低氧细胞应激的HIF-1信号通路

低氧诱导因子(hypoxia inducible factor,HIF)由HIF-1α和HIF-1β两个亚基组成,在低氧下其能激活多种靶基因的转录,在细胞、组织生长发育和生理应激,以及某些病理过程中具有重要的作用.近10年来,有关HIF-1在细胞低氧应激时的信号转导通路,特别是HIF-1α介导的基因转录调控的研究取得了巨大进展.     

PI3K/Akt信号通路介导的细胞凋亡机制研究进展

PI3K/Akt信号通路是参与细胞增殖调控的重要 通路之一[1],既有抗凋亡作用又有促凋亡作用 ,以抗 细胞凋亡为主。研究证实AKT的活化与许多人类疾 病如癌症、白血病、糖尿病、精神分裂等密切相关[2]。 现在就PI3K/Akt信号通路对凋亡作用综述如下。     

低氧对人肺腺癌细胞SPCA-1低氧诱导因子-1α和低氧诱导因子-2α的差异性调控作用

目的探讨低氧对肺腺癌细胞SPCA-1低氧诱导因子-lα(HIF-lα)和低氧诱导因子-2α(HIF-2α)的差异性调控作用及其原因。方法体外培养肺腺癌细胞系SPCA-1细胞在常氧、低氧条件下培养不同时间,采用RT-PCR和Western blot检测低氧对HIF-2α和HIF-lα基因的激活作用。通过加入线粒体活性氧族阻断剂观察低氧对HIF-2α和HIF-lα蛋白表达的影响,探讨其表达调控的机制。结果正常氧条件下,SPCA-1整细胞提取物和细胞核提取物中,HIF-1α几乎不表达,HIF-2α在整细胞提取物中有少量表达,但在细胞核提取物中无明显表达。经低氧(0.5%O2)处理4 h后,HIF-2α和HIF-1α蛋白均明显增多;HIF-2α和HIF-1α蛋白与细胞浓度、氧浓度有关;HIF-1α蛋白在低氧4 h后增加,6 h后显著降低,而HIF-2α蛋白低氧4 h增加后并保持于此水平。HIF-1αmRNA水平在低氧6～12 h时降低,而HIF-2αmRNA表达持续升高;经线粒体活性氧族阻断剂鱼藤酮、二亚苯基碘鎓和粘噻唑菌醇处理4 h后,HIF-2α和HIF-lα蛋白水平明显降低。结论低氧可在肺腺癌细胞诱导HIF-1...     

低氧诱导因子-1研究进展

低氧诱导因子-1(HIF-1)是机体的一种重要转录因子,其表达和活性受到细胞氧浓度的严密调控。它通过控制血管生成来调节氧的运输能力,通过调控糖酵解作用来增强机体对低氧的耐受。肿瘤的生长和血管生成与HIF-1的表达紧密相关,抑制HIF-1活性可能是治疗癌症的一种途径。另外,对HIF-1表达水平的药理学控制,可能也是治疗慢性肺疾患、脑缺血和心肌缺血等疾病的一种新思路。     

低氧诱导因子1α在膀胱移行细胞癌中表达及其临床意义

目的观察低氧诱导因子1α(HIF1α)在膀胱移行细胞癌中的表达及其与膀胱癌分级、复发的关系。方法采用免疫组织化学染色CD34观察肿瘤组织中微血管密度(MVD)以及血管内皮生长因子(VEGF)、HIF1α的表达情况。结果G1级、G2级、G3级膀胱癌中HIF1α阳性率分别为27.8%、40%、63.2%,G1级与G3级膀胱癌间差异有统计学意义(P<0.05);膀胱癌复发组及未复发组HIF1α阳性率分别为61.5%、30.6%(P<0.05);G1级、G2级、G3级膀胱癌中VEGF阳性率分别为50%、48%、68.4%,差异无统计学意义(P>0.05);膀胱癌复发组及未复发组VEGF阳性率分别为76.9%、38.9%(P<0.05)。G1级、G2级、G3级膀胱癌MDV分别为44.3±11.6、53.5±10.6、71.9±15.3,G1级与G3级膀胱癌间差异有统计学意义(P<0.05);膀胱癌复发组及未复发组MDV分别为41.7±10.9、77.2±15.3(P<0.05)。结论膀胱癌HIF1α表达与肿瘤分级复发相关,对膀胱癌复发有预测价值。     

脂多糖对人单核细胞株THP-1细胞HIF-1α及其靶基因GLUT-1表达的影响

目的 研究脂多糖(LPS)对人单核细胞株THP-1细胞低氧诱导因子-1α(HIF-1α)及其靶基因葡萄糖转运载体-1(GLUT-1)表达的影响.方法 以1 μg/mL LPS分别处理体外常规培养的THP-1细胞0、2、4、6、8 h.采用Western blotting检测THP-1细胞HIF-1α蛋白表达,RT-PCR技术检测HIF-1α mRNA与GLUT-1 mRNA表达.以不同浓度的LPS(0、0.01、0.1、1 μg/mL)分别刺激THP-1细胞6 h,Western blotting检测HIF-1α蛋白表达.结果 1 μg/mL LPS作用2 h时,THP-1细胞的HIF-1α蛋白表达开始增加,4 h时显著增加(P＜0.05),6～8 h时达高峰(P＜0.01).0.01 μg/mL LPS刺激6 h,THP-1细胞的HIF-1α蛋白表达较对照组明显升高(P＜0.05);当0.1 μg/mL LPS和1 μg/mL LPS刺激6 h时,HIF-1α蛋白表达更高,与对照组相比差异有高度统计学意义(P＜0.01).提示LPS能够诱导THP-1细胞内HIF-1α蛋白表达,并且呈时间和浓度依赖性.1 μg/mL LPS作用2、4、6、8 h均能上调THP-1细胞HIF-1α与GLUT-1 mRNA水平(P＜0.01),且随时间的延长表达逐渐增加.结论 LPS能够促进人单核细胞株THP-1细胞HIF-1α及其靶基因GLUT-1的表达.     

脂多糖对人单核细胞株THP-1细胞HIF-1α及其靶基因GLUT-1表达的影响

目的研究脂多糖(LPS)对人单核细胞株THP-1细胞低氧诱导因子-1α(HIF-1α)及其靶基因葡萄糖转运载体-1(GLUT-1)表达的影响。方法以1μg/mL LPS分别处理体外常规培养的THP-1细胞0、2、4、6、8 h。采用Western blotting检测THP-1细胞HIF-1α蛋白表达,RT-PCR技术检测HIF-1αmRNA与GLUT-1 mRNA表达。以不同浓度的LPS(0、0.01、0.1、1μg/mL)分别刺激THP-1细胞6 h,Western blotting检测HIF-1α蛋白表达。结果1μg/mL LPS作用2 h时,THP-1细胞的HIF-1α蛋白表达开始增加,4 h时显著增加(P<0.05),6~8 h时达高峰(P<0.01)。0.01μg/mL LPS刺激6 h,THP-1细胞的HIF-1α蛋白表达较对照组明显升高(P<0.05);当0.1μg/mL LPS和1μg/mL LPS刺激6 h时,HIF-1α蛋白表达更高,与对照组相比差异有高度统计学意义(P<0.01)。提示LPS能够诱导THP-1细胞内HIF-1α蛋白表达,并且呈时间和浓度依赖性。1μg/mL LPS作用2、4、6、8 h均能上调THP-1细胞HIF-1α与GLUT-1 mRNA水平(P<0.01),且随时间的延长表达逐渐增加。结论LPS能够促进人单核细胞株THP-1细胞HIF-1α及其靶基因GLUT-1的表达。     

抑制低氧诱导因子-1α对PC12细胞存活的影响

目的通过抑制低氧诱导因子-1α转录活性,研究低氧诱导因子-1α在低氧诱导的细胞死亡中的作用。方法①将PC12细胞接种于12孔板,在20%常氧和3%低氧环境中培养24 h,在光镜下拍照并应用计数方法记录PC12细胞的生长情况。②将PC12细胞接种于96孔板,在常氧和低氧环境中培养24 h后,用细胞活力检测剂(a novel tetrazolium compound,3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium inner salt,MTS)检测PC12细胞的生长情况。③在常氧和低氧条件下分别用5 nmol/L、50 nmol/L、500 nmol/L的低氧诱导因子-1α抑制剂棘霉素处理PC12细胞24 h和48 h后,用MTS法检测细胞活力。结果①细胞计数和MTS法检测细胞活力的结果均显示3%的低氧条件可明显诱导PC12细胞死亡。②不同浓度的低氧诱导因子-1α抑制剂棘霉素处理PC12细胞24 h之后,低氧和常氧的细胞活力没有显著区别。③不同浓度的低氧诱导因子-1α抑制剂棘霉素处理PC12细胞48 h之后,低氧不再促进细胞死亡,相反,低氧条件处理的细胞活力明显好于常氧。结论低氧会促使PC12细胞死亡,棘霉素抑制HIF-1α的转录活性24 h后,低氧对PC12细胞的促死亡作用减弱;48 h后,低氧组的细胞活力还可超过常氧组。这表明,低氧下过量的HIF-1α转录激活对细胞是有害的。     

重组腺病毒突变型人低氧诱导因子1α对细胞凋亡调节机制的研究

目的 研究重组腺病毒突变型人低氧诱导因子1α(Ad-HIF-1α-Ala564-Ala803)对细胞凋亡的调节机制.方法 将重组腺病毒Ad-HIF-1α-Ala564-Ala803和对照病毒Ad-lacZ感染常氧下LoVo细胞.荧光定量PCR检测不同时间点HIF-1α,p21WAF1/CIP1的mRNA表达水平,Westernblot检测HIF-1α,p21WAF1/CIP1的蛋白表达水平,及Hoechst染色检测loVo细胞的凋亡率.结果 Ad-HIF-1α-Ala564-Ala803感染LoVo细胞后随着HIF-1αmRNA和蛋白表达水平的增高.p21WAF1/CIP1的mRNA和蛋白表达水平也相应增高,Hoechst染色示Ad-HIF-1α-Ala564-Ala803组细胞的凋亡率(16.2%)gq显高于对照组(5.5%)(P=0.00).结论 HIF-1α可通过上调p21WAF1/CIP1的表达,诱导细胞周期停滞,促进细胞凋亡.     

肺炎链球菌溶血素诱导THP-1细胞凋亡涉及MAPK1/3信号途径

目的 探讨肺炎链球菌溶血素(pneumolysin,Ply)对人急性单核细胞白血病单核细胞株THP-1细胞的增殖抑制和诱导凋亡作用及机制.方法 MTT法检测Ply对THP-1细胞的增殖抑制.瑞氏染色观察Ply对人THP-1细胞形态的影响.AnnexinV-FITC/PI双标法检测细胞凋亡.琼脂糖凝胶电泳观察凋亡细胞DN...     

常山酮对人急性单核细胞白血病细胞增殖、凋亡及相关基因表达的影响

目的：研究常山酮对人急性单核细胞白血病（THP-1）细胞增殖、凋亡及Bax、Bcl-2 mRNA表达的影响.方法：取对数生长期的THP-1细胞,分别加入不同浓度的常山酮,CCK-8法检测THP-1增殖率;流式细胞术检测THP-1凋亡情况;实时定量PCR检测Bax及Bcl-2 mRNA的表达情况.结果：常山酮能抑制THP-1细胞增殖、诱导其凋亡,呈剂量依赖关系.常山酮作用后,THP-1细胞内Bax mRNA表达显著升高,而Bcl-2 mRNA表达显著下降.结论：常山酮能抑制THP-1细胞增殖、诱导其凋亡,其作用机制可能与上调Bax mRNA表达、下调Bcl-2 mRNA表达相关.     

大蒜素诱导THP-1细胞凋亡的作用及机制

目的:探讨大蒜素对急性单核细胞白血病细胞株THP-1凋亡及凋亡基因Fas/FasL表达的影响。方法:采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定大蒜素对THP-1细胞增殖抑制率;AO/EB染色观察细胞凋亡形态;Annexin V-FITC/PI双染法流式细胞术(FCM)检测凋亡率的变化;FCM检测细胞凋亡率和细胞周期分布;免疫细胞化学法和Western blot观察细胞Fas、FasL蛋白表达。结果:MTT显示大蒜素能抑制THP-1细胞增殖,呈时间-剂量依赖性,72h中效浓度(IC50)为12.8mg/L。Annexin V-FITC/PI检测凋亡率随大蒜素浓度增加而增加。6.4、12.8mg/L大蒜素作用THP-1细胞72h后,FCM检测G0/G1期细胞比率明显上升,而S期比率明显下降,均出现凋亡峰,凋亡率分别为(22.93±2.93)%和(36.73±2.88)%,呈剂量依赖性,与对照组比较有显著差异(P<0.01)。在荧光显微镜下可区分早、晚期凋亡细胞、活细胞和坏死细胞。免疫组化显示大蒜素作用后Fas/FasL蛋白上调,主要分布在细胞浆和细胞膜。Western blot结果显示Fas/FasL蛋白表达量随大蒜素浓...     

镉诱导肾细胞凋亡及其对P13K／Akt和ERK1／2信号通路的影响

目的镉（cd）诱导猪肾近曲小管上皮细胞（LLC-PK）凋亡及其对胞内蛋白激酶B（P13K／Akt）和胞外信号调节激酶（ERKI／2）表达的影响。方法应用不同浓度Cd（0、10、20、40、50μmol／L）作用LLC-PK：12h和40μmol／Lcd作用LLC-PK。不同时间（0、3、6、12、24h）,采用蛋白免疫印迹法检测细胞内蛋白激酶B（P13K／Akt）和胞外信号调节激酶（ERKl／2）及其磷酸化蛋白表达水平。结果镉可上调P13K／Akt和ERKl／2的表达：当加入N-乙酰半胱氨酸（NAC）预处理后对镉引起的ERKl／2上调具有抑制作用,但对镉引起的P13K／Akt上调的抑制作用不明显。结论镉诱导肾细胞凋亡可能与活化P13K／Akt和ERKI／2通路有关。NAC拮抗镉性肾细胞凋亡的机制可能与抑制镉引起的ERKl／2表达上调有关。     

结核分枝杆菌感染对THP-1细胞CD14表达的影响

目的:探讨结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)感染THP-1细胞后对细胞表面白细胞分化抗原14(CD14)表达的影响.方法:Mtb以10:1感染佛波醇酯(PMA)分化的THP-1细胞,建立Mtb感染THP-1细胞的模型.采用流式细胞术检测THP-1细胞、PMA分化的THP-1细胞及Mtb感染THP-1细胞CD14的表达.结果:THP-1细胞和PMA分化的THP-1细胞表面表达CD14的阳性率分别为5.5%和21.6%,对Mtb的吞噬率分别为7.7%和93.0%;Mtb感染的THP-1细胞表面表达CD14的阳性率为27.5%.结论:PMA分化后的THP-1细胞表面CD14的表达增加,Mtb感染后CD14的表达进一步增加,对Mtb的吞噬率增加.     

PI3K/Akt信号通路在转录水平调控VCAM-1表达

目的 探讨PI3K/Akt信号通路是否调控脂多糖诱导的人内皮细胞VCAM-1表达及机制.方法 脂多糖(LPS) 10μg/mL刺激人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)0、6、12、24 h,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测VCAM-1蛋白表达,刺激0、4、8、12 h行RT-PCR检测VCAM-1 mRNA;LPS(10μg/mL,后同)刺激HUVEC 0、30、60、120 min后,Western blot检测PI3K(磷脂酰肌醇-3激酶)、磷酸化PI3K (p-PI3K)、Akt、磷酸化Akt (p-Akt)表达;PI3K抑制剂LY294002(10、50 μmol/L)、Akt抑制剂A6730(2、10 μmol/L)预处理细胞1h后LPS刺激12 h,Western blot检测VCAM-1蛋白表达,刺激8h行RT-PCR检测VCAM-1 mRNA;加或不加抑制剂,LPS刺激8h加入放线菌素D抑制转录,于0、1、2、3、4h收细胞行RT-PCR检测VCAM-1 mRNA,计算mRNA半衰期.结果 LPS刺激HUVEC(6、12、24 h)后VCAM-1蛋白表达增加(P＜0.05),12h达峰值,VCAM-1 mRNA在刺激后也增加(P＜0.05),8h达峰值;LPS刺激HUVEC后p-PI3K、p-Akt增加,p-PI3K在刺激30 min达峰值(P＜0.05),以后逐渐下降,120 min与0h接近(P＞0.05),p-Akt在刺激30 min明显增加,60 min达峰值,120 min仍高于0 h(P＜0.05);LY294002下调了p-Akt表达(P＜0.05),同时降低VCAM-1蛋白、mRNA合成(P＜0.05);Akt抑制剂也抑制VCAM-1蛋白、mRNA(P＜0.05);PI3K、Akt抑制剂均不影响VCAM-1 mRNA稳定性(P＞0.05).结论 PI3K/Akt信号途径在转录水平调控VCAM-1表达.     

PI3K/Akt信号通路抑制剂对胃癌细胞SGC7901中Skp2和NAG-1表达的影响及其效应

目的 研究PI3K/Akt信号转导通路靶向抑制剂LY294002对胃癌细胞SGC7901中S期激酶相关蛋白2(Skp2)和非甾体抗炎药诱导基因-1(NAG-1)表达的影响.方法 将LY294002作用于胃癌细胞株SGC7901,四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定细胞增殖抑制率,流式细胞术AnnexinV2FITC/PI染色法检测细胞凋亡率,RT-PCR检测NAG-1、Skp2 mRNA的表达情况,Western blot检测p-Akt(Ser473)和总Akt(t-Akt)的表达情况.结果 LY294002可明显抑制SGC7901的生长,呈时间-剂量依赖性,并出现典型的细胞形态学改变;10、30、50 μmol/L的LY294002作用12 h后细胞凋亡率分别为(12.7±0.42)%、(36.5±0.45)%和(64.1±0.79)%,显著高于空白对照组的(2.3±0.36)%,差异均有统计学意义(P<0.01);LY294002可下调p-Akt的蛋白表达,而t-Akt的表达未发生改变;LY294002可上调NAG-1 mRNA的表达,并下调Skp2 mRNA的表达.结论 阻断PI3K/Akt信号转导通路可改变胃癌细胞株SGC7901中Skp2和NAG-1的表达,并能明显抑制细胞增殖,诱导细胞凋亡,其机制可能与其抑制Akt磷酸化及调控NAG-1、Skp2 mRNA表达水平有关.     

VS-1基因转染对血管内皮细胞缺氧/复氧损伤的保护作用

目的构建Ad-VS-1基因转染HUVEC的体外缺氧/复氧模型,探讨VS-1转基因治疗对血管内皮细胞缺氧/复氧损伤的保护作用及其机制。方法①建立HUVEC缺氧/复氧（H/R）损伤模型,分为4组：空白组,H/R组,空载腺病毒转染＋H/R组,Ad-VS-1转染＋H/R组;②测定内皮细胞活力（MTT）,超氧化物歧化酶活力（SOD）、丙二醛（MDA）、eNOS、NO表达、炎症因子ICAM-1、VCAM-1、TNF-α的表达情况;③在Ad-VS-1转染＋H/R组基础上增设Hb、KT5823、SB203580和W ortm an in 4个信号抑制组,流式细胞仪测定细胞凋亡率进行统计学分析。结果①成功构建Ad-VS-1转染HUVEC表达后H/R模型;②与空白组比较,H/R组和空腺病毒感染＋H/R组的MTT、SOD含量、eNOS、NO表达显著降低,而MDA、ICAM-1、VCAM-1、TNF-α含量显著增加（P〈0.05）;与H/R组和空载腺病毒感染＋H/R组比较,VS-1转染＋H/R组MTT、SOD、eNOS、NO表达含量明显回升,而MDA、ICAM-1,TNF-α生成量明显回落（P〈0.05）;③与H/R组和空载腺病毒感染＋H/R组比较,VS-1转染组细胞凋亡率明显降低,而4组信号抑制剂组的细胞凋亡率较VS-1转染组均明显回升（P〈0.05）。结论Ad-VS-1成功转染HUVEC,并通过PI3K/Akt-eNOS-NO-cGMP-PKG和P38MPAK等信号途径,抑制氧化应激和炎症反应,产生显著的抗血管内皮细胞缺氧/复氧损伤作用,为今后VS-1抗心肌缺血/再灌注损伤研究奠定基础。     

PI3K/Akt信号与吴茱萸碱抑制人结肠癌细胞增殖的关系研究

目的 研究吴茱萸碱(Evodiamine,Evo)对结肠癌LoVo细胞增殖的抑制作用及可能的分子机制.方法 采用结晶紫染色分析Evo(0、0.5、1、2、4μmol/L)对LoVo细胞的增殖抑制作用;应用流式细胞术分析Evo(0、0.5、1、2μmol/L)对LoVo细胞凋亡的促进作用;Western blot法分析Evo(0、0.5、1 μmol/L)对LoVo细胞中增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)及Caspase-3蛋白表达水平的影响;利用缺氧诱导因子-1 α(hypoxia inducible factor 1-alpha,HIF-1 α)荧光素酶报告质粒检测Evo(0、0.5、1、2μmol/L)对HIF-1 α转录活性的影响.采用Western blot法分析Evo(0、0.5、1、2μmol/L)对LoVo细胞中HIF-1 α、Akt1/2和磷酸化Akt1/2蛋白水平的影响.结果 与对照组相比,Evo明显抑制LoVo细胞增殖,下调PCNA蛋白水平,促进LoVo细胞凋亡;报告质粒统计结果显示,Evo呈浓度依赖性降低HIF-1α荧光素酶报告质粒活性(Evo为0.5μmol/L时,P＜0.05;Evo为1μmol/L或2μmol/L时,P＜0.01);Western blot检测结果显示,Evo能够明显降低HIF-1 α蛋白水平,下调Akt1/2磷酸化水平.结论 Evo能够抑制LoVo细胞增殖并促进凋亡,其机制可能与Evo下调HIF-1α蛋白表达,抑制PI3 K/Akt信号转导相关.