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葛根素(puerarin)为异黄酮类化合物,具有解热消暑的作用,目前已被证明对动物机体具有解热的作用。然而,葛根素在细胞或分子水平上的“解热”机制尚不清楚。本研究通过检测葛根素对热应激诱导的猪肾小管上皮(LLC-PK1)细胞AIF和cyt c基因表达以及它们蛋白的释放,caspase-9和casapse-3活性,以及Bcl-2/Bax、HSP72、HSP90和HSP60表达的影响,以探讨葛根素抗热应激的作用及其分子机制。 本研究为探讨热应激诱导LLC-PK1细胞线粒体凋亡相关因子的表达和活性情况,以及激活线粒体凋亡途径的时间。采用qRT-PCR方法和caspase活性检测试剂盒分别检测42℃热应激处理后0、2、4、8和16 h以及37℃培养的LLC-PK1细胞中线粒体凋亡途径关键因子HSP72、Bcl-2、Bax、AIF和cyt c的基因表达以及caspase-9和caspase-3的活性。结果显示,42℃热应激1 h即激活LLC-PK1细胞线粒体凋亡途径,且热应激后的0~8h线粒体凋亡途径处于活化状态,其中2h时最为活跃。 为探讨抗热应激葛根素的最佳用量,将LLC-PK1细胞分为不加葛根素的对照组(control)和分别加0.01、0.1、1、10和100μmol·L-1葛根素的葛根素组(pue),不加葛根素的热应激组(HS)和分别加0.01、0.1、1、10和100μmol·L-1葛根素的热应激+葛根素组(HS+pue),分别检测细胞存活率和细胞凋亡率。结果显示,10μmol·L-1葛根素能显著(P<0.05)增加热应激LLC-PK1细胞的存活率,0.1、1和10μmol·L-1葛根素能够极显著(P<0.01)抑制热应激诱导的细胞凋亡,而且没有细胞毒性,其中10μmol·L-1葛根素抗凋亡效果最佳。 然后使用10μmol·L-1葛根素探讨其抗热应激的分子机制。将LLC-PK1细胞分为不含葛根素的对照组(control)、热应激组(HS)和含10μmol·L-1葛根素的葛根素组(pue)、热应激+葛根素组(HS+pue),分别检测AIF和cyt c基因表达以及它们蛋白释放,caspase-9和casapse-3活性,以及Bcl-2/Bax、HSP72、HSP90和HSP60表达。结果显示,葛根素极显著(P<0.01)降低了热应激细胞中AIF和cyt c基因表达以及它们蛋白释放,caspase-9和casapse-3活性和HSP60蛋白表达,以及显著(P<0.05)降低了HSP90的表达,同时显著增加了Bcl-2/Bax(P<0.01)和HSP72(P<0.05)的表达。 综上,热应激使LLC-PK1细胞线粒体凋亡途径活化,诱导细胞凋亡,而葛根素可以通过抑制线粒体凋亡途径活化,上调HSP72表达,减轻热应激诱导的细胞凋亡损伤。