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目的:本课题采用已建立的MC-LR诱导人肝细胞株WRL68恶性转化模型,研究肝细胞恶性转化过程中PP2A活性、GCLC磷酸化、蛋白表达与氧化应激水平的变化情况及其相互关系,为进一步揭示GCLC蛋白磷酸化和氧化损伤在MC-LR致癌过程中的作用提供科学依据。 方法:采用10nmol/L MC-LR连续染毒人肝细胞株WRL68,同时设立对照组(含0.01%DMSO浓度的PBS)。每3天传代一次,使细胞始终暴露于10nmol/L的MC-LR,连续培养至第25代,将不同转化时期的细胞按照传代次数标记为P10、P15和P25。本研究采用酶联免疫吸附(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)法检测丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2-deoxyguano-sine,8-OHdG)的含量、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的含量、GSH合成限速酶γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-glutamylcysteine synthethase,γ-GCS)活性;用实时荧光定量PCR法检测γ-GCS的催化亚基(Glutamate cysteine ligase catalytic subunit,GCLC)的mRNA表达水平;用免疫印迹法(Western blot,WB)检测GCLC的总蛋白和磷酸化蛋白(p-GCLC)的表达水平;采用以磷肽为底物的染色法检测蛋白磷酸酶2A(Protein phosphatase2A,PP2A)酶活性。 结果:1.培养至第15代时,与同代对照组相比,P15染毒组氧化损伤产物8-OHdG及MDA含量升高,差异具有统计学意义(P<0.05);培养至第25代时,P25染毒组8-OHdG及MDA含量升高更为明显,与同代对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。 2.培养至第15代时,与同代对照组相比,P15染毒组抗氧化物酶CAT、SOD、GSH-Px酶活性及GSH含量降低,差异具有统计学意义(P<0.05);培养至第25代时,与同代对照组相比,P25染毒组CAT、SOD、GSH-Px酶活性及GSH含量下降更为明显,差异具有统计学意义(P<0.05)。 3.培养至第10代时,细胞内γ-GCS酶活性开始出现下降,随着染毒时间的延长,γ-GCS酶活性下降更为明显,差异具有统计学意义(P<0.05)。 4.实时荧光定量PCR结果显示,培养至第10代时,P10染毒组γ-GCS催化亚基GCLC mRNA表达水平降至同代对照组的84%(P<0.05);培养至第15代时,P15染毒组GCLC mRNA表达水平降至同代对照组的69%(P<0.05);培养至第25代时,P25染毒组GCLC mRNA表达水平降至同代对照组的66%,差异具有统计学意义(P<0.05)。 5.Western Blot结果显示,培养至第10代时,P10染毒组GCLC蛋白表达水平降至同代对照组的89%(P<0.05);培养至第15代时,P15染毒组GCLC蛋白表达水平降至同代对照组的78%(P<0.05);培养至第25代时,P25染毒组GCLC蛋白表达水平降至同代对照组的65%,差异具有统计学意义(P<0.05)。 6.培养至第10代时,P10染毒组p-GCLC蛋白表达水平为同代对照组的1.2倍(P<0.05);P15染毒组p-GCLC蛋白表达水平为同代对照组的1.5倍(P<0.05);P25染毒组p-GCLC蛋白表达水平为同代对照组的2.9倍,差异具有统计学意义(P<0.05)。 7.培养至第10代时,P10染毒组细胞PP2A酶活性下降至同代对照组的91%(P<0.05);培养至第15、25代时,P15、P25染毒组细胞PP2A酶活性分别下降至同代对照组的75%和69%,差异均具有统计学意义(P<0.05)。 8.直线相关分析结果显示,GCLC蛋白表达水平与8-OHdG含量之间呈负相关关系(r=-0.901,P<0.01);GCLC蛋白表达水平与MDA含量之间呈负相关关系(r=-0.936,P<0.01)。PP2A酶活性与GCLC mRNA表达水平之间呈正相关关系(r=0.983,P<0.05);PP2A酶活性与GCLC蛋白表达水平之间呈正相关关系(r=0.878,P<0.01)。 结论:1.MC-LR低剂量长期染毒诱导人肝细胞WRL68发生恶性转化过程中伴随细胞内PP2A酶活性持续降低,γ-GCS关键亚基GCLC蛋白磷酸化水平持续增加,引起GCLC的mRNA表达、蛋白表达水平下调,γ-GCS酶活性下降。 2.微囊藻毒素-LR诱导肝细胞恶性转化过程中,GSH含量及抗氧化酶CAT、SOD、GSH-Px酶活性下降,MDA和8-OHdG含量逐渐升高,引起脂质和DNA氧化损伤。