CHOP/GADD153 在内质网应激介导细胞凋亡中的研究进展

内质网(endoplasmic reticulum,ER)广泛存在于真核细胞中,是负责细胞中分泌性蛋白合成和折叠的细胞器。20世纪70年代开始发现了许多干扰内质网功能的因素可直接或间接使内质网中未折叠的蛋白质堆积,使细胞处于应激状态(ER stress),细胞通过未折叠蛋白质反应(unfolded protein response,UPR)来适应内质网应激。未折叠蛋白质反应途径(UPR pathway)是一种信号转导途径,最早在酵母中阐明。近年来对哺乳动物细胞未折叠蛋白质反应途径的研究也获得了重要成果。毒性、缺氧、病毒感染等不良刺激可使细胞内环境的稳态受到破坏,诱发一系列内质网应激反应(ER stress)来维持细胞的正常功能。当细胞受到持续而强烈的刺激时,不能缓解内质网应激状态,细胞会走向凋亡。近年来的研究发现,CHOP/GADD153作为一种前凋亡分子,在内质网应激介导的细胞凋亡中发挥着重要作用,参与肿瘤、阿尔茨海默、糖尿病等诸多疾病的发生和发展过程。     

衣霉素诱导大鼠心肌细胞内质网应激凋亡模型的构建

目的:通过衣霉素诱导内质网应激建立新生大鼠心肌细胞凋亡模型。方法:不同浓度、不同时间的衣霉素作用于原代培养乳鼠心肌细胞,通过MTT实验和流式细胞术测定心肌细胞的存活率和凋亡率,Western blot检测内质网应激蛋白GRP78,CHOP表达水平。结果:①与阴性对照组相比,衣霉素具有损伤心肌细胞的作用,并呈现剂量与时间依赖关系(P<0.05,n=12)。②通过流式细胞术判断心肌细胞死亡的性质,当衣霉素浓度为100ng/ml,作用72h时,心肌细胞存活率和凋亡率分别为57.4±3.2%(n=12),25.9±5.8%(n=3)。提示衣霉素损伤细胞的形式主要为凋亡性死亡。③内质网应激蛋白GRP78和CHOP表达于6h开始增加,24h达到峰值,随后呈下降趋势。结论:应用衣霉素成功诱导SD乳鼠心肌细胞内质网应激凋亡模型,衣霉素的最佳诱导浓度为100ng/ml,作用时间为72h。     

衣霉素诱导大鼠心肌细胞内质网应激凋亡模型的构建

目的：通过衣霉素诱导内质网应激建立新生大鼠心肌细胞凋亡模型。方法：不同浓度、不同时间的衣霉素作用于原代培养乳鼠心肌细胞,通过MTT实验和流式细胞术测定心肌细胞的存活率和凋亡率,Western blot检测内质网应激蛋白GRP78,CHOP表达水平。结果：①与阴性对照组相比,衣霉素具有损伤心肌细胞的作用,并呈现剂量与时间依赖关系（P〈0.05,n=12）。②通过流式细胞术判断心肌细胞死亡的性质,当衣霉素浓度为100ng/ml,作用72h时,心肌细胞存活率和凋亡率分别为57.4±3.2%（n=12）,25.9±5.8%（n=3）。提示衣霉素损伤细胞的形式主要为凋亡性死亡。③内质网应激蛋白GRP78和CHOP表达于6h开始增加,24h达到峰值,随后呈下降趋势。结论：应用衣霉素成功诱导SD乳鼠心肌细胞内质网应激凋亡模型,衣霉素的最佳诱导浓度为100ng/ml,作用时间为72h。     

自噬在应力诱导成肌细胞凋亡中的作用初探

目的:探讨自噬在周期性张应力介导的成肌细胞凋亡中的作用,以明确应力诱导内质网应激引起自噬与凋亡之间的关系。方法:在成功构建L6大鼠体外培养--力学刺激模型的基础上,采用Western Blot法分析周期性张应力对自噬相关蛋白LC3蛋白表达的影响,并通过Annexin V-FITC/PI流式细胞术检测细胞凋亡情况。加力组分别给予1,6,12,24 h的力学刺激(拉伸变形率为15%,频率为10循环/min),3-MA组和Rapamycin组在加力2 h前分别加入自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤和自噬激活剂雷帕霉素并且加力24 h,0 h组与实验组在同时种板但是不给予力刺激。采用SPSS17.0统计软件对以上数据进行统计分析。结果:成肌细胞中的LC3II/LC3I值随加力时间延长呈上升趋势,24 h达最高(P0.05);抑制组的细胞凋亡率(18.75±1.06%)相对于0 h组(0.726±0.13%)和加力24 h组(14.84±1.14%)的明显升高(P0.05);Rapamycin组相对于加力24 h组的细胞凋亡率明显下降(8.88±1.08%vs 14.84±1.14%),但是细胞凋亡率仍然高于0 h组的(8.88±1.08%vs 0.726±0.13%)。结论:在一定时间范围内,周期性张应力可诱导成肌细胞发生自噬,并且自噬活性与作用时间成正比;自噬可以降低应力介导的成肌细胞凋亡的活性。     

甘草乙醇浸提液诱导肝癌SMMC-7721细胞凋亡的研究

探讨甘草乙醇浸提液对肝癌细胞SMMC-7721凋亡的影响。经MTT法测定表明甘草乙醇浸提液对肝癌细胞SMMC-7721的半数致死浓度（IC50）为1．246mg／mL,细胞生长抑制率与甘草乙醇浸提液浓度呈正相关。作用后的癌细胞在Hoechst33342荧光染料作用下呈现草蓝色荧光,在形态上具有明显的细胞凋亡现象。提取其DNA进行琼脂糖凝胶电泳,出现明显的梯状条带。因此,甘草乙醇浸提液对肝癌细胞具有显著的抗增殖作用,它能够诱导肝癌细胞的凋亡。     

三氧化二砷对肝癌细胞系SMMC-7721凋亡及 Smac caspase-9、caspase-3 蛋白表达的影响

目的：研究三氧化二砷（As203）对人肝癌细胞SMMC-7721的促凋亡作用及对Smac、caspase-9、caspase-3表达的影响。方法：人肝癌细胞SMMC-7721经As20,处理,共分为四组,分别为空白对照组、低剂量组、中等剂量组、高剂量组。分别采用MTT、Hoechst33258染色法、Annexin V-FITC／PI双染法观察其对SMMC．7721细胞增殖的抑制,凋亡细胞核的形态学变化,以及诱导凋亡作用;采用Westemblot法检测凋亡相关蛋白Smac、caspase-9、caspase-3表达的变化。结果：MTT显示：As203在体外能明显抑制SMMC-7721的生长,具有时间剂量依赖关系,与空白对照组相比,其余三组细胞生存率明显下降,差异均有统计学意义（P〈0．05）;Hoechst33258显示细胞呈明显的凋亡细胞形态学特征,具有剂量依赖性;AnnexinV-FITC／PI双染法显示：As203作用24小时可诱导SMMC-7721细胞凋亡,且呈剂量依赖性,与空白对照组相比（2．69±0．58）,其余三组（4．01±0．58）、（5．99±1．69）、（9．26±2．34）差异均有统计学意义（P〈0．05）;Westernblot显示：As2O3作用SMMC-7721细胞24小时,Smac、caspase-9、caspase-3表达上升,呈剂量依赖性,与空白对照组相比,其余三组蛋白表达量明显增加,差异均有统计学意义（P〈0．05）。结论：-定量的As203能抑制SMMC-7721细胞增殖,促进其凋亡,其机制可能与调控Smac、caspase-9、caspase-3表达有关。     

三氧化二砷诱导CNE1凋亡及其对细胞周期的影响

目的 研究三氧化二砷对人鼻咽癌CNE1细胞凋亡及其细胞周期的影响。方法 应用形态学观察、原位末端标记法(TUNEL)、流式细胞术等方法对三氧化二砷诱导的鼻咽癌细胞CNE1进行检测和观察。结果 一定浓度三氧化二砷能诱导CNE1细胞凋亡,凋亡细胞具有典型的凋亡形态特征,TUNEL原位检测有典型凋亡细胞,流式细胞仪检测有凋亡峰,G2／M期比例升高,呈一定的剂量效应关系。结论 三氧化二砷能诱导人鼻咽癌CNE1细胞株凋亡及阻止细胞周期进展的作用。     

拉西地平对高温高湿应激大鼠血管平滑肌细胞GRP78和CHOP表达的影响

目的：探讨钙离子拮抗剂拉西地平对高温高湿应激大鼠血管平滑肌细胞内内质网应激相关因子葡萄糖调节蛋白78（glucose-regulated protein of 78kD,GRP78）和C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白（CAAT/enhancer binding protein homologous protein,CHOP）表达的影响。方法：将60只雄性SD大鼠随机分为对照组、高温高湿组、拉西地平组,每组20只。按实验时间（2w、4w、6w、8w）的不同,各组又分为4个亚组,每个亚组5只大鼠。用颈动脉插管法测定各组大鼠的平均动脉压（MAP）;用免疫组织化学法检测GRP78和CHOP的表达水平。结果：①高温高湿各组的MAP随着实验时间的延长呈逐渐递增的趋势,高温高湿4w、6w、8w亚组的MAP均显著高于相应的对照组和拉西地平组（P〈0.05）。②随着实验时间的延长,高温高湿组GRP78表达量不断增加,6w达到最大值,8w表达减弱。高温高湿4w、6w、8w亚组GRP78表达量均高于相应对照组和拉西地平组,有显著性差异（P〈0.05）。③高温高湿组2w、4w、6w、8w亚组CHOP表达量组间比较有显著性差异（P〈0.05）,8w亚组表达达到最高值;高温高湿组6w、8w亚组与相应对照组和拉西地平组比较有显著性差异（P〈0.05）。结论：高温高湿应激可引起血管平滑肌细胞内质网应激反应,导致GRP78表达及CHOP表达的不对称增加,提示高温高湿应激可引起血管平滑肌细胞的损害;拉西地平可以减轻内质网应激,逆转高温高湿应激所致的血管平滑肌细胞的损伤作用,对血管平滑肌细胞有保护作用。     

拉西地平对高温高湿应激大鼠血管平滑肌细胞GRP78 和CHOP 表达的影响

目的:探讨钙离子拮抗剂拉西地平对高温高湿应激大鼠血管平滑肌细胞内内质网应激相关因子葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein of 78kD,GRP78)和C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白(CAAT/enhancer binding protein homologous protein,CHOP)表达的影响。方法:将60只雄性SD大鼠随机分为对照组、高温高湿组、拉西地平组,每组20只。按实验时间(2w、4w、6w、8w)的不同,各组又分为4个亚组,每个亚组5只大鼠。用颈动脉插管法测定各组大鼠的平均动脉压(MAP);用免疫组织化学法检测GRP78和CHOP的表达水平。结果:①高温高湿各组的MAP随着实验时间的延长呈逐渐递增的趋势,高温高湿4w、6w、8w亚组的MAP均显著高于相应的对照组和拉西地平组(P<0.05)。②随着实验时间的延长,高温高湿组GRP78表达量不断增加,6w达到最大值,8w表达减弱。高温高湿4w、6w、8w亚组GRP78表达量均高于相应对照组和拉西地平组,有显著性差异(P<0.05)。③高温高湿组2w、4w、6w、8w亚组CHOP表达量组间比较有显著性差异(P<0.05),8w亚组表达达到最高值;高温高湿组6w、8w亚组与相应对照组和拉西地平组比较有显著性差异(P<0.05)。结论:高温高湿应激可引起血管平滑肌细胞内质网应激反应,导致GRP78表达及CHOP表达的不对称增加,提示高温高湿应激可引起血管平滑肌细胞的损害;拉西地平可以减轻内质网应激,逆转高温高湿应激所致的血管平滑肌细胞的损伤作用,对血管平滑肌细胞有保护作用。     

CircRNA-0028171调控三氧化二砷诱导的血管内皮细胞凋亡

本文旨在研究circ RNA-0028171对三氧化二砷(As₂O₃)诱导的血管内皮细胞凋亡的调控作用。用0～15μmol/L As₂O₃作用人脐静脉血管内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs) 24 h,用MTT法检测HUVECs损伤情况,用实时定量PCR检测circ RNA-0028171及凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax m RNA表达水平,用Western blot检测Bcl-2、Bax蛋白表达水平。通过转染circ RNA-0028171过表达质粒和si RNA观察circ RNA-0028171是否参与As₂O₃对HUVECs的调控。结果显示,与对照组相比,As₂O₃组细胞活性显著下降,Bcl-2/Bax m RNA比值和蛋白比值显著降低,circ RNA-0028171显著低表达。过表达circ RNA-0028171抑制As_2<...     

探讨As2O3诱导人胃癌SGC-7901细胞凋亡过程中AKT相关 抗凋亡通路表达情况

目的:探讨三氧化二砷诱导胃癌细胞凋亡过程中,对AKT相关抗凋亡通路表达的影响。方法:分别用不同浓度(0μmol/L、7.5μmol/L、10μmol/L、12.5μmol/L和15μmol/L)三氧化二砷(As_2O_3)溶液处理胃癌细胞48 h,倒置显微镜观察细胞凋亡情况,并用Western blot方法检测p70S6kα、p-p70S6kα、p70S6kβ(S6蛋白激酶β,Ribosomal Protein S6 Kinaseβ)、p-p70S6kβ、rpS6、p-rpS6、p-BAD、BAD、p-GSK3β、GSK3β及NF-κB2等蛋白的表达情况与As_2O_3作用浓度之间的关系。结果:随As_2O_3作用细胞的浓度增大,p70S6kα、p-p70S6kα、p70s6kβ、p-p70S6kβ、p-BAD、p-GSK3β、NF-κB2蛋白的表达减少,rpS6、p-rpS6、GSK3β蛋白表达增多,各组间数据经统计学分析,P值均0.05,具有统计学意义。BAD蛋白的表达无明显改变,P0.05。结论:As_2O_3诱导人胃癌SGC-7901细胞凋亡机制中包括AKT相关的多个抗凋亡途径的激活,AKT在其中发挥重要作用。     

Arsenic Trioxide Liposomes: Encapsulation Efficiency and In Vitro Stability

The use of arsenic‐containing compounds in cancer therapy is currently being re‐considered, after the recent approval of arsenic trioxide (Trisenox®) for the treatment of relapsed promyelocytic leukemia (PML). In an attempt to prepare a carrier system to minimize the toxicity of this drug, the aim of this study is to prepare and characterize liposomes encapsulating arsenic trioxide (ATO). For this, we prepared different types of liposomes entrapping ATO: large multilamellar (MLV), sonicated (SUV) and dried reconstituted vesicles (DRV). The techniques used were: thin film hydration, sonication and the DRV method, respectively. Two lipid compositions were studied for each liposome type, EggPC/Chol (1:1) and DSPC/Chol (1:1). After liposome preparation, drug encapsulation was evaluated by measuring arsenic in liposomes. For this, energy‐dispersive X‐ray fluorescence spectroscopy or atomic absorption was used. In addition, the retention of the drug in the liposomes was evaluated after incubating the liposomes in buffer at 37°C. The experimental results reveal that encapsulation of ATO in liposomes ranges between 0.003 and 0.506 mol/ mol of lipid, and is highest in the DRV vesicles and lowest in the small unilamellar vesicles, as anticipated. Considering the in vitro stability of ATO‐encapsulating liposomes: 1) For the PC/Chol liposomes (DRV and MLV), after 24 hours of incubation, more than 70% (or 90% in some cases) of the initially encapsulated amount of ATO was released. 2) The liposomes composed of DSPC/Chol could retain substantially higher amounts of ATO, especially the DRV liposomes (54% retained after 24 h). 3) In the case of PC/Chol, temperature of incubation has no effect on the ATO release after 24 hours, but affects the rate of ATO release in the MLV liposomes, while for the DSPC/Chol liposomes there is a slight increase (statistically insignificant) of ATO release at higher temperature.     

三氧化二砷对K562/A02 细胞的凋亡及细胞周期的影响

目的:研究三氧化二砷对多药耐药急性白血病细胞株K562/A02凋亡与细胞周期的影响及可能机制。方法:取阿霉素(Adr)的耐药白血病细胞株分为未加药的对照组及加入不同浓度的三氧化二砷(其终浓度为4.0μmol/L、5.0μmol/L)组,流式细胞仪检测细胞凋亡及细胞周期分布,Western blot方法检测不同浓度三氧化二砷对K562/A02细胞核NF-κBp65蛋白水平。结果:与对照组比较,三氧化二砷可显著增加Adr对K562/A02细胞凋亡率,阻滞细胞于G0/G1期,降低K562/A02细胞胞核中NF-kB p65的表达(P均<0.05)。结论:三氧化二砷可能是通过抑制NF-kB的胞内活化转位,从而促进K562/A02细胞凋亡及抑制细胞增殖。     

三氧化二砷联合氨氯地平对肝癌HepG2细胞体外作用的实验研究

目的:探讨三氧化二砷与氨氯地平单独用药及联合用药对肝癌Hep G2细胞增殖和凋亡的作用。方法:用不同浓度的三氧化二砷(4.0、2.0、1.0μmol/L)和氨氯地平(27×103、18×103、12×103 mg/m L)处理体外培养的人肝癌Hep G-2细胞,观察细胞形态的变化,采用CCK-8法检测两种药物单独及联合应用对Hep G-2细胞生长增殖的影响,并通过流式细胞术观察其对细胞凋亡及细胞周期的影响。结果:三氧化二砷和氨氯地平均可以浓度依赖性方式显著增加Hep G2细胞的生长抑制率及其凋亡率,以联合用药的作用较单独用药更显著(P0.05)。与三氧化二砷和氨氯地平单独用药相比,联合用药可显著阻滞Hep G2细胞于G2期及S期。结论:三氧化二砷和氨氯地平均可显著抑制人肝癌Hep G2细胞的生长和增殖,并促进其凋亡,且二者联合应用时具有协同作用。     

Insulin induces chaperone and CHOP gene expressions in adipocytes

Adipocyte secretes bioactive proteins called adipocytokines, and biosynthesis of secretory proteins requires molecular chaperones and folding enzymes in endoplasmic reticulum (ER). ER chaperones are known to be induced by unfolded protein response (UPR) and growth factors, however, it has not been determined how ER chaperones expression is regulated in adipocytes. Here we show that insulin treatment induced GRP78 and ERO1L mRNA levels in 3T3-L1 adipocytes. Insulin also upregulated CHOP mRNA levels, but did not induce phosphorylation of eIF2α. Pretreatment with insulin protected 3T3-L1 adipocytes against thapsigargin-mediated phosphorylation of eIF2α but did not against DTT-mediated one. In vivo mice study showed that GRP78 and CHOP expressions were regulated by feeding conditions. These results suggest that insulin signaling is important to induce mRNA expressions of GRP78 and CHOP, and may have a protective role against UPR.     

凋亡和周期基因芯片研究As2O3对NB4细胞凋亡相关基因表达谱的影响

目的:利用细胞凋亡和周期基因芯片研究As₂O₃作用前后NB4细胞基因表达谱的差异性,寻找As₂O₃诱导NB4细胞凋亡的相关基因并分析其可能机制。方法:流式细胞仪检测细胞凋亡率,抽提对照及诱导组细胞的mRNA,通过逆转录将As₂O₃处理前后的NB4细胞cDNA进行生物素标记,用含269个目的基因的细胞凋亡和周期基因芯片进行杂交,GEArray软件分析,筛选出As₂O₃诱导前后表达有差异的基因。芯片结果用荧光定量聚合酶链反应(realtimepolymerasechainreaction)进行验证。结果:筛选出As₂O₃作用前后表达有差异的基因共100条(占芯片基因总数的37.2%),其中97条(97/100,97%)基因表达上调,3条(3/100,3%)基因表达下调。表达上调的基因主要包括肿瘤坏死因子配体和受体家族、bcl2家族、半胱氨酸家族、DNA损伤检测和P53途径以及细胞分裂周期蛋白和激酶等基因。结论:As₂O₃主要通过上调促凋亡基因表达来诱导NB4细胞凋亡,其中TNFSF15、Apaf1、Caspase3和p16等基因可能参与As₂O₃诱导的NB4细胞凋亡,As₂O₃诱导NB4细胞凋亡的可能机制主要涉及TNF途径、线粒体途径、Caspase途径、细胞周期抑制途径和P53途径等。     

PACE4对异丙肾上腺素诱导的心肌细胞凋亡的影响及其机制

目的:研究前体蛋白转化酶枯草溶菌素(PACE4)对异丙肾上腺素(ISO)诱导的心肌细胞凋亡的作用及其可能的作用机制。方法:构建pFLAG-PACE4重组表达载体并转染H9c2心肌细胞。将心肌细胞分为四组:正常对照组(无任何干预因素)、ISO组(10μmol/L ISO)、ISO+pFLAG组(空载质粒pFLAG转染+10μmol/LISO)、ISO+pFLAG-PACE4组(pFLAG-PACE4重组表达质粒转染+10μmol/LISO)。采用AnnexinV-FITC/PI双染法测定心肌细胞凋亡率;蛋白免疫印迹法检测活性半胱氨酸蛋白酶(caspase)-3、caspase-12、钙网蛋白、葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)、活化转录因子4(ATF4)和PERK的表达以及真核起始因子2α(eIF2α)的磷酸化水平。结果:与正常对照组相比,ISO组中PACE4表达水平明显降低,而转染pFLAG-PACE4质粒后,其表达水平显著增加。PACE4过表达可以显著抑制ISO诱导的细胞凋亡和caspase-3以及caspase-12的蛋白表达。ISO处理显著增加内质网应激分子钙网蛋白、GRP78和CHOP的表达,而PACE4过表达则可以抑制这些蛋白的表达。ISO诱导的PERK、eIF2α和ATF4的表达可以显著被PACE4过表达抑制。结论:PACE4过表达可以抑制ISO诱导的H9c2心肌细胞凋亡,其机制可能与PERK信号通路介导的内质网应激反应有关。     

三氧化二砷对人脐静脉内皮细胞凋亡及VCAM-1/ICAM-1 表达的影响

目的:观察三氧化二砷(As2O3)对血管内皮细胞增殖、凋亡及VCAM-1/ICAM-1表达的影响,探讨As2O3对血管内皮细胞增殖生长以及炎症反应的影响。方法:人脐静脉内皮细胞(HUVEC)体外培养,以不同As2O3浓度及时间对其进行干预。采用CCK-8测定细胞增殖活性,流式细胞仪AnnexinⅤ/PI双染法检测细胞的凋亡率,实时荧光定量PCR检测VCAM-1mRNA表达,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞间黏附分子(VCAM-1)及血管细胞黏附分子(ICAM-1)的表达情况。结果:当As2O3浓度在3μmol.L-1时HUVEC培养24 h的的凋亡率为(0.134±0.03)%,48 h为(3.305±0.53)%,72 h为(3.748±0.84)%(P<0.05),凋亡率均在一较低水平。当As2O3浓度>3μmol.L-1时HUVEC凋亡率明显增加(P<0.01)。不同浓度As2O3作用HUVEC48 h后检测上清液中ICAM-1与VCAM-1浓度时发现1μmol.L-1时VCAM-1表达即开始增加(123.32±3.78 mmol.L-1,P<0.01),而HUVEC表达ICAM-1含量与对照组相比差异并不明显(38.94±2.59 mmol.L-1,P>0.05),随着As2O3浓度的增加,HUVEC表达ICAM-1/VCAM-1的量均增加但敏感性不同。对照组及(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0)μmol.L-1As2O3作用于HUVEC 48 h实时荧光定量PCR法检测VCAM-1mRNA表达量明显增加,与对照组相比实验组的表达量分别为(1.657±0.287,1.858±0.241,2.321±0.280,3.012±0.235,3.508±0.342)(P<0.01)。结论:As2O3可直接降低细胞活性,诱导细胞凋亡,并且呈一定的时间-浓度依赖性。在较低浓度时VCAM-1/ICAM-1的表达在一个相对较低的水平,随着As2O3浓度的逐渐升高,内皮细胞凋亡率增高,VCAM-1/ICAM-1表达增加,并且VCAM-1/ICAM-1对As2O3的敏感性呈现一定的差异性。