转化生长因子β1影响三阴性乳腺癌顺铂耐药的机制研究

摘要 目的：建立三阴性乳腺癌MDA-MB-231/顺铂（DDP）耐药细胞株,探讨转化生长因子β1（TGF-β1）调控三阴性乳腺癌DDP耐药的机制。方法：采用小剂量间歇诱导法建立MDA-MB-231耐药细胞株（MDA-MB-231/DDP）,在MDA-MB-231/DDP中构建TGF-β1沉默细胞并分为TGF-β1沉默组（sh-TGF-β1）、阴性对照组以及对照组,实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测TGF-β1含量。另取MDA-MB-231细胞和MDA-MB-231/DDP细胞分为MDA-MB-231组（正常培养MDA-MB-231敏感细胞）、MDA-MB-231-DDP组（正常培养MDA-MB-231 DDP耐药细胞）、TGFβ1-shRNA组（MDA-MB-231 DDP细胞转染TGFβ1-shRNA慢病毒载体）和MDA-MB-231-DDP+3-MA组（MDA-MB-231 DDP细胞给予5mM 3-MA处理2 h）。细胞计数试剂盒（CCK-8）法检测耐药株的半数抑制浓度（IC₅₀）,并计算耐药指数及逆转耐药指数,RT-qPCR检测TGF-β1含量,蛋白印迹法（Western blot）检测TGF-β1、自噬相关蛋白LC3-I、LC3-II表达量,激光共聚焦显微镜观察自噬流的变化,应用SPSS 20.0软件进行统计分析。结果：成功建立DDP耐药细胞株MDA-MB-231/DDP,耐药指数为5.231;MDA-MB-231/DDP细胞的TGF-β1 mRNA表达和蛋白表达较MDA-MB-231细胞显著上调（P<0.05）。DDP耐药细胞MDA-MB-231/DDP中自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I表达较MDA-MB-231细胞显著升高（P<0.05);应用自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤（3-MA）后MDA-MB-231/DDP细胞自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I表达显著下降（P<0.05);沉默MDA-MB-231/DDP细胞的TGF-β1基因后,DDP耐药细胞株的耐药指数从5.231下降到3.404,同时自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I表达降低（P<0.05）,且激光共聚焦显微镜观察到黄色和红色斑点的显著减少,表明自噬受到抑制。结论：TGF-β1与三阴性乳腺癌DDP耐药有关,其机制可能是增加自噬引起MDA-MB-231细胞DDP耐药。通过沉默TGF-β1可降低自噬水平,恢复三阴性乳腺癌细胞对DDP的敏感性。     

基于自噬与凋亡机制研究左归丸对化疗损伤颗粒细胞及膜细胞的影响

目的 探讨左归丸含药血清对化疗损伤性颗粒细胞和膜细胞的影响及作用机制。方法 制备左归丸含药血清,培养大鼠卵巢颗粒细胞和膜细胞,使用磷酰胺氮芥造模分组后给药。CCK-8法测定颗粒细胞和膜细胞存活率,实时荧光定量PCR法（RT-PCR）及蛋白质免疫印迹法（Western blot）分别检测卵巢自噬启动因子Beclin-1、微管结合蛋白轻链3（LC3B）、自噬受体蛋白p62、凋亡蛋白Bax、Caspase3在转录水平和翻译水平上的表达。结果 10%左归丸含药血清对于细胞存活的挽救率最高。Beclin-1、LC3B、Bax、Caspase3在磷酰胺氮芥作用的颗粒细胞和膜细胞中,相对于空白对照组有高表达（P<0.05）,10%左归丸含药血清可下调上述蛋白质在模型组中的表达（P<0.05）;然而受体蛋白p62较空白对照组升高（P<0.05）,10%左归丸含药血清可上调模型组p62的表达（P<0.05）。此外,在颗粒细胞实验组中,激活或抑制自噬途径后,自噬相关蛋白的表达在发生相应改变的同时,凋亡相关蛋白的表达也会发生相应改变。结论 磷酰胺氮芥可通过促进凋亡、激活自噬/溶酶体降解途径的机制损伤颗粒细胞和膜细胞。10%左归丸含药血清能缓解由此带来的损伤,同时影响了颗粒细胞和膜细胞自噬和凋亡过程。在磷酰胺氮芥损伤颗粒细胞的过程和10%左归丸含药血清缓解其损伤过程中均存在自噬与凋亡串流（cross-talk）。     

高胱氨酸尿对大鼠肾脏自噬水平的抑制作用

摘要 目的：探讨胱氨酸尿症中高胱氨酸浓度对大鼠肾脏自噬水平的影响。方法：通过液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）测定Slc7a9基因敲除大鼠24小时尿液胱氨酸浓度确定高尿胱氨酸;通过IHC（免疫组织化学）染色筛选无结石产生的胱氨酸尿症大鼠、观察肾脏组织结构有无明显变化;通过Western blot测定肾脏组织中的LC3-I、LC3-II、p62和mTOR的蛋白相对表达量,以检测自噬水平的变化,并探索变化原因;通过组织切片Masson染色法检测肾脏髓质纤维化程度。结果：10只无结石胱氨酸尿症大鼠尿液胱氨酸显著高于对照组;未发现有胱氨酸结石的生成与肾脏结构性变化;Masson染色提示胱氨酸尿症大鼠发现轻度肾脏纤维化过程;肾脏组织自噬标记蛋白LC3-I、LC3-II蛋白相对表达量、LC3-II/LC3-I比值以及自噬当量p62相对表达较对照组均显著降低,mTOR相对表达量显著升高。以上差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论：在胱氨酸尿症大鼠模型上,发现无结石形成情况下的尿高胱氨酸水平可通过mTOR途径抑制大鼠肾脏组织的自噬水平,自我保护作用减弱,由此参与胱氨酸尿症的肾脏损伤过程。     

雷公藤甲素诱导肝细胞选择性自噬的形态学观察

摘要 目的：观察雷公藤甲素诱导肝细胞选择性自噬的水平。方法：在雷公藤甲素给药处理小鼠的尾静脉高压注射GFP-LC3质粒，制备肝细胞自噬示踪模型，观察雷公藤甲素在动物体内诱导肝细胞自噬的水平。在GFP-LC3稳定表达的L02细胞株中转入RFP-P62质粒，用活细胞工作站和荧光显微镜动态观察雷公藤甲素诱导L02细胞选择性自噬的轮廓，同时也观察细胞自噬复合体LC3-P62的变化。结果：动物实验结果表明，雷公藤甲素可显著诱导肝细胞自噬体的形成，Western blot结果显示P62蛋白和LC3II蛋白的表达趋势一致。活细胞动态观察及免疫荧光双标记实验结果表明LC3-P62存在共定位，提示雷公藤甲素可诱导肝细胞自噬流的形成。结论：雷公藤甲素可诱导肝细胞选择自噬，其生物学意义可能与肝细胞损伤后修复相关。     

模拟外湿环境探讨外湿对正常及类风湿关节炎大鼠线粒体自噬的影响

摘要 目的：观察外湿干预下,正常及胶原诱导性类风湿关节炎（CIA）大鼠骨骼肌线粒体自噬水平的变化,研究外湿对线粒体自噬的影响。方法：将24只SPF级雄性SD大鼠随机分为4组：正常大鼠组（Con组）、湿邪干预正常大鼠组（Damp组）、CIA大鼠组（CIA组）、湿邪干预CIA大鼠组（CIA+Damp组）。采用二次免疫法建立牛Ⅱ型胶原乳化剂诱导性关节炎模型,自造模次日起,将Damp组和CIA+Damp组大鼠置于人工气候箱内进行湿邪干预。60 d后取骨骼肌组织,透射电镜观察线粒体形态,ELISA法检测骨骼肌三磷酸腺苷（ATP）和反应性氧簇（ROS）含量,RT-PCR和Western blot检测骨骼肌组织中腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、微管相关蛋白轻链3B（LC3B）、线粒体外膜转位酶20（TOMM20）的mRNA表达量,过氧化物酶体增殖激活受体γ共激活因子1α（PGC-1α）的表达,并计算LC3-II/LC3-I比值。结果：随着湿邪干预天数增加,与Con组相比,各组大鼠关节指数均上升。Damp组关节骨质破坏较轻;线粒体轻微变形;骨骼肌ATP含量减少,ROS含量上升;在mRNA水平上,AMPK、LC3B表达升高,TOMM20表达降低;在蛋白水平上,PGC-1α、TOMM20表达下调,LC3-II/LC3-I比值上升。与CIA组相比,CIA+Damp组关节指数上升,关节骨质破坏加重;线粒体数量增多、形态损伤严重;骨骼肌ATP含量减少,ROS含量上升;在mRNA水平上,AMPK、LC3B的mRNA表达降低,TOMM20的mRNA表达升高;在蛋白水平上,PGC-1α表达下调,TOMM20表达升高,LC3-II/LC3-I比值上升。结论：外湿会引起细胞中的线粒体损伤,导致正常大鼠线粒体自噬代偿性上升,CIA大鼠线粒体自噬障碍、损伤线粒体堆积。     

内质网应激及自噬参与百草枯中毒所致肺损伤

目的:探讨内质网应激及自噬在百草枯中毒所致大鼠肺脏损伤中的作用。方法:选取Wistar大鼠腹80只,腹腔注射百草枯(15 mg/kg)建立百草枯中毒肺脏损伤的动物模型。染毒后1、3、7、14、21 d处死动物取肺组织,采用HE染色和Van Gieson(V.G)染色观察大鼠肺脏损伤及纤维化情况,电镜观察Wistar大鼠肺脏胞浆空泡变、自噬体的形成以及肺脏损伤。Western-blot方法观察Wistar大鼠内质网应激相关蛋白(GRP94、Caspase-12和CHOP)和自噬相关蛋白(LC3-II、Beclin-1)的表达。结果:HE及V.G染色结果显示随中毒时间延长,百草枯中毒肺损伤及肺纤维化逐渐加重;电镜结果显示百草枯中毒肺脏发生胞浆空泡变、自噬体形成。与对照组比较,在百草枯中毒组内质网应激相关蛋白GRP94在3 d表达达到峰值(P0.001),7 d表达开始降低(P0.05),CHOP蛋白表达3 d开始增加(P0.001),cleaved caspase-12蛋白表达7 d开始增加(P0.001),并逐渐加强,自噬相关蛋白LC3-II和Beclin-1表达3 d开始增加(P0.001),14 d表达最高(P0.001)。结论:内质网应激以及细胞自噬共同参与百草枯中毒所致肺脏损伤。     

SIRT3在氧糖剥夺再灌注损伤小鼠神经元中的表达及意义

目的:通过建立体外脑缺血模型,探讨沉默信息因子3(SIRT3)在小鼠皮层神经元氧糖剥夺再灌注(OGD/R)损伤后的表达和意义。方法:C57BL/6J小鼠皮层神经元原代培养7天后,以氧糖剥夺不同时长(2 h、4 h、6 h、8 h)再灌注24 h作为观察时间点,利用细胞增殖-毒性检测试剂盒(Cell Counting Kit-8,CCK-8)检测细胞活力;小鼠乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒检测LDH释放;蛋白印迹法(Western blot WB)观察微管相关蛋白1轻链3(LC3-Ⅱ)、活化凋亡蛋白3(Cleaved caspase-3)、以及SIRT3的表达变化;免疫荧光下进一步观察LC3-II、SIRT3表达。结果:与正常组比,随着氧糖剥夺时间的延长,LDH释放量呈台阶式升高(P0.01),而神经元活性进展性下降(P0.01);蛋白印迹结果发现在缺血损伤后LC3-Ⅱ整体上调,并于OGD 4h达峰值,SIRT3分子表达趋势与LC3-Ⅱ相似均呈抛物线状,而Cleaved caspase-3整体上调;相应的,细胞免疫荧光结果显示缺血损伤后神经元胞体和突起中LC3呈点状高表达,与此同时SIRT3荧光强度亦增高。结论:神经元缺血时间越长损伤越重;LC3-Ⅱ和SIRT3表达呈现相似性;SIRT3可能通过调控线粒体自噬参与了拮抗神经元缺血损伤的作用。     

布地奈德通过干预线粒体钙单转运蛋白影响哮喘大鼠气道上皮细胞自噬和屏障功能的机制

摘要 目的：探究布地奈德通过干预线粒体钙单转运蛋白影响哮喘大鼠气道上皮细胞自噬和屏障功能的机制。方法：30只雄性SD大鼠作为研究对象,并根据实验目的分为3组：对照组（正常大鼠,生理盐水干预,n=10）,哮喘组（通过OVA诱导大鼠哮喘模型,n=10）,布地奈德组（气雾剂布地奈德用于治疗过敏性哮喘的大鼠,n=10）。通过钙测定试剂盒和蛋白印迹分析大鼠气道上皮细胞中Ca²⁺的吸收和MCU蛋白表达;TEER和TRITC 荧光分析检测大鼠气道上皮中的屏障功能;免疫组化分析分气道上皮细胞屏障功能相关因子ZO-1、E-cadherin的蛋白表达;ELISAF分析BALF上清液中炎性因子IL-4、IL-5和IL-13的水平;二氢乙锭衍生物和蛋白印迹分析BALF中ROS含量和caspase-3活性。结果：哮喘组较对照组Ca²⁺浓度降低,MCU蛋白表达升高（P<0.05）,布地奈德组较哮喘组Ca²⁺浓度升高,MCU蛋白表达降低（P<0.05）。哮喘组较对照组TEER降低,TRITC升高（P<0.05）,布地奈德组较哮喘组TEER升高,TRITC降低（P<0.05）。哮喘组较对照组ZO-1、E-cadherin的蛋白表达降低（P<0.05）,布地奈德组较哮喘组ZO-1、E-cadherin的蛋白表达升高（P<0.05）。哮喘组较对照组IL-4、IL-5和IL-13的水平升高（P<0.05）,布地奈德组较哮喘组IL-4、IL-5和IL-13的水平降低（P<0.05）。对照组组支气管和肺泡结构未见异常,与对照组相比哮喘组大鼠表现出肺泡间隔增厚,可见的肺毛细血管水肿,以及肺毛细血管和肺泡间隙中的大量炎性细胞浸润（P<0.05）,与哮喘组相比,布地奈德组显著减轻肺部病变的严重程度（P<0.05）。哮喘组较对照组LC3B II/I、ATG5、Beclin-1 和LC3II 的表达升高（P<0.05）,布地奈德组较哮喘组LC3B II/I、ATG5、Beclin-1 和LC3II 的表达降低（P<0.05）。哮喘组较对照组ROS含量和caspase-3活性升高（P<0.05）,布地奈德组较哮喘组ROS含量和caspase-3活性降低（P<0.05）。结论：布地奈德通过调节MCU表达介导气道上皮细胞的屏障完整性和自噬水平,缓解哮喘气道炎症,改善哮喘症状。     

维生素C对万古霉素诱导大鼠肾损伤自噬的作用

摘要 目的：探讨维生素C对万古霉素诱导肾损伤自噬水平的影响。方法：将20只雄性SD大鼠随机分为：对照组、万古霉素组、万古霉素+维生素C组和维生素C组。万古霉素组：连续每天腹腔注射400 mg/kg万古霉素;万古霉素+维生素C组：注射万古霉素之前30 min腹腔注射200 mg/kg维生素C;对照组和维生素C组分别单独注射同体积的生理盐水和200 mg/kg维生素C。连续给药7 d后,通过苏木精-伊红染色（HE）观察大鼠肾组织病理损伤;免疫组化和免疫荧光检测肾组织中LC3B和Beclin 1的表达情况,比较各组之间的表达差异。结果：相对于对照组,万古霉素诱导大鼠肾损伤模型组肾组织出现明显的病理改变,包括肾间质水肿,肾小管细胞质空泡性变化,细胞凋亡坏死等;同时观察到肾组织中LC3B光密度明显升高和Beclin 1的荧光强度显著增强。维生素C处理组,肾组织的病理损伤显著改善并且自噬相关蛋白LC3B和Beclin 1的表达显著降低。相对于对照组,维生素C单独处理组肾组织损伤和自噬相关蛋白的表达无明显变化。结论：维生素C可降低自噬相关蛋白LC3B和Beclin 1的表达,缓解万古霉素诱导的大鼠肾损伤。     

缺血性心肌病大鼠心肌细胞自噬在心肌重塑中的作用*

目的:研究缺血性心肌病大鼠心肌细胞自噬在心肌重塑中的作用。方法:36 只雄性SD大鼠分为正常对照组、假手术组、缺血性心肌病组( n=12),3组大鼠术前行心脏彩超检查,正常对照组大鼠不进行处理;假手术组大鼠开胸后不结扎冠状动脉,关闭胸腔;缺血性心肌病组大鼠开胸结扎冠状动脉20 min后,解开结扎线行再灌注后关闭胸腔,3组大鼠术后4周行心脏彩超检查后处死大鼠取心脏行HE染色、masson染色,观察心肌病理改变,用Western blot技术检测各组大鼠心肌细胞GRP78、LC3-I、LC3-II、Beclin-I表达及LC3-II/LC3-I比值的变化。结果:与正常组及假手术组比较,缺血性心肌病大鼠心室扩大,EF值降低;心肌排列紊乱,心肌纤维化增加;线粒体空泡化严重;内质网应激关键蛋白GRP78上调;自噬相关蛋白LC3-I、LC3-II、Beclin-I及LC3-II/LC3-I比值增加。结论:缺血性心肌病大鼠心肌细胞中内质网应激和自噬可能在心肌重塑中具有重要作用。     

Induction of autophagy contributes to the neuroprotection of nicotinamide phosphoribosyltransferase in cerebral ischemia

Recent reports indicate that autophagy serves as a stress response and may participate in pathophysiology of cerebral ischemia. Nicotinamide phosphoribosyltransferase (Nampt, also known as visfatin), the rate-limiting enzyme in mammalian NAD⁺ biosynthesis, protects against ischemic stroke through inhibiting neuronal apoptosis and necrosis. This study was taken to determine the involvement of autophagy in neuroprotection of Nampt in cerebral ischemia. Middle cerebral artery occlusion (MCAO) in rats and oxygen-glucose deprivation (OGD) in cultured cortical neurons were performed. Nampt was overexpressed or knocked-down using lentivirus-mediated gene transfer in vivo and in vitro. Immunochemistry (LC3-II), electron microscope and immunoblotting assays (LC3-II, beclin-1, mammalian target of rapamycin [mTOR], S6K1 and tuberous sclerosis complex-2 [TSC2]) were performed to assess autophagy. We found that overexpression of Nampt increased autophagy (LC3 puncta immunochemistry staining, LC3-II/beclin-1 expression and autophagosomes number) both in vivo and in vitro at 2 hours after MCAO. At the early stage of OGD, autophagy inducer rapamycin protected against neuronal injury induced by Nampt knockdown, whereas autophagy inhibitor 3-methyladenine abolished the neuroprotective effect of Nampt partly. Overexpression or knockdown of Nampt regulated the phosphorylation of mTOR and S6K1 signaling pathway upon OGD stress through enhancing phosphorylation of TSC2 at Ser1387 but not Thr1462 site. Furthermore, in cultured SIRT1-knockout neurons, the regulation of Nampt on autophagic proteins LC3-II and beclin-1 was abolished. Our results demonstrate that Nampt promotes neuronal survival through inducing autophagy via regulating TSC2-mTOR-S6K1 signaling pathway in a SIRT1-dependent manner during cerebral ischemia.     

缺血预处理通过激活自噬保护肾缺血-再灌注损伤

目的:探讨缺血预处理对缺血-再灌注所致急性肾损伤的保护作用与可能机制。方法:将健康雄性SD大鼠18只随机分为三组:假手术组(Sham组)、肾缺血组(I/R组)、实验组,Sham组大鼠开腹后游离左侧肾蒂血管,不夹闭,观察60 min关闭腹部。I/R组大鼠开腹后切除右肾,左肾蒂血管分离,观察15 min后用无损伤动脉夹持续夹闭左肾蒂血管45 min后,关闭腹部,恢复左肾血流。实验组开腹后切除切除右肾,左肾蒂血管分离,行4个循环夹闭左肾蒂血管1 min/再灌注4 min预处理后,无损伤动脉持续夹闭45 min,关闭腹部,恢复左肾血流。比较各组大鼠术后尿素氮值(Burea nitrogen,BUN)与肌酐值(Serum creatinine,SCR)水平,肾组织病理学评分及微管相关蛋白轻链3(Microtubule-associated protein l light chain 3,LC3)和自噬基因Beclin-1的表达。结果:所有大鼠在实验过程无死亡。I/R组、实验组再灌注后4 h、24 h的BUN与SCr值显著高于Sham组(P0.05),肾脏组织病理学评分显著高于Sham组(P0.05),实验组以上指标均显著低于I/R组(P0.05);I/R组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值、Beclin-1相对表达量显著高于Sham组(P0.05),实验组以上指标均显著低于I/R组(P0.05)。实验组大鼠再灌注后24h LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值、Beclin-1相对表达量与肾组织病理学评分、BUN、SCr值呈显著相关性(P0.05)。结论:缺血预处理可能通过激活自噬,减轻缺血-再灌注所致急性肾损伤,并改善肾功能。     

毛蕊异黄酮通过抑制calpain-1的表达发挥抗脑缺血再灌注损伤的研究

目的:探讨毛蕊异黄酮抗脑缺血再灌注损伤的作用是否与抑制calpain-1的表达有关。方法:将SD大鼠随机分为假手术组、模型组以及药物组,采用线栓法建立大鼠大脑中动脉阻断(MCAO)模型,于缺血再灌注前30 min腹腔注射给予20 mg/kg毛蕊异黄酮或等体积的溶剂。再灌注24 h后,行神经功能学评分、脑梗死面积以及神经元凋亡检测;再灌注12 h、24 h时,采用免疫组化和蛋白印迹技术检测大鼠脑皮层calpain-1的表达。结果:与假手术组大鼠比较,MCAO模型组大鼠再灌注24 h后神经功能学评分、梗死面积、神经元凋亡率及calpain-1的表达均明显升高(P0.05),而毛蕊异黄酮能够降低模型组大鼠再灌注24 h后神经功能学评分、梗死面积、神经元凋亡率以及calpain-1的表达(P0.05)。结论:毛蕊异黄酮可能通过抑制calpain-1的表达发挥抗脑缺血再灌注损伤作用。     

丹参酚酸B通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路促进自噬减轻大鼠心肌纤维化的研究

目的:研究丹参酚酸B(SA-B)能否通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路促进自噬,从而减轻大鼠心肌纤维化。方法:选用SD大鼠40只,完全随机化分为对照组、模型组、低剂量SA-B治疗组和高剂量SA-B治疗组,采用皮下注射异丙肾上腺素(ISO)构建大鼠心肌纤维化模型。低、高剂量SA-B治疗组在造模同时灌喂丹参酚酸B水溶液,对照组和模型组分别灌胃等体积0.9%生理盐水。测定心重指数(HW/BW)和左心室重指数(LVW/BW);ELISA法测定心肌中Ⅰ型、Ⅲ型胶原水平;Western blot检测自噬相关蛋白PI3K、AKT、p-AKT、mTOR、Beclin1、LC3-Ⅱ水平;大鼠心肌HE染色评估心肌纤维化程度。结果:与对照组比较,模型组中大鼠的心重指数、左心室重指数和心肌中Ⅰ型、Ⅲ型胶原的水平升高(P0.05),HE染色结果提示心肌组织发生明显的纤维化。模型组大鼠心肌细胞中的自噬相关蛋白PI3K、AKT、p-AKT、mTOR表达升高,Beclin1、LC3-Ⅱ表达较对照组明显降低(P0.05)。SA-B组中心重指数、左心室重指数和心肌中Ⅰ型、Ⅲ型胶原的水平明显降低,HE染色未见明显纤维化病灶,其自噬相关蛋白PI3K、AKT、p-AKT、mTOR表达降低,Beclin1、LC3-Ⅱ表达较模型组明显升高(P0.05)。结论:丹参酚酸B能够抑制ISO所致的大鼠心肌纤维化,且具有剂量依耐性,其机制与抑制PI3K/AKT/mTOR传导通路促进细胞自噬密切相关。     

Induction of autophagy contributes to the neuroprotection of nicotinamide phosphoribosyltransferase in cerebral ischemia

Recent reports indicate that autophagy serves as a stress response and may participate in pathophysiology of cerebral ischemia. Nicotinamide phosphoribosyltransferase (Nampt, also known as visfatin), the rate-limiting enzyme in mammalian NAD (+) biosynthesis, protects against ischemic stroke through inhibiting neuronal apoptosis and necrosis. This study was taken to determine the involvement of autophagy in neuroprotection of Nampt in cerebral ischemia. Middle cerebral artery occlusion (MCAO) in rats and oxygen-glucose deprivation (OGD) in cultured cortical neurons were performed. Nampt was overexpressed or knocked-down using lentivirus-mediated gene transfer in vivo and in vitro. Immunochemistry (LC3-II), electron microscope and immunoblotting assays (LC3-II, beclin-1, mammalian target of rapamycin [mTOR], S6K1 and tuberous sclerosis complex-2 [TSC2]) were performed to assess autophagy. We found that overexpression of Nampt increased autophagy (LC3 puncta immunochemistry staining, LC3-II/beclin-1 expression and autophagosomes number) both in vivo and in vitro at 2 hours after MCAO. At the early stage of OGD, autophagy inducer rapamycin protected against neuronal injury induced by Nampt knockdown, whereas autophagy inhibitor 3-methyladenine abolished the neuroprotective effect of Nampt partly. Overexpression or knockdown of Nampt regulated the phosphorylation of mTOR and S6K1 signaling pathway upon OGD stress through enhancing phosphorylation of TSC2 at Ser1387 but not Thr1462 site. Furthermore, in cultured SIRT1-knockout neurons, the regulation of Nampt on autophagic proteins LC3-II and beclin-1 was abolished. Our results demonstrate that Nampt promotes neuronal survival through inducing autophagy via regulating TSC2-mTOR-S6K1 signaling pathway in a SIRT1-dependent manner during cerebral ischemia.     

氧化低密度脂蛋白经AMPK/mTOR信号通路诱导HUVECs自噬

氧化低密度脂蛋白（oxygenized low density lipoprotein, ox-LDL）诱导人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells, HUVECs）损伤有助于动脉粥样硬化（atherosclerosis, AS）的发展。但ox-LDL对HUVECs自噬的影响及机制尚不清楚。为探究其机制,采用体外培养HUVECs,建立ox-LDL损伤模型。透射电子显微镜观察HUVECs中自噬体的变化;Western印迹法检测p-AMPK、AMPK、p-mTOR、mTOR及Beclin1、LC3-II、P62的表达。结果显示,与对照组比较,透射电子显微镜下观察到ox-LDL组的自噬体明显增多。Western印迹结果显示,与对照组比较,ox-LDL组Beclin1(0.81±0.04 vs. 1.83±0.11,P＜0.01)、LC3-II(0.80±0.06 vs. 1.61±0.06, P＜0.01)和P62(0.65±0.10 vs. 1.64±0.17, P＜0.01)表达显著增高。ox-LDL和BafilomycinA1共同干预组Beclin-1(3.15±0.15 vs. 3.17±0.13, P>0.05)、LC3-II(2.95±0.12 vs. 2.96±0.12, P >0.05)和P62(3.26±0.15 vs. 3.19±0.15, P>0.05)表达与BafilomycinA1组无显著差异,ox-LDL未使自噬起始增加,可能是降解受损导致自噬体的积累。与对照组比较,ox-LDL增加p-AMPK (0.47±0.03 vs. 0.96±0.03, P＜0.01)表达,并降低p-mTOR(0.86±0.04 vs. 0.25±0.05, P＜0.01)表达。单独阻断mTOR时, Beclin-1(0.81±0.05 vs. 2.19±0.17, P＜0.01)、LC3-II(0.76±0.13 vs 2.00±0.05, P＜0.01)和P62(0.74±0.12 vs. 1.94±0.11, P＜0.01)表达显著增加。亮氨酸（Leucine）可增加p-mTOR(0.87±0.11 vs. 1.67±0.07, P＜0.01)表达,并降低Beclin-1(0.81±0.05 vs. 0.37±0.03, P＜0.01)、LC3-II（0.76±0.13 vs. 0.41±0.02, P＜0.01）和P62（0.76±0.10 vs. 0.44±0.04, P＜0.01）表达,但ox-LDL可使Leucine预处理后的p-mTOR（1.67±0.11 vs. 0.82±0.02, P＜0.01）表达显著降低,并且Beclin-1（0.37±0.03 vs. 0.78±0.04, P＜0.01）、LC3-II（0.41±0.02 vs. 0.78±0.02, P＜0.01）和P62（0.44±0.04 vs. 0.74±0.04, P＜0.01）表达显著增加。说明mTOR参与ox-LDL诱导的自噬。与ox-LDL组相比,ox-LDL和Si-AMPK共同处理组p-mTOR(0.25±0.05 vs. 0.46±0.03, P＜0.01)表达增加以及Beclin-1(1.97±0.04 vs. 1.26±0.12, P＜0.01)、LC3-II(1.42±0.10 vs. 0.95±0.05, P＜0.01)和P62(1.58±0.09 vs. 0.98±0.11, P＜0.01)表达降低。以上结果表明,ox-LDL通过AMPK/mTOR途径诱导HUVECs发生自噬,并且导致自噬体的积累。     

Protection against Experimental Stroke by Ganglioside GM1 Is Associated with the Inhibition of Autophagy

Ganglioside GM1, which is particularly abundant in the central nervous system (CNS), is closely associated with the protection against several CNS disorders. However, controversial findings have been reported on the role of GM1 following ischemic stroke. In the present study, using a rat middle cerebral artery occlusion (MCAO) model, we investigated whether GM1 can protect against ischemic brain injury and whether it targets the autophagy pathway. GM1 was delivered to Sprague-Dawley male rats at 3 doses (25 mg/kg, 50 mg/kg, 100 mg/kg) by intraperitoneal injection soon after reperfusion and then once daily for 2 days. The same volume of saline was given as a control. Tat–Beclin-1, a specific autophagy inducer, was administered by intraperitoneal injection at 24 and 48 hours post-MCAO. Infarction volume, mortality and neurological function were assessed at 72 hours after ischemic insult. Immunofluorescence and Western blotting were performed to determine the expression of autophagy-related proteins P62, LC3 and Beclin-1 in the penumbra area. No significant changes in mortality and physiological variables (heart rate, blood glucose levels and arterial blood gases) were observed between the different groups. However, MCAO resulted in enhanced conversion of LC3-I into LC3-II, P62 degradation, high levels of Beclin-1, a large area infarction (26.3±3.6%) and serious neurobehavioral deficits. GM1 (50 mg/kg) treatment significantly reduced the autophagy activation, neurobehavioral dysfunctions, and infarction volume (from 26.3% to 19.5%) without causing significant adverse side effects. However, this biological function could be abolished by Tat–Beclin-1. In conclusion: GM1 demonstrated safe and robust neuroprotective effects that are associated with the inhibition of autophagy following experimental stroke.