。实验采用神经元原代培养,建立大鼠乳鼠海马神经元氧化应激损伤模型。实验结果显示高浓度的H2O2与MTT测定的细胞存活率降低相关,选择细胞存活率在40%~50%之间的200μmol/LH2O2浓度作为氧化应激损伤的实验浓度。与模型组相比,PMG预处理组(200μmol/L)可抑制H2O2诱导的神经元损伤(P<0.001)。TUNEL和β-微管蛋白III荧光染色显示PMG保护H2O2诱导的神经细胞损伤,明显降低细胞凋亡率(P<0.001),细胞骨架形态恢复正常。与PMG+H2O2预处理组相比较,当加入BDNF/TrkB信号转导通路阻断剂K252a后,PMG+H2O2+K252a组神经元细胞存活率大幅度下降(P<0.01),细胞骨架形态呈损伤状态。同时,我们发现PMG预处理恢复H2O2诱导的BDNF和P-TrkB的低表达水平,并且用K252a阻断BDNF/TrkB信号传导抑制了PMG对BDNF和P-TrkB表达水平的影响(P<0.01)。综上所述,何首乌苷可能通过激活BDNF/TrkB信号转导通路及维护神经元骨架的完整,实现对大鼠海马神经元氧化应激损伤的拮抗作用。     

体外缺血缺氧条件下大鼠骨髓间充质干细胞凋亡发生的机制研究

目的:研究体外大鼠骨髓间充质干细胞(Bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs)在缺血缺氧条件下发生凋亡的作用机制。方法:采取大鼠骨髓,以密度梯度离心分离出单个核细胞(MNCs),于体外培养并由牛垂体提取物(PEX)诱导扩增传代培养出骨髓间充质干细胞(MSCs)。经形态学和流式细胞仪检测MSCs表面标志物鉴定后,骨髓间充质干细胞(BMSCs)在缺血缺氧条件下培养,通过Annexin V/PI双染细胞凋亡检测比较不同组别细胞的凋亡率和蛋白印迹法(western blot)来观察细胞中蛋白的变化。结果:①经形态学观察和流式细胞仪检测MSCs表面标志物鉴定,提示骨髓间充质干细胞培养成功。②对照组(无缺血缺氧)与缺血缺氧组比较,缺血缺氧组的凋亡率显著性增加,而通过磷酸化Akt的表达量显著性增加提示PI3K(Phosphoinosi-tide-3kinase)/Akt(ProteinkinaseB,PKB)信号通路被激活(P<0.05);同时缺血缺氧组与缺血缺氧+PI3K/Akt抑制剂(LY294002)组比较,缺血缺氧+PI3K/Akt抑制剂(LY294002)组的凋亡率显著降低,而通过磷酸化Akt的表达量显著减少提示PI3K/Akt信号通路被抑制(P<0.05)。结论:PI3K/Akt信号通路对体外缺血缺氧条件下培养的骨髓间充质干细胞凋亡发生有关键性作用。     

Prosaposin对细胞增殖和凋亡的调控及其分子机制

为研究鞘脂激活蛋白原(Prosaposin)对细胞增殖、细胞凋亡的调控及其可能的分子机制, 以pcDNA3.1 in NIH3T3阴性对照细胞株和过表达prosaposin的Psap-Myc in NIH3T3细胞株为模型, 噻唑蓝(MTT)比色法检测prosaposin对细胞增殖的影响; Annexin V联合碘化丙啶(Propidium iodide, PI)法检测血清饥饿状态下prosaposin对细胞凋亡的影响; Western blotting检测PI3K/Akt信号通路中蛋白磷酸化水平的变化; Real-time PCR检测PI3K/Akt信号通路下游靶分子表达水平的改变。结果表明prosaposin可活化PI3K/Akt信号通路, 提高Akt^Ser473的磷酸化水平, 抑制细胞周期抑制基因P27^KIP1的表达, 上调细胞周期蛋白Cyclin D1的表达, 促进细胞周期从G1→S期进展; 诱导survival基因cIAP1、cIAP2的表达, 促进细胞存活。这些结果提示, prosaposin对细胞增殖和凋亡的调控可能是通过PI3K/Akt信号通路及其下游靶分子进行的。     

黏着斑激酶的结构与功能

黏着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)是细胞内一种重要的信号转导分子,参与多条重要信号通路和多种细胞生物学行为的调控。该文结合当前的研究进展,总结了FAK通过其复杂的信号转导通路在细胞迁徙、增殖、抗凋亡方面的功能,并简要归纳了FAK与肿瘤之间的密切联系。     

姜黄素对食管癌Ec109细胞增殖和PTEN/PI3K/Akt信号通路的影响

目的:观察姜黄素对食管癌Ec109细胞增殖的抑制作用及肿瘤抑制基因/磷酯酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PTEN/PI3K/Akt)信号通路的影响。方法:体外培养人食管癌Ec109细胞,不同浓度姜黄素作用后,MTT法检测其对Ec109细胞的增殖抑制作用,透射电镜观察细胞超微结构,Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术检测细胞凋亡率,Western blot法分析肿瘤抑制基因(PTEN)、蛋白激酶B(Akt)、糖原合成酶激酶-3(GSK3β)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase 3)蛋白的表达情况。结果:MTT检测结果显示姜黄素能显著抑制Ec109细胞的增殖,且呈明显的剂量和时间效应关系;透射电镜观察发现姜黄素能诱导Ec109细胞发生凋亡;流式细胞仪分析显示随药物浓度的增加,Ec109细胞凋亡率明显升高;Western blot结果表明姜黄素可增强细胞中PTEN、GSK3β和Caspase 3的表达,抑制Akt的表达。结论:姜黄素通过上调PTEN、GSK3β和Caspase 3的表达,抑制PI3K/Akt信号通路,从而抑制食管癌Ec109细胞增殖。     

PI3K/Akt信号通路调控胚胎干细胞的自我更新和多向分化潜能的研究进展

磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)及其下游靶点蛋白激酶B(protein kinase B,Akt/PKB)可被细胞内外一系列信号所激活,在增殖、分化、凋亡等多种细胞生物学功能的调节过程中,起着非常重要的关键信号分子的作用。近年来研究显示,I型PI3K和其下游分子Akt/PKB所组成的信号通路与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES细胞)自我更新和多向分化潜能的维持密切相关。深入研究ES细胞自我更新和多向分化潜能的维持及其分子机制,是其应用于细胞替代治疗、再生医学和组织工程的基础。本文着重对PI3K/Akt信号通路调控ES细胞自我更新和多向分化潜能的研究进展进行综述。     

17β-雌二醇通过PI3K/Akt/mTOR通路抑制白介素1β诱导的大鼠椎间盘髓核细胞的凋亡

髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)的异常凋亡是导致椎间盘退变(intervertebral disc degeneration,IVDD)的主要原因。本研究组前期研究显示,17β-雌二醇(17β-estradiol,E2)能够通过PI3K/Akt信号通路抑制白介素1β(interleukin-1β,IL-1β)诱导的大鼠椎间盘NPCs凋亡。本研究旨在探讨PI3K/Akt途径的下游蛋白是否参与E2对NPCs凋亡的抑制作用。用胰蛋白酶消化法分离原代大鼠NPCs,采用E2和PI3K/Akt信号通路下游蛋白的不同抑制剂预处理后用IL-1β处理,用Annexin V/PI染色法检测凋亡率,用CCK-8法检测细胞活力,用细胞黏附试验检测NPCs与Ⅱ型胶原的黏附能力,用Western blot检测哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of Rapamycin,mTOR)、糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)和核因子κB(nuclear factor kappaB,NF-κB)磷酸化水平。结果显示,E2显著抑制IL-1β诱导的NPCs凋亡,逆转由IL-1β引起的细胞活力和黏附能力的降低,抑制IL-1β对mTOR磷酸化水平的下调作用,而雷帕霉素可以阻断E2的这些保护作用。以上结果提示,E2可能通过PI3K/Akt/mTOR信号通路抑制IL-1β诱导的NPCs凋亡。     

黏着斑激酶信号通路在细菌侵入非吞噬细胞中的作用

细菌对宿主细胞的黏附和侵袭是引发传染病的重要步骤。细菌在黏附的过程中,其表面结构或特殊黏附分子和宿主细胞表面受体相互作用激活黏着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK),通过FAK/Src-Cortactin-Arp2/3通路和FAK/PI3K-Rac通路调控细胞骨架重排,促进细菌侵入非吞噬细胞。为了深入探讨细菌侵入非吞噬细胞的整个过程及调控机制,就细菌对非吞噬细胞的黏附、侵入以及细胞FAK信号通路在此过程中的调节作用进行综述。     

PI3K/Akt与细胞线粒体途径凋亡因子相关性研究进展

线粒体途径细胞凋亡与多种疾病(如肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病等)密切相关,B淋巴细胞瘤-2(B-cell leukemia-2,Bcl-2)家族蛋白的调控在这些疾病的治疗中起着重要作用。磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/丝/苏氨酸蛋白激酶(serine/threonine protein kinase Akt)信号通路作为机体细胞信号转导的重要通路,可通过影响下游效应分子(Bcl-x L、Bcl-w、Mcl-1、A1、Bax、Bak、Bim、Bad、Bid等)的活性调节细胞的凋亡。就PI3K/Akt与线粒体途径凋亡相关因子的关联性进行综述,以期发现此通路中某些关键的分子靶点,为凋亡相关性疾病的治疗及药物研发提供参考。     

蛋白激酶B/Akt抑制剂

磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)信号通路在细胞生长与存活中起着关键作用,PI3K/Akt通路的过度激活在多种肿瘤中常见。Akt激酶本身以及Akt激酶上游调节分子,例如PTEN和PI3K,在超过50%的人类肿瘤中均有异常变化。因此Akt成为肿瘤预防和肿瘤靶向治疗的热点之一。许多小分子化合物通过不同机制抑制Akt活性,根据小分子抑制剂与激酶的结合部位和化学结构不同,主要分为ATP竞争性抑制剂、Akt变构抑制剂和磷脂酰肌醇类似物抑制剂。本文综述了PI3K/Akt通路与肿瘤的关系和Akt抑制剂的研究现状,为新型抗癌药物的设计研究提供参考。     

葡萄籽原花青素通过PI3K/Akt信号通路抑制氧化应激诱导的H9c2心肌细胞凋亡

为了探讨葡萄籽原花青素(grape seed proanthocyanidin, GSP)对心肌细胞的保护作用及机制,通过CCK-8法评估细胞活力,采用Western-blot分析评估GSP对凋亡相关蛋白质(cleaved caspase-3、Bax和Bcl-2)和PI3K/Akt通路相关蛋白质(p-PI3K、PI3K、p-Akt和Akt)表达水平的影响,并使用TUNEL染色和Hoechst 33258染色评估H9c2心肌细胞凋亡情况。结果显示, GSP可以抑制H₂O₂诱导的H9c2心肌细胞的细胞毒性和凋亡,使促凋亡蛋白cleaved caspase-3和Bax表达下降,并使抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平升高; GSP作用于H9c2细胞后, PI3K和Akt的磷酸化水平增加,使PI3K/Akt信号通路激活。实验结果初步表明, GSP可抑制氧化应激诱导的H9c2心肌细胞凋亡,其作用机制可能与激活PI3K/Akt信号通路有关。     

miR-191靶向BDNF基因通过激活PI3K/AKT信号通路促进猪未成熟支持细胞增殖

睾丸支持细胞数量是影响精子生成能力的主要因素之一,micro RNA (miRNA)参与调控猪未成熟支持细胞的发育过程,然而,大多数被鉴定出的miRNA对支持细胞的作用及其机制尚不明确。基于本课题组前期高内涵筛选结果,本文进一步通过流式细胞术、蛋白免疫印迹和双荧光素酶报告基因等方法,研究了miR-191调控猪未成熟支持细胞增殖和凋亡的作用机理。结果表明:过表达miR-191显著促进细胞周期由G1期进入S期和G2期,细胞增殖能力显著增强,细胞凋亡率显著降低;而抑制表达miR-191则与之相反。双荧光素酶报告基因系统验证miR-191直接靶向BDNF基因3′-UTR。抑制表达BDNF基因促进细胞周期进入S期,并促进细胞增殖而抑制细胞凋亡,与过表达miR-191的作用一致。共转染试验结果显示,BDNF基因可以拮抗miR-191对细胞增殖和凋亡的调控作用。此外,过表达miR-191和抑制表达BDNF基因均可显著促进PI3K/AKT信号通路中关键蛋白PI3K和AKT的磷酸化水平,且BDNF基因同样拮抗miR-191对PI3K和AKT蛋白的调控作用。本研究结果证实miR-191靶向BDNF基因,通过激活PI3K/AKT信号通路促进猪未成熟支持细胞增殖且抑制其凋亡,为进一步解析miR-191调控猪精子生成的生物学功能提供了理论基础。     

臭椿酮诱导人黑色素瘤A375细胞凋亡及其机制研究

为研究臭椿酮(Ailanthone,AIL)诱导人黑色素瘤A375细胞凋亡的作用及作用机制,以人黑色素瘤A375细胞为研究对象,采用MTT法测定AIL对人黑色素瘤A375细胞生长增殖的抑制作用。用倒置相差显微镜观察AIL对A375细胞形态的影响,用荧光倒置显微镜观察Hoechst33258染色后AIL对A375细胞核的影响,用AnnexinV-FITC/PI双染法检测AIL诱导A375细胞凋亡的作用,用分光光度法检测caspase-3和caspase-9的活性,Westernblot检测p-PI3Kβ(Ser1070),PI3Kβ,p-Akt(Ser473)和Akt蛋白表达水平的变化,接着用PI3K抑制剂LY294002进行干预,进一步验证AIL对PI3K/Akt信号通路及细胞凋亡的影响。实验结果表明,AIL能够明显抑制A375细胞增殖,使A375细胞数目变少、附着力和透光性减弱,AIL能够诱导A375细胞凋亡,使其细胞核染色质发生固缩并呈现高亮,且使A375细胞早期及晚期凋亡率均增加,AIL作用后能够使caspase-3和caspase-9活性增加,AIL能够抑制PI3K和Akt蛋白磷酸化,从而使PI3K/Akt信号通路失活。较AIL单独作用,AIL和LY294002共同作用后对PI3K和Akt蛋白磷酸化的抑制作用增强且诱导凋亡作用增加,进一步说明AIL通过失活PI3K/Akt信号通路来诱导A375细胞凋亡。     

环氧二十碳三烯酸抑制剂通过AKT/FoxO1信号通路抑制棕榈酸诱导的心肌细胞凋亡

目的观察14,15-环氧二十碳三烯酸(14,15-epoxyeicosatrienoic acid,14,15-EET)及其抑制剂14,15-环氧二十碳-5(Z)-烯酸(14,15-epoxyeicosa-5(Z)-enoic acid,14,15-EEZE)对棕榈酸(palmitate acid,PA)诱导心肌细胞凋亡的作用及机制。方法 14,15-EET和14,15-EEZE单独或联合作用于PA诱导后的H9c2细胞,采用噻唑蓝比色法检测细胞增殖,流式细胞术检测细胞凋亡,免疫印迹法测定细胞p-AKT和p-Fox O1蛋白表达水平。结果流式细胞术检测显示,PA诱导下H9c2细胞凋亡率上升,14,15-EET的作用可降低细胞凋亡率,而加用14,15-EEZE使细胞凋亡率上升,14,15-EEZE的单独作用也可提高PA诱导下H9c2细胞的凋亡率。免疫印迹分析显示,PA可降低H9c2细胞p-AKT和p-Fox O1蛋白表达水平,14,15-EET的作用可使p-AKT和p-Fox O1蛋白表达水平明显上升,而加用14,15-EEZE后p-AKT和p-Fox O1的蛋白表达水平明显下降,14,15-EEZE的单独作用可使PA诱导下H9c2细胞的p-AKT和p-Fox O1的表达水平明显下降。结论 14,15-EET可能通过促进AKT/Fox O1信号通路活性抑制棕榈酸诱导的H9c2细胞凋亡,而其抑制剂14,15-EEZE可能通过抑制AKT/Fox O1信号通路活性抑制14,15-EET的抗棕榈酸诱导H9c2心肌细胞凋亡的作用。