双联苄类化合物诱导的自噬在细胞凋亡与分化中的作用初探

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背景:双联苄类化合物具有广泛的生物活性,如抗肿瘤、抗真菌和抗炎活性,而其对自噬的影响及其诱导的自噬在细胞凋亡和分化中的作用尚不清楚。自噬可能促进细胞死亡,也可能保护细胞存活,或者只是伴随细胞凋亡的过程。近年来自噬对骨骼作用也受到关注,在不同条件下,自噬可能促进或者抑制破骨细胞(osteoclasts, OCs)生成。因此,我们筛选了部分双联苄类化合物的自噬诱导作用,并对RD诱导的自噬在细胞凋亡中的作用、MC诱导的自噬在细胞分化中的作用进行了初步探讨。方法:以稳定表达GFP-LC3的人胶质瘤细胞株U87细胞为模型,荧光显微镜观察GFP-LC3的聚集斑点,确定化合物的自噬诱导作用,筛选具有诱导自噬作用的双联苄类化合物。Western blotting检测自噬相关蛋白LC3、Atg5、Beclinl和p62的表达以及凋亡标志蛋白多聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)的剪切情况;自噬抑制剂或siRNA阻断Atg5表达后进行化合物处理,流式细胞技术检测细胞凋亡,MTT法检测细胞的增殖活力,确定自噬对化合物诱导凋亡的影响。磁珠分选法分离得到人外周血CD14+细胞,经RANKL和M-CSF或加入10%RA患者滑膜液(RASF)体外诱导为OCs,或以小鼠巨噬细胞系RAW264.7细胞经体外诱导分化为OCs; TRAP染色检测OCs形成的结果;罗丹明标记鬼笔环肽染色检测OCs肌动蛋白环的形成;RT-PCR检测OCs形成中关键因子RANK、M-CSFR和NFATc1的mRNA表达水平;Western blotting检测LC3和NFATc1蛋白的表达。结果:筛选结果显示,双联苄类化合物均有不同程度的自噬诱导作用,其中RD和MC可诱导PC-3细胞中LC-Ⅱ蛋白的表达。RD显著促进PC-3细胞中LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的转化,中等强度诱导Atg5和Beclinl的表达,并导致自噬底物p62的降解。抑制自噬后,RD诱导的细胞凋亡与PARP剪切增加,但凋亡抑制剂Z-VAD-FMK并不影响RD对LC3-Ⅱ的诱导程度。MC在高浓度(10μmol/L)时能显著抑制OCs形成,而RD在该浓度一定程度地促进OCs形成;MC可抑制OCs功能相关的肌动蛋白坏的形成、抑制RASF诱导的OCs形成,降低M-CSFR和NFATc1的mRNA表达水平,抑制NFATc1蛋白水平的表达,同时促进自噬相关蛋白LC3-Ⅱ的表达。结论:双联苄化合物均能不同程度诱导自噬,其中RD诱导PC-3细胞发生保护性自噬;RD可一定程度地诱导OCs形成,而高浓度MC可以抑制OCs及其功能相关的肌动蛋白环形成,抑制模拟体内环境的RASF诱导的OCs形成。MC抑制OCs形成相关因子表达的同时,促进自噬的发生。
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