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目的:苯代谢物氢醌(HQ)暴露可以产生血液毒性,然而其具体机制尚不清楚。本研究旨在探究HQ对人外周血白血病T细胞(Jurkat细胞)增殖和自噬的影响,探索可能参与的自噬信号通路,为阐明HQ血液毒性机制提供基础依据。
方法:于对数生长期收集Jurkat细胞,分别用6.25μmol/L、12.5μmol/L、25μmol/L与50μmol/L的HQ处理细胞24h或48h。采用CCK-8试剂盒检测Jurkat细胞的细胞活力;蛋白质印迹(Western-Blotting)实验检测HQ染毒后的微管相关蛋白轻链3B(LC3B)、多功能泛素化结合蛋白P62的表达,免疫荧光法检测LC3荧光斑点聚集情况;在基因表达数据库GEO中下载微小RNA(miRNA)表达谱数据集GSE92752,筛选差异miRNA,用基因预测工具TargetScan、miRDB和miRwalk分别预测差异miRNA的靶基因并取交集,用靶基因做信号通路富集分析寻找自噬相关信号通路;实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR )和Western-Blotting检测HQ处理后的Jurkat细胞中自噬相关信号通路的关键基因及蛋白表达。
结果:(1)随着HQ染毒浓度和作用时间的增加,Jurkat细胞活力逐渐下降。(2)Western-Blotting结果显示,随着HQ染毒浓度的增加,P62表达逐渐下降,LC3BⅡ/LC3BⅠ值逐渐升高。HQ染毒浓度为25μmol/L时,P62和LC3BⅡ/LC3BⅠ值与对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05);免疫荧光结果显示,随着HQ浓度的增加,LC3荧光斑点聚集明显增强。(3)用生物信息学分析富集了多条自噬信号通路,选择其中磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)及腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)两条通路在细胞模型中进行验证。(4)Western-Blotting结果显示,随着HQ染毒浓度的增加,腺苷酸激活蛋白激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(AMPK/AKT/mTOR)通路关键蛋白Akt和mTOR的磷酸化水平逐渐下降,AMPK的磷酸化水平逐渐升高。与对照组相比,各浓度组的p-Akt、p-mTOR、p-AMPK差异均有统计学意义(P<0.05);随着HQ染毒浓度的增加,Akt、mTOR的基因和蛋白表达逐渐下降,AMPK的基因和蛋白表达逐渐升高。HQ浓度为25μmol/L时,Akt、mTOR、AMPK的基因和蛋白与对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05)。
结论:HQ可以抑制Jurkat细胞的增殖,并且诱导细胞发生自噬,其作用机制可能与AMPK/Akt/mTOR信号通路有关。
方法:于对数生长期收集Jurkat细胞,分别用6.25μmol/L、12.5μmol/L、25μmol/L与50μmol/L的HQ处理细胞24h或48h。采用CCK-8试剂盒检测Jurkat细胞的细胞活力;蛋白质印迹(Western-Blotting)实验检测HQ染毒后的微管相关蛋白轻链3B(LC3B)、多功能泛素化结合蛋白P62的表达,免疫荧光法检测LC3荧光斑点聚集情况;在基因表达数据库GEO中下载微小RNA(miRNA)表达谱数据集GSE92752,筛选差异miRNA,用基因预测工具TargetScan、miRDB和miRwalk分别预测差异miRNA的靶基因并取交集,用靶基因做信号通路富集分析寻找自噬相关信号通路;实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR )和Western-Blotting检测HQ处理后的Jurkat细胞中自噬相关信号通路的关键基因及蛋白表达。
结果:(1)随着HQ染毒浓度和作用时间的增加,Jurkat细胞活力逐渐下降。(2)Western-Blotting结果显示,随着HQ染毒浓度的增加,P62表达逐渐下降,LC3BⅡ/LC3BⅠ值逐渐升高。HQ染毒浓度为25μmol/L时,P62和LC3BⅡ/LC3BⅠ值与对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05);免疫荧光结果显示,随着HQ浓度的增加,LC3荧光斑点聚集明显增强。(3)用生物信息学分析富集了多条自噬信号通路,选择其中磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)及腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)两条通路在细胞模型中进行验证。(4)Western-Blotting结果显示,随着HQ染毒浓度的增加,腺苷酸激活蛋白激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(AMPK/AKT/mTOR)通路关键蛋白Akt和mTOR的磷酸化水平逐渐下降,AMPK的磷酸化水平逐渐升高。与对照组相比,各浓度组的p-Akt、p-mTOR、p-AMPK差异均有统计学意义(P<0.05);随着HQ染毒浓度的增加,Akt、mTOR的基因和蛋白表达逐渐下降,AMPK的基因和蛋白表达逐渐升高。HQ浓度为25μmol/L时,Akt、mTOR、AMPK的基因和蛋白与对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05)。
结论:HQ可以抑制Jurkat细胞的增殖,并且诱导细胞发生自噬,其作用机制可能与AMPK/Akt/mTOR信号通路有关。