Calpain-2介导内质网应激诱导HSC凋亡在肝纤维化中的作用

来源 :华北理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:woainiwgy
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目的应用钙离子载体A23187及钙蛋白酶抑制剂(N-acetyl-Leu-Leu-Norleucinal,ALLN)作用于经转化生长因子β1(Transforming Growth Factor-β1,TGF-β1)刺激的肝星状细胞(Hepatic Stellate Cell,HSC),从内质网应激途径(Endoplasmic Reticulum Stress,ERS)途径阐明钙蛋白酶2(Calpain-2)对HSC凋亡影响,对逆转肝纤维化提供实验证据。方法取出液氮中冻存的HSC,常规复苏培养,同步化后分为5组,分别为对照组(HSC)、TGF-β1组、ALLN组、ALLN+A23187组、A23187组。除对照组之外,其余用四组TGF-β1刺激24h后,分别加入终浓度为25μmol/l ALLN和2μmol/l A23187,其中ALLN+A23187组用ALLN预处理1h后加入A23187,各组均作用24h,进行各指标的检测。透射电子显微镜观察各处理组HSC超微结构;MTT法检测各组HSC增殖情况;流式细胞仪检测各处理组HSC细胞周期;ELISA试剂盒检测各组HSC中calpain-2活性的变化;Annexin V-FITC&PI双染法和Hoechst33342染色检测HSC凋亡情况;激光共聚焦显微镜检测HSC内Ca2+浓度;实时定量PCR检测ERS相关指标GRP78、calpain-2、caspase-12 mRNA;免疫组织细胞化学染色法检测HSC内I型胶原蛋白的表达;Western Blot法检测HSC内calpain-2、caspase-3、caspase-12、caspase-9、GRP78蛋白的表达。结果1形态学:透射电子显微下观察对照组和TGF-β1组染色质分布均匀,ALLN组组中细胞浆收缩,ALLN+A23187组细胞染色质轻度浓缩、边集,A23187组细胞胶原纤维少量存在,染色质明显边集;2细胞增殖:各组HSC间增殖率(PR)的比较经统计学分析有差异(P<0.05),TGF-β1组HSC的PR明显高于对照组(P<0.05),其余3组PR值低于TGF-β1组(P<0.05),ALLN+A23187组PR值显著高于A23187组、低于ALLN组,差异有统计学意义(P<0.05);3细胞周期:各组间细胞周期变化均有统计学差异(P<0.05),与对照组相比,TGF-β1组G1期细胞比例降低,S+G2细胞比例升高(P<0.05),ALLN+A23187组较A23187组干预细胞后G1期细胞比例低,S+G2细胞比例升高(P<0.05),较ALLN组干预细胞后G1期细胞比例升高,S+G2细胞比例降低(P<0.05);4 calpain-2活性:各组间calpain-2活性变化经统计学检验有差异(P<0.05),TGF-β1组HSC中Calpain-2活性(6.280±2.466)与对照组(6.362±1.160)相比无显著性差异(P>0.05),其余3组与TGF-β1组相比均升高(P<0.05);ALLN+A23187组(122.90±2.180)显著低于A23187组(221.723±11.383)、高于ALLN组(21.763±2.466),差异有统计学意义(P<0.05);5 Ca2+浓度:各组间Ca2+浓度变化经统计学检验有差异(P<0.05),TGF-β1组HSC细胞中Ca2+浓度(136.117±13.448)与对照组中(133.623±12.507)比较无显著性差异(P>0.05),ALLN+A23187组与A23187组HSC细胞中Ca2+浓度升高,ALLN+A23187组HSC中的Ca2+浓度(610.373±26.143)显著低于A23187组(987.227±60.341)、高于ALLN组(355.230±25.692),差异均有统计学意义(P<0.05);6 Hoechst33342染色结果:各组HSC细胞核有显著性差异,对照组和TGF-β1组呈正常的蓝色,给予A23187后细胞核可见较多固缩形态或颗粒状荧光。ALLN+A23187组相对于A23187组较少见固缩形态或颗粒状荧光,比ALLN组较多见固缩形荧光;7细胞凋亡:各组HSC凋亡率有统计学差异(P<0.05),TGF-β1组凋亡率(1.70±0.14)%显著低于对照组凋亡率为(3.32±0.29)%(P<0.05),其余3组凋亡率高于TGF-β1组(P<0.05),ALLN+A23187组(8.45±0.35)%凋亡率低于A23187组(14.51±0.37)%、高于ALLN组(5.67±0.52)%(P<0.05);8 ERS各指标mRNA变化:GRP78、Calpain-2、caspase-12mRNA组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。TGF-β1组与对照组比较,3者mRNA表达均无显著性差异(P>0.05),其余3组mRNA表达均高于TGF-β1组,ALLN+A23187组细胞内3者信号分子mRNA表达低于A23187组、高于ALLN组(P<0.05);9I型胶原蛋白表达:TGF-β1组I型胶原表达与对照组相比升高(P<0.05),其余3组均低于TGF-β1组,ALLN+A23187组细胞内低于A23187组、高于ALLN组(P<0.05);10 ERS各指标蛋白的改变:各组HSC GRP78、caspase-9、caspase-12、caspase-3、calpain-2蛋白的表达差异均有统计学意义(P<0.05),TGF-β1组ERS各指标蛋白与对照组相比升高(P<0.05),其余3组ERS各指标蛋白表达均高于TGF-β1组,ALLN+A23187组ERS各指标蛋白表达低于A23187组、高于ALLN组(P<0.05)。结论1 HSC内Ca2+失衡,可诱导HSC发生ERS促进其凋亡;2阻断ERS通路中calpain-2途径,可降低Ca2+浓度及ERS相关指标改变,抑制细胞凋亡进而促进纤维化进展。
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