周期性张应力诱导成纤维细胞凋亡中p38MAPK信号通路的作用

背景：当牙齿受异常咬合力时会导致牙体吸收、牙周组织的大量破坏。 目的：研究牙周膜成纤维细胞在受到周期性张应力刺激后是否发生凋亡及p38MAPK信号通路是否参与该凋亡过程。 方法：取4~7代成纤维细胞,同步化后随机分为对照组、加力组和SB203580组。加力组和SB203580组细胞加载力值为12%表面应变率,加力频率为6个循环/min,即5 s拉伸,5 s松弛。SB203580组细胞在加力前1 h加入终浓度为20 mmol/L的p38MAPK抑制剂SB203580。分别在加力6,12,24 h,取各组细胞,流式细胞仪检测细胞凋亡,RT-PCR检测细胞凋亡基因bax mRNA的表达。 结果与结论：与对照组比较,加力后成纤维细胞凋亡率及bax mRNA表达增加 (P < 0.05),且随着加力时间的延长而增强,12 h达高峰,之后逐渐下降。与加力组比较,SB203580组对应时间点细胞凋亡减少 (P < 0.05),bax mRNA表达降低。说明细胞受到力学刺激会发生凋亡,而丝裂原活化蛋白激酶p38MAPK信号通路参与了该凋亡过程。     

Fractalkine通过激活p38MAPK信号通路调控狼疮性肾炎小鼠Treg细胞凋亡北大核心CSCD

目的:探讨趋化因子Fractalkine(FKN)对狼疮性肾炎(LN)小鼠Treg细胞凋亡的影响及机制。方法:构建LN小鼠模型,使用FKN中和抗体(Anti-FKN)、p38MAPK信号通路的抑制剂(SB203580)、p38MAPK信号通路的激活剂(U-46619)作用于正常小鼠及模型小鼠,采用免疫组化检测小鼠肾组织中FKN、磷酸化p38(p-p38)及Foxp3的蛋白表达;采用免疫磁珠法分选模型小鼠脾脏CD4^(+)CD25^(+)Treg细胞,使用腺病毒转染细胞的方式敲低FKN的表达水平,同时使用p38MAPK信号通路抑制剂(SB203580)及激活剂(U-46619)干预细胞。采用Western blot验证FKN敲低的成功转染、检测p38、p-p38、Foxp3、凋亡相关因子(Bax、Bcl-2及Cyt-c)的蛋白表达。结果:LN小鼠肾组织中的FKN及磷酸化p38MAPK的表达明显上调,低表达FKN可降低LN小鼠肾组织及Treg细胞中FKN和p-p38的表达,增加Foxp3的表达,同时增加细胞内抗凋亡因子Bcl-2蛋白的表达,而减少促凋亡因子Bax及Cyt-c蛋白的表达。p38MAPK信号通路抑制剂对上述因子的作用与低表达FKN相似,其激活剂可以逆转这些因子在LN小鼠Treg细胞中的表达。结论:FKN可能通过激活p38MAPK信号通路参与调控LN小鼠Treg细胞凋亡,为阐明LN的发病机制提供了实验依据。     

抑制蛋白激酶D1表达水平对高糖诱导心肌细胞凋亡的影响及作用机制

目的:探讨下调蛋白激酶D1(PKD1)对高糖环境下心肌细胞凋亡的影响及机制。方法:实验分5组:Control组(正常培养的H9c2细胞)、HG组(H9c2细胞高糖条件培养24h)、si-NC组(H9c2细胞转染siRNA control后高糖条件培养24h)、si-PKD1组(H9c2细胞转染PKD1siRNA后高糖条件培养24h)和si-PKD1+SB203580组[H9c2细胞转染PKD1siRNA 12h后加入p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信号通路抑制剂SB203580,再高糖条件培养24h],用qRT-PCR和Western blot方法检测各组细胞PKD1 mRNA和蛋白表达水平(si-PKD1+SB203580组除外);流式细胞术测定细胞凋亡情况,Western blot测定细胞促凋亡蛋白Bcl-2相关X蛋白(Bax)的表达水平,同时检测细胞中p38MAPK及其磷酸化p-p38MAPK水平。结果:HG组细胞PKD1mRNA和蛋白水平均明显高于Control组(P0.01)。与HG组比较,si-PKD1组细胞中PKD1 mRNA和蛋白表达明显降低(P0.01),细胞凋亡率降低,Bax蛋白表达水平下降,细胞中p-p38MAPK水平降低(P0.01)。与si-PKD1组比较,siPKD1+SB203580组心肌细胞凋亡率进一步降低,细胞中Bax蛋白水平下降,p-p38MAPK、p-p38MAPK/p38MAPK水平降低(P0.01)。结论:高糖诱导心肌细胞PKD1表达,下调PKD1可能通过抑制p38MAPK信号通路激活减少高糖诱导的心肌细胞凋亡。     

白细胞介素17通过激活p38MAPK信号通路调控人牙周膜成纤维细胞RANKL和OPG的表达

目的使用p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信号通路抑制剂确定白细胞介素17(IL-17)是否通过该通路参与调控人牙周膜成纤维细胞(HPDLF)核因子κB受体激活蛋白配体(RANKL)和护骨因子(OPG)的表达。方法组织块法分离培养HPDLF, 20 ng/mL IL-17分别刺激0、 20、 40、 60、 80 min,Western blot法检测HPDLF磷酸化的p38MAPK(p-p38MAPK)蛋白水平。HPDLF随机分为空白对照组、二甲基亚砜(DMSO)组、 p38MAPK抑制剂SB203580组、 IL-17组、 IL-17联合DMSO组、 IL-17联合SB203580组。IL-17及联合处理组,分别添加10μmol/L SB203580、 20 ng/mL IL-17。实时定量PCR检测HPDLF的RANKL、 OPG mRNA水平, Western blot法检测RANKL蛋白水平、 ELISA检测OPG蛋白含量。结果 p-p38MAPK蛋白水平在IL-17刺激后的0～60 min内随时间增加,在60 min时达到最高,在80 min时下降。IL-17可上调HPDLF中RANKL mRNA及蛋白表达,下调OPG mRNA和蛋白表达。较单纯使用IL-17刺激,添加SB203580通路抑制剂后, RANKL mRNA和蛋白水平均降低, OPG的mRNA水平升高。结论 IL-17通过激活p38MAPK信号通路,上调HPDLF的RANKL表达,抑制OPG mRNA表达。     

抑制免疫抑制因子COX-2 对视网膜神经节细胞凋亡的影响及 p38MAPK 信号的调控作用

目的:探讨环氧合酶-2(COX-2)抑制剂NS-398对H_2O_2诱导的视网膜神经节RGC-5细胞活力和凋亡及p38MAPK信号通路的调控作用。方法:200、300、400、600、800μmol/L的H_2O_2刺激视网膜神经节RGC-5细胞建立H_2O_2损伤模型,根据半数抑制浓度选择H_2O_2的浓度; COX-2抑制剂NS-398处理H_2O_2诱导的RGC-5细胞7 h,SB203580作为p38MAPK信号通路抑制剂,通过MTT法及流式细胞术分别检测细胞的活力和凋亡率; Western blot检测细胞增殖核抗原(PCNA)、p53、p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)、p-p38的蛋白表达。结果:不同浓度的H_2O_2均可抑制RGC-5细胞活力,且随H_2O_2浓度升高细胞活力降低,由于400μmol/L的H_2O_2可抑制一半的细胞活力,选择作为研究对象;与空白对照组比较,H_2O_2组细胞活力及PCNA蛋白表达均显著降低,细胞凋亡率及p53和p-p38的蛋白表达均显著升高,与H_2O_2组比较,H_2O_2+NS-398组细胞活力及PCNA蛋白表达均显著升高,细胞凋亡率及p53和p-p38的蛋白表达均显著降低(P0. 05);与H_2O_2+NS-398组比较,H_2O_2+NS-398+SB203580组细胞活力及PCNA蛋白表达均显著升高,细胞凋亡率及p53和p-p38的蛋白表达均显著降低(P0. 05)。结论:抑制免疫抑制因子COX-2表达可通过调控p38MAPK信号通路提高视网膜神经节细胞活力和抑制细胞凋亡。     

胡黄连苷Ⅱ干预脑缺血/再灌注损伤后p38丝裂原活化蛋白激酶信号通路的作用机制

目的 探讨胡黄连苷Ⅱ对脑缺血/再灌注损伤后p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)通路的影响及其神经保护作用机制.方法 成年健康雄性Wistar大鼠150只,应用线栓法建立大鼠大脑中动脉闭塞/再灌注(MCAO/R)模型,按照随机对照原则,动物分为假手术组、模型组、胡黄连苷组、茴香霉素(p38 MAPK激活剂)组、茴香霉素+胡黄连苷组和SB203580(p38 MAPK抑制剂)组和SB203580+胡黄连苷组.改良神经功能评分(mNSS)法评价大鼠神经行为功能,HE染色观察神经细胞的形态结构,TUNEL法检测细胞凋亡,免疫组织化学法检测脑组织磷酸化p38 MAPK(p-p38 MAPK)表达水平,Western blotting检测大鼠皮质区p-p38 MAPK、磷酸化MAPK激活的蛋白激酶2(p-MK2)、磷酸化胞质磷脂酶A2(p-cPLA2)、白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子α(TNF-α).结果 假手术组大鼠无神经功能缺损.模型组大鼠神经功能缺损评分升高,皮质区神经细胞损伤加重,脑梗死体积增大,凋亡细胞增多,p-p38 MAPK、p-MK2、p-cPLA2、IL-6及TNF-α蛋白表达增强.胡黄连苷组、SB203580组和SB203580+胡黄连苷组大鼠皮质区神经元损伤较轻,凋亡细胞数量明显减少,p-p38 MAPK、p-MK2、p-cPLA2以及IL-6蛋白表达较模型组明显降低.茴香霉素组、茴香霉素+胡黄连苷组各项指标与模型组相近,脑梗死体积较大,神经功能缺损较重,p-p38 MAPK、p-MK2、p-cPLA2以及IL-6蛋白表达升高.结论 脑缺血损伤后激活p38 MAPK信号通路介导神经元凋亡和炎症反应,胡黄连苷Ⅱ可能通过降低p38 MAPK通路的活化,抑制神经元凋亡和炎症反应从而保护神经系统.     

肝星状细胞增殖与p38丝裂原活化蛋白激酶信号传导通路的关系

背景：肝星状细胞的激活、增殖导致肝纤维化,p38丝裂原活化蛋白激酶信号通路可参与调控细胞增殖。 目的：探讨SB203580作用于乙醛刺激的大鼠肝星状细胞后p38丝裂原活化蛋白激酶活性变化和细胞增殖变化。 方法：体外培养大鼠肝星状细胞株,在乙醛干预的基础上加入不同浓度的p38特异性抑制剂SB203580进行培养,并设置对照。以Western blot检测磷酸化p38 蛋白表达水平变化,MTT比色法检测细胞增殖。 结果与结论：乙醛刺激后大鼠肝星状细胞内磷酸化p38水平增强,细胞增殖明显。使用5,10,20 μmol/L SB203580能明显抑制乙醛刺激的肝星状细胞增殖(P < 0.05),加大浓度至30 μmol/L时,抑制作用更明显(P < 0.01),抑制率为43.9%,而磷酸化p38水平也降低(P < 0.05)。结果证实,抑制p38丝裂原活化蛋白激酶活性可能影响肝星状细胞的增殖。     

人乳腺癌中p-P38信号分子与nPA表达增强

目的 研究磷酸化p38（p-p38）信号分子和uPA在乳腺癌组织及细胞中表达及意义。方法 免疫组化检测60例乳腺癌组织及其邻近正常乳腺组织中p-p38和uPA蛋白,Western blot检测人乳腺癌细胞中p-p38及uPA蛋白表达及用p38MAPK特异性抑制剂SB203580阻断p38MAPK信号通路后uPA蛋白水平的变化。结果 免疫组化显示,p-p38,uPA蛋白在乳腺癌组织中表达阳性率分别为56.7%和60.0%。,显著高于正常乳腺组织中的表达（P<0.05）,并与乳腺癌的TNM分期及淋巴结转移相关（P<0.05）,而与患者年龄、肿瘤大小无明显相关性,且两者表达存在正相关（r=0.316, P<0.05）。乳腺癌高转移性的MDA-MB-231细胞株p-p38及uPA蛋白表达水平高于低转移的MCF-7细胞株。 用SB203580阻断p38MAPK通路可降低uPA蛋白表达。结论 p-p38和uPA表达在乳腺癌恶性进展中起重要作用,可为乳腺癌转移机制研究提供有效线索。     

p38MAPK信号通路在雨蛙素诱导的胰腺AR42J细胞炎症反应中的作用

目的: 探讨p38 MAPK信号通路在急性胰腺炎体外模型中的作用。方法: AR42J细胞随机分为3组:正常对照组、雨蛙素组(10^-8mol/L雨蛙素)和SB203580组(10 μmol/L SB203580+10^-8mol/L雨蛙素)。于3 h收集细胞,检测淀粉酶分泌率;免疫荧光染色观察p-p38 MAPK核移位;Western blotting印迹检测p-p38 MAPK和TNF-α蛋白表达;EMSA检测NF-κB活性。结果: 与正常对照组比较,雨蛙素组淀粉酶分泌率和TNF-α蛋白水平增高(P<0.01),p-p38 MAPK表达及NF-κB活性表达增加(P<0.01);免疫荧光示雨蛙素组p-p38 MAPK发生了核移位。而与雨蛙素组相比,SB203580组明显降低淀粉酶分泌率和TNF-α蛋白表达(P<0.01),p-p38 MAPK和NF-κB的活性表达也下降(P<0.05);SB203580还抑制了p-p38 MAPK核移位。结论: p38 MAPK通路参与了胰腺细胞内的炎症反应,其机制可能涉及NF-κB通路的活化。     

SB203580对大鼠隐睾生精细胞凋亡的影响

目的:探讨SB203580对大鼠隐睾所致生精细胞凋亡过程中的作用。方法:雄性SD大鼠随机分为隐睾组、隐睾 SB203580(p38MAPK抑制剂)组、隐睾 溶媒组、假手术组。复制单侧隐睾模型,术后分别腹腔内注射溶媒或SB203580。7 d后快速断颈椎处死,TUNEL原位末端标记法结合流式细胞术(FCM)检测各组右侧睾丸生精细胞凋亡,免疫组化观察各组右侧睾丸磷酸化p38MAPK蛋白表达的变化。结果:FCM及TUNEL法均显示隐睾 SB203580组生精细胞凋亡指数低于隐睾组和隐睾 溶媒组,同时磷酸化p38MAPK蛋白表达减少。结论:SB203580能降低p-p38MAPK蛋白表达并抑制热压诱导的生精细胞凋亡。     

TPX2通过p38 MAPK信号通路诱导直肠癌HR-8348细胞凋亡

目的:研究下调非洲爪蟾驱动蛋白样蛋白2靶蛋白(TPX2)对直肠癌细胞凋亡的影响及机制。方法:用TPX2小干扰RNA(si RNA)转染直肠癌HR-8348细胞,记为TPX2 si RNA组;以不做转染的细胞作为正常对照(control)组;以转染si RNA阴性对照(si RNA-NC)的细胞作为si RNA-NC组;用p38 MAPK抑制剂处理敲减TPX2表达后的直肠癌HR-8348细胞记为TPX2 si RNA+SB203580组。RT-qPCR和Western blot测定TPX2的表达水平,MTT法测定细胞存活率,流式细胞术测定细胞凋亡,Western blot测定细胞中p38 MAPK、p-p38 MAPK、cleaved caspase-3和Bcl-2的蛋白水平。结果:TPX2 si RNA转染后HR-8348细胞中TPX2的m RNA和蛋白表达水平显著下降(P 0. 05),而转染si RNA-NC对HR-8348细胞中TPX2的m RNA和蛋白水平没有影响。敲减TPX2表达后的直肠癌HR-8348细胞存活率降低,凋亡率升高,细胞中的cleaved caspase-3、p-p38 MAPK/p38 MAPK蛋白水平明显升高,Bcl-2水平水平降低,与control组比较,差异有统计学意义(P 0. 05)。与TPX2 si RNA组相比,TPX2 si RNA+SB203580组的HR-8348细胞凋亡率、cleaved caspase-3水平和p-p38 MAPK/p38 MAPK蛋白水平明显降低,存活率明显升高(P 0. 05)。结论:TPX2表达下调可以通过激活p38 MAPK促进直肠癌HR-8348细胞凋亡。     

p38 MAPK在顺铂诱导肾小管上皮细胞凋亡中的作用

目的:探讨p38 MAPK在顺铂诱导大鼠近端肾小管上皮细胞(RPTC)凋亡中的作用。方法:首先采用Western blot实验检测0、5、10和20μmol/L顺铂处理24 h对细胞凋亡的影响,确定最佳处理剂量;而后采用20μmol/L顺铂联合50 mg/L p38 MAPK抑制剂SB203580刺激RPTC,实验分为对照组、顺铂组及顺铂+SB203580(加入SB203580处理RPTC 1 h后再给予顺铂处理24 h)。采用相差荧光显微镜观察和流式细胞术分析顺铂处理后RPTC的凋亡情况;采用Ac-DEVD-AFC试剂盒检测RPTC裂解液中的caspase活性;Western blot实验检测p38、磷酸化p38、cleaved PARP和cleaved caspase-3等的蛋白水平;pH计检测顺铂处理后RPTC外环境pH值改变。结果:20μmol/L顺铂处理RPTC 24 h,可以明显诱导细胞凋亡;顺铂处理15 min后RPTC中p38 MAPK开始磷酸化并达到高峰。顺铂处理后12.08%的RPTC呈凋亡形态,具有增强的caspase活性,并且cleaved PARP和cleaved caspase-3水平明显升高(P0.05);p38 MAPK抑制剂SB203580可抑制p38的磷酸化,降低RPTC的凋亡率和caspase活性,并减少cleaved PARP和cleaved caspase-3的蛋白水平。同时,SB203580可逆转顺铂诱导的RPTC培养基pH值的改变。结论:p38 MAPK的磷酸化在顺铂诱导的RPTC凋亡中发挥作用。顺铂诱导RPTC凋亡后,可改变细胞外酸性环境,并可被p38 MAPK抑制剂SB203580所抑制。     

ROS/PKC/p38 MAPK途径在山茱萸多糖抑制心肌细胞缺氧/复氧损伤的作用

 目的:观察山茱萸多糖（polysaccharide from Fructus corni,PFC）对缺氧/复氧（hypoxia/reoxygenation,H/R）损伤心肌细胞的保护作用,并探讨其对ROS/PKC/p38 MAPK途径的影响。方法: 分离原代乳鼠心肌细胞,建立H/R模型,细胞分为7组：正常对照组（N组）、缺氧/复氧组(H/R组)、缺氧/复氧+PFC（终浓度20 mg/L、100 mg/L和200 mg/L）预处理组、缺氧/复氧+PFC（100 mg/L）预处理+蛋白激酶C特异性阻断剂chelerythrine（1 μmol/L）组及缺氧/复氧+PFC（100 mg/L）预处理+p38 MAPK特异性阻断剂SB203580（10 μmol/L）组。倒置显微镜下观察细胞形态和自发搏动频率,Hoechst 33258染色观察细胞凋亡率,酶标仪测定ROS含量、SOD活性及LDH漏出量,免疫印迹法检测PKC、p-p38 MAPK和HSP70的蛋白水平。结果: H/R组细胞活力下降,搏动频率减慢,细胞ROS含量、LDH漏出量、细胞凋亡率及p-p38 MAPK的水平均较N组显著增加（P<0.01）。经PFC预处理后,细胞搏动频率、SOD活性及PKC、HSP70的水平较H/R 组显著增加（P<0.05,）,p-p38 MAPK的水平和细胞凋亡率均减少（P<0.05）,而PFC的保护作用能被chelerythrine或SB203580抑制。结论: 山茱萸多糖可抑制心肌细胞缺氧/复氧损伤,其作用可能与增加SOD活性、抑制ROS产生、激活PKC并抑制p38MAPK的过度激活有关。     

重楼单体PP-11对人乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖的抑制作用及其机制

目的:探讨中药重楼(Paris polyphylla,PP)活性单体PP-11体外抑制人乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖的作用及其机制.方法:采用不同浓度的PP-11作用于MDA-MB-231细胞,采用MTT法和集落形成实验检测细胞增殖情况;Hoechst 33258染色及Annexin V-FITC/PI双染流式细...     

麝香保心丸通过抑制p38 MAPK和NF-κB信号传导通路表达对抗高糖诱导的心肌细胞损伤

目的探讨麝香保心丸(SBP)是否通过抑制p38丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和核因子kappa B(nuclear factor kappa B,NF-κB)通路保护H9c2心肌细胞对抗高浓度葡萄糖(高糖,HG)引起的损伤。方法应用35 mmol/L的HG处理H9c2心肌细胞24 h,建立HG诱导的心肌细胞损伤模型;细胞计数试剂盒8测定细胞存活率;Hoechst 33258核染色荧光显微镜照相法测定细胞凋亡;双氯荧光素(2’,7’-dichlorfluorescein-diacetate,DCFH-DA)染色/荧光显微镜照相法测定胞内活性氧(ROS)水平;罗丹明123(Rh123)染色法测定线粒体膜电位(MMP);Western blot法测定p38MAPK和NF-κB p65蛋白表达水平。结果 HG处理H9c2心肌细胞24 h能引起细胞明显的损伤,使细胞存活率降低,凋亡细胞数量和细胞内ROS生成增多,MMP丢失;HG能增加p38 MAPK和NF-κB p65磷酸化水平;SBP预处理能明显抑制HG上调p38 MAPK和NF-κB p65磷酸化水平这一作用;SBP、p38MAPK通路抑制剂SB203580和NF-κB通路抑制剂PDTC均能阻断HG对心肌细胞的上述损伤作用,包括细胞毒性、凋亡、ROS生成增多及MMP丢失等。结论麝香保心丸(SBP)可通过抑制p38 MAPK和NF-κB信号传导通路保护H9c2心肌细胞对抗高糖(HG)引起的损伤。     

HYPOXIA INDUCES APOPTOSIS BY CASPASE ACTIVATION ACCOMPANYING CYTOCHROME C RELEASE FROM MITOCHONDRIA IN MC3T3E1 OSTEOBLASTS. p38 MAPK IS RELATED IN HYPOXIA-INDUCED APOPTOSIS

The aim of this study is to elucidate the possible mechanism of apoptosis in response to hypoxia in MC3T3E1 osteoblasts. MC3T3E1 osteoblasts under hypoxic conditions (2% oxygen) resulted in apoptosis in a time-dependent manner estimated by DNA fragmentation assay and nuclear morphology stained with fluorescent dye, Hoechst 33258. Pretreatment with Z-VAD-FMK, a pan-caspase inhibitor, or Z-DEVD-CHO, a specific caspase-3 inhibitor, completely suppressed the DNA ladder in response to hypoxia. An increase in caspase-3-like protease (DEVDase) activity was observed during apoptosis, but no caspase-1 activity (YVADase) was detected. To confirm what caspases are involved in apoptosis, western blot analysis was performed using anticaspase-3 or -6 antibody. The 10-kDa protein, corresponding to the active products of caspase-3 and the 10-kDA protein of the active protein of caspase-6 were generated in hypoxia-challenged cells in which processing of the full length form of caspase-3 and -6 was evident. With a time course similar to this caspase-3 and -6 activation was evident, hypoxic stress caused the cleavage of lamin A, typical of caspase-6 activity. In addition, the stress elicited the release of cytochrome c into the cytosol during apoptosis. Furthermore, we have observed that pre-treatment with SB203580, a selective p38 MAP kinase (p38 MAPK) inhibitor, attenuated the hypoxia-induced apoptosis. The addition of SB203580 suppressed caspase-3 and -6-like protease activity by hypoxia up to 50%. In contrast, PD98059 had no effect on the hypoxia-induced apoptosis. To confirm the involvement of MAP kinase, JNK/SAPK, ERK, or p38 kinase assay was performed. Although p38 MAPK was activated in response to hypoxic treatment, the other MAP kinase -JNK/SAPK or ERK- was not or modestly activated. These results suggest that p38 MAPK positively regulates hypoxia-induced apoptosis in MC3T3E1 osteoblasts.     

HYPOXIA INDUCES APOPTOSIS BY CASPASE ACTIVATION ACCOMPANYING CYTOCHROME C RELEASE FROM MITOCHONDRIA IN MC3T3E1 OSTEOBLASTS. p38 MAPK IS RELATED IN HYPOXIA-INDUCED APOPTOSIS

The aim of this study is to elucidate the possible mechanism of apoptosis in response to hypoxia in MC3T3E1 osteoblasts. MC3T3E1 osteoblasts under hypoxic conditions (2% oxygen) resulted in apoptosis in a time-dependent manner estimated by DNA fragmentation assay and nuclear morphology stained with fluorescent dye, Hoechst 33258. Pretreatment with Z-VAD-FMK, a pan-caspase inhibitor, or Z-DEVD-CHO, a specific caspase-3 inhibitor, completely suppressed the DNA ladder in response to hypoxia. An increase in caspase-3-like protease (DEVDase) activity was observed during apoptosis, but no caspase-1 activity (YVADase) was detected. To confirm what caspases are involved in apoptosis, western blot analysis was performed using anticaspase-3 or -6 antibody. The 10-kDa protein, corresponding to the active products of caspase-3 and the 10-kDA protein of the active protein of caspase-6 were generated in hypoxia-challenged cells in which processing of the full length form of caspase-3 and -6 was evident. With a time course similar to this caspase-3 and -6 activation was evident, hypoxic stress caused the cleavage of lamin A, typical of caspase-6 activity. In addition, the stress elicited the release of cytochrome c into the cytosol during apoptosis. Furthermore, we have observed that pre-treatment with SB203580, a selective p38 MAP kinase (p38 MAPK) inhibitor, attenuated the hypoxia-induced apoptosis. The addition of SB203580 suppressed caspase-3 and -6-like protease activity by hypoxia up to 50%. In contrast, PD98059 had no effect on the hypoxia-induced apoptosis. To confirm the involvement of MAP kinase, JNK/SAPK, ERK, or p38 kinase assay was performed. Although p38 MAPK was activated in response to hypoxic treatment, the other MAP kinase -JNK/SAPK or ERK- was not or modestly activated. These results suggest that p38 MAPK positively regulates hypoxia-induced apoptosis in MC3T3E1 osteoblasts.