田黎明 謝紅付 李吉 楊婷 彭圓 胡威
·論著·
β聯(lián)蛋白對(duì)過(guò)氧化氫誘導(dǎo)人皮膚成纖維細(xì)胞增殖活性及凋亡相關(guān)基因Bcl-2、Bax表達(dá)的影響
田黎明 謝紅付 李吉 楊婷 彭圓 胡威
目的 觀察高表達(dá)的β聯(lián)蛋白對(duì)過(guò)氧化氫(H2O2)誘導(dǎo)衰老人皮膚成纖維細(xì)胞(HSF)增殖活性以及凋亡相關(guān)基因Bcl-2、Bax表達(dá)的影響。方法 實(shí)驗(yàn)分3組。HSF細(xì)胞分別轉(zhuǎn)染pcDNA3.1-β聯(lián)蛋白或空載體pcDNA3.1,然后150 μmol/L H2O2處理2 h。噻唑藍(lán)檢測(cè)細(xì)胞增殖活性,流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡水平,RTPCR和Western印跡分析凋亡相關(guān)基因Bcl-2、Bax的表達(dá)。結(jié)果 HSF+空載體組、HSF+空載體+H2O2組、HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2組細(xì)胞增殖活性分別為0.792±0.012、0.462±0.012、0.521±0.015,細(xì)胞凋亡率分別為(3.407±0.217)%、(24.555±1.793)%、(15.360±0.755)%,各組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)。HSF+空載體+H2O2組Bcl-2 mRNA和蛋白水平(與GAPDH mRNA和蛋白的比值分別為0.333±0.003和0.336±0.004)明顯低于HSF+空載體組(分別為0.507±0.013和0.514±0.021),兩組比較,均P<0.01。HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2組Bcl-2 mRNA和蛋白水平分別為0.404±0.006和0.411±0.005明顯高于HSF+空載體+H2O2組,兩組比較,均P<0.01。HSF+空載體+H2O2組Bax mRNA和蛋白水平(與GAPDH mRNA和蛋白的比值分別為0.451±0.002和0.460±0.008)明顯高于HSF+空載體組,兩組比較,均P<0.01。HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2組Bax mRNA和蛋白水平(分別為0.339±0.012和0.346±0.013)明顯低于HSF+空載體+H2O2組,兩組比較,均P<0.01。結(jié)論 高表達(dá)的β聯(lián)蛋白能夠提高衰老人皮膚成纖維細(xì)胞增殖活性。
成纖維細(xì)胞;細(xì)胞衰老;β聯(lián)蛋白;細(xì)胞凋亡;基因,Bcl-2;基因,Bax
β聯(lián)蛋白(β-catenin)是經(jīng)典的Wnt信號(hào)通路的下游效應(yīng)器。研究發(fā)現(xiàn),β聯(lián)蛋白在調(diào)控細(xì)胞增殖、分化、凋亡和衰老方面有著重要的作用[1-3]。本課題前期[4]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),β 聯(lián)蛋白在過(guò)氧化氫(H2O2)所致的人皮膚成纖維細(xì)胞(HSF)衰老中的表達(dá)明顯下調(diào);β聯(lián)蛋白能夠抑制細(xì)胞衰老相關(guān)β-半乳糖甘酶(SA-β-gal)和細(xì)胞活性氧(ROS)的表達(dá),同時(shí)上調(diào)SOD的活性[5],推測(cè)β聯(lián)蛋白可能具有抗細(xì)胞衰老的作用。我們進(jìn)一步研究高表達(dá)的β聯(lián)蛋白對(duì)H2O2所致衰老的HSF增殖活性以及凋亡相關(guān)基因B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2相關(guān) x蛋白(Bax)表達(dá)的影響,探討β聯(lián)蛋白對(duì)衰老成纖維細(xì)胞增殖活性和凋亡相關(guān)基因的調(diào)節(jié)作用。
T-Gradient Thermoblock PCR儀產(chǎn)自德國(guó)Denver公司,凝膠影像分析系統(tǒng)Jeldoc 2000型產(chǎn)自美國(guó)BioRad公司,Synergy H4全功能酶標(biāo)儀產(chǎn)自美國(guó)BioTek公司,流式細(xì)胞儀產(chǎn)自德國(guó)Miltenyi Biotec GmbH公司,抗Bcl-2單抗、抗bax單抗、抗GAPDH單抗產(chǎn)自美國(guó)Santa Cruz生物公司。
1.HSF分離與培養(yǎng)[4]:小兒包皮獲得HSF,DMEM培養(yǎng)基加10%胎牛血清(FBS)培養(yǎng),細(xì)胞長(zhǎng)至80%融合后0.25%胰蛋白酶和0.02%乙二胺四乙酸(EDTA)1∶1消化傳代擴(kuò)增,取2~4代HSF用于試驗(yàn)。
2.細(xì)胞轉(zhuǎn)染:實(shí)驗(yàn)方法參考文獻(xiàn)[5]。
3.H2O2處理HSF誘導(dǎo)衰老模型:實(shí)驗(yàn)方法參考文獻(xiàn)[5]。
4.實(shí)驗(yàn)分組:轉(zhuǎn)空載體組(HSF+空載體)、轉(zhuǎn)空載體H2O2處理組(HSF+空載體+H2O2)以及轉(zhuǎn)β聯(lián)蛋白H2O2處理組(HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2)。
5.噻唑藍(lán)(MTT)測(cè)定細(xì)胞增殖活性:轉(zhuǎn)染前后的HSF細(xì)胞融合度達(dá)80%時(shí),用0.25%胰蛋白酶消化細(xì)胞,1640培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液,接種于96孔板,各實(shí)驗(yàn)組在5%CO2,37℃條件下培養(yǎng),當(dāng)細(xì)胞融合達(dá)70%以上時(shí),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對(duì)照組未經(jīng)H2O2處理。然后每孔加入MTT 溶液(5 g/L)20 μl,37℃繼續(xù)培養(yǎng)4 h,終止培養(yǎng),小心吸棄孔內(nèi)培養(yǎng)上清液,每孔加入150 μl DMSO,振蕩10 min,使結(jié)晶充分溶解。用Synergy H4全功能酶標(biāo)儀,波長(zhǎng)在570 nm處,測(cè)定各孔的吸光度(A值),以示細(xì)胞增殖活性情況。以上實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
6.細(xì)胞凋亡的檢測(cè):培養(yǎng)24 h后收集轉(zhuǎn)染前后各組細(xì)胞,4℃PBS洗滌細(xì)胞2次,棄上清,加結(jié)合緩沖液調(diào)整細(xì)胞密度為1×106/ml,取100 μl細(xì)胞懸液到5 ml管中,每管加Annexin V FITC和PI各5 μl混勻,室溫避光 5 min,加 400 μl結(jié)合緩沖液,0.5 h 內(nèi)行流式細(xì)胞儀檢測(cè)。以上實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。
7.RT-PCR檢測(cè)HSF中Bcl-2、Bax mRNA的表達(dá):Trizol抽提細(xì)胞總RNA,RT-PCR分別檢測(cè)Bcl-2 Bax在各實(shí)驗(yàn)組HSF中mRNA的表達(dá)。根據(jù)在線引物設(shè)計(jì)軟件(http://frodo.wi.mit.edu/primer3/)設(shè)計(jì)的Bcl-2 基因,正向引物:5′-GCCTCTGTTTGATTTCTCC T-3′;反向引物:5′-TCACTTGTGGCCCAGATAGG-3′Bax基因,正向引物:5′-CTGAGCAGATCATGAAGAC A-3′;反向引物:5′-CTCTGCAGCTCCATGTTACT-3′內(nèi)參磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)基因,正向引物5′-ACCACAGTCCATGCCATCAC-3′;反向引物:5′-TCCACCACCCTGTTGCTGTA-3′。PCR反應(yīng)體系和PCR反應(yīng)條件參考文獻(xiàn)[4]。用凝膠分析系統(tǒng)掃描拍照檢測(cè)各電泳條帶的灰度值(Bcl-2/GAPDH比值、Bax/GAPDH比值),得到Bcl-2、BaxmRNA的相對(duì)含量。
8.Western印跡檢測(cè)HSF中Bcl-2、Bax蛋白的水平:Western印跡方法參照文獻(xiàn) [4]。在冰上用PIPA溶解細(xì)胞,旋轉(zhuǎn)使細(xì)胞充分破碎,離心后的上清分裝到0.5 ml離心管中,測(cè)蛋白濃度或放于-70℃保存。取蛋白樣品加入5×變性上樣緩沖液,100 V電壓跑膠,轉(zhuǎn)PVDF膜,室溫振蕩封閉1 h。加入一抗(Bcl-2 1 ∶200或 Bax 1∶200;GAPDH 1 ∶3 000)4℃過(guò)夜,TTBS洗膜,10 min×3次,加入二抗(HRP 1∶10 000),室溫振蕩孵育1 h。在PVDF膜上均勻的涂抹化學(xué)發(fā)光底物,保持2 min。采用凝膠成像分析軟件分析,記錄每條蛋白電泳帶的灰度值。
9.統(tǒng)計(jì)分析:所有數(shù)據(jù)均用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)以±s表示,多組間比較采用One-way ANOVA檢驗(yàn),兩組間比較采用LSD-t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
HSF+空載體+H2O2組較HSF+空載體組細(xì)胞增殖活性明顯下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2組較HSF+空載體+H2O2組細(xì)胞增殖活性明顯增高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見(jiàn)表1。
HSF+空載體組細(xì)胞凋亡率是(3.407±0.217)%,HSF+空載體 +H2O2組細(xì)胞凋亡率是(24.555±1.793)%,HSF+β聯(lián)蛋白 +H2O2組細(xì)胞凋亡率是(15.360±0.755)%。HSF+空載體+H2O2組較HSF+空載體組細(xì)胞凋亡率明顯上升,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2組較HSF+空載體+H2O2組細(xì)胞凋亡率明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見(jiàn)圖1。
HSF+空載體 +H2O2組較HSF+空載體組Bcl-2的表達(dá)水平明顯下調(diào),而B(niǎo)ax水平明顯上升,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2組較HSF+空載體+H2O2組Bcl-2的表達(dá)水平明顯上升,而B(niǎo)ax水平明顯下調(diào),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見(jiàn)表2。
研究表明,氧化應(yīng)激可以導(dǎo)致細(xì)胞增殖活性降低,引起細(xì)胞凋亡加速,導(dǎo)致細(xì)胞衰老。抑制氧化應(yīng)激反應(yīng),可以提高細(xì)胞增殖活性,降低細(xì)胞凋亡,延緩細(xì)胞衰老[6-8]。在本實(shí)驗(yàn)及我們既往的研究中發(fā)現(xiàn),H2O2所致的人皮膚成纖維細(xì)胞衰老模型中,氧化應(yīng)激水平(ROS活性)增高,衰老的人皮膚成纖維細(xì)胞增殖活性較正常人皮膚成纖維細(xì)胞增殖活性明顯降低,且細(xì)胞凋亡率較前明顯上調(diào);轉(zhuǎn)染β聯(lián)蛋白后,氧化應(yīng)激反應(yīng)受到一定的抑制,ROS以及細(xì)胞凋亡率明顯下調(diào),細(xì)胞增殖活性明顯提高,且延緩了細(xì)胞衰老表型[4-5]。
表1 各實(shí)驗(yàn)組人皮膚成纖維細(xì)胞活性(±s)
表1 各實(shí)驗(yàn)組人皮膚成纖維細(xì)胞活性(±s)
注:n=3,v=4。a:HSF+空載體+H2O2組與HSF+空載體組比較,P<0.01;b:HSF+β 聯(lián)蛋白 +H2O2組與 HSF+空載體 +H2O2組比較,P<0.01
組別 細(xì)胞活性(A值)HSF+空載體 0.792±0.012 HSF+空載體+H2O2 0.462±0.012a HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2 0.521±0.015b
Bcl-2蛋白家族調(diào)控著內(nèi)源性的線粒體凋亡通路,是抑制細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵因子,參與細(xì)胞衰老[9]。Bcl-2基因的過(guò)表達(dá)有助于受損細(xì)胞的克隆修復(fù),防止細(xì)胞程序性死亡,從而維持細(xì)胞永生化[10]。Bax是內(nèi)在凋亡途徑中的一個(gè)關(guān)鍵的促凋亡分子,其插入到線粒體膜觸發(fā)釋放到細(xì)胞質(zhì)中,從而導(dǎo)致細(xì)胞色素 C、caspase 活化和隨后的細(xì)胞凋亡[11],Bax 蛋白的過(guò)度表達(dá)可加速細(xì)胞凋亡[12]。國(guó)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),β聯(lián)蛋白通過(guò)對(duì)Akt通路和Bcl-2家族成員的促凋亡蛋白Bax的影響,來(lái)調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞的凋亡[13]。另一學(xué)者通過(guò)對(duì)胸腺細(xì)胞中β聯(lián)蛋白和Bax的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn),β聯(lián)蛋白抗凋亡的部分原因是因?yàn)檎{(diào)控了 Bax 的表達(dá)[14]。Wang 等[15]研究發(fā)現(xiàn),上調(diào) β 聯(lián)蛋白可以靶向抑制Bax介導(dǎo)的線粒體膜的損傷,以及減輕生理應(yīng)激所致的腎上皮細(xì)胞凋亡。我們的研究與國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究較為一致,結(jié)果表明,在人皮膚細(xì)胞衰老模型中,抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)較對(duì)照組明顯下調(diào),促凋亡基因Bax的活性較對(duì)照組明顯增強(qiáng),可見(jiàn)氧化應(yīng)激反應(yīng)介導(dǎo)了細(xì)胞衰老和凋亡相關(guān)基因的表達(dá)。轉(zhuǎn)染β聯(lián)蛋白后,抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)明顯上調(diào),促凋亡基因Bax的活性明顯被抑制,同時(shí)調(diào)控了衰老相關(guān)表型[5]。推測(cè),β聯(lián)蛋白可能是通過(guò)上調(diào)凋亡基因Bcl-2的表達(dá)以及抑制促凋亡基因Bax的活性,來(lái)影響衰老的人皮膚成纖維細(xì)胞凋亡的。然而,β聯(lián)蛋白調(diào)控衰老的人皮膚成纖維細(xì)胞凋亡確切的細(xì)胞因子,可能的信號(hào)通路以及β聯(lián)蛋白調(diào)控人皮膚成纖維細(xì)胞凋亡與延緩人皮膚成纖維細(xì)胞衰老間的相互關(guān)系,尚待進(jìn)一步研究。
圖1 HSF細(xì)胞凋亡散點(diǎn)圖。HSF+空載體+H2O2組與HSF+空載體組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P<0.01;HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2組與HSF+空載體+H2O2組比較,P<0.01
表2 HSF轉(zhuǎn)染前后Bcl-2、Bax mRNA和蛋白水平(±s)
表2 HSF轉(zhuǎn)染前后Bcl-2、Bax mRNA和蛋白水平(±s)
注:n=3,v=4。a:HSF+空載體+H2O2組與HSF+空載體組比較,P<0.01;b:HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2組與HSF+空載體+H2O2組比較,P<0.01
組別 Bcl-2/GAPDH mRNA Bax/GAPDH mRNA Bcl-2/GAPDH蛋白 Bax/GAPDH蛋白HSF+空載體 0.507±0.013 0.303±0.005 0.514±0.021 0.320±0.013 HSF+空載體+H2O2 0.333±0.003a 0.451±0.002a 0.336±0.004a 0.460±0.008a HSF+β聯(lián)蛋白+H2O2 0.404±0.006b 0.339±0.012b 0.411±0.005b 0.346±0.013b
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“中國(guó)中藥杯”全國(guó)皮膚鏡攝影賽暨病例征集賽征稿通知
為了促進(jìn)皮膚鏡在我國(guó)的應(yīng)用,提高臨床診斷水平,促進(jìn)中國(guó)皮膚科事業(yè)發(fā)展,中華醫(yī)學(xué)會(huì)皮膚性病學(xué)分會(huì)皮膚病數(shù)字化診斷亞學(xué)組與中國(guó)中藥有限公司共同舉辦以“鏡善鏡美”為主題的“中國(guó)中藥杯”全國(guó)皮膚鏡攝影賽暨病例征集賽。
一、征集內(nèi)容:包含皮膚鏡照片(臨床皮膚病照片、皮膚鏡照片各一張)及配套病例。
二、作品要求:個(gè)人原創(chuàng)作品;內(nèi)容圍繞皮膚科病例的主旨,主題明確,內(nèi)容健康。
三、投稿郵箱和截止時(shí)間:投稿郵箱pifujing@163.com,截止時(shí)間:2015年6月30日。
四、獎(jiǎng)品設(shè)置:一等獎(jiǎng):1名,便攜式皮膚鏡一臺(tái)(價(jià)值10 000元);二等獎(jiǎng):2名,便攜式皮膚鏡一臺(tái)(價(jià)值6 500元);三等獎(jiǎng)3名,皮膚放大鏡一臺(tái)(價(jià)值2 500元)。所有參賽人員均可獲得紀(jì)念禮品,決賽于2015年7月中華醫(yī)學(xué)會(huì)第二十一次皮膚性病學(xué)術(shù)年會(huì)期間舉行,優(yōu)秀作品可在年會(huì)展出。
詳細(xì)投稿須知及賽程安排可登陸中華醫(yī)學(xué)會(huì)皮膚性病學(xué)分會(huì)網(wǎng)站http://csd.cma.org.cn/查詢(xún)。
北京協(xié)和醫(yī)院皮膚科招收進(jìn)修醫(yī)師通知
北京協(xié)和醫(yī)院皮膚科常年接受全國(guó)各省市三級(jí)以上醫(yī)院皮膚科醫(yī)師進(jìn)修學(xué)習(xí)。條件如下:臨床進(jìn)修醫(yī)師必須具備正規(guī)醫(yī)學(xué)院校本科及以上學(xué)歷(不包括續(xù)本),具備醫(yī)師資格證書(shū)和醫(yī)師執(zhí)業(yè)證書(shū)以及從事3年以上臨床工作;每年招收兩期;報(bào)到時(shí)間為每年的3月和9月,進(jìn)修期限為半年或一年。在北京協(xié)和醫(yī)院官網(wǎng)-醫(yī)學(xué)教育-進(jìn)修國(guó)際合作頁(yè)面下載相關(guān)表格。郵寄紙質(zhì)版進(jìn)修申請(qǐng)表(加蓋醫(yī)院公章)至北京市東城區(qū)帥府園1號(hào),北京協(xié)和醫(yī)院教育處,郵編100730,聯(lián)系電話010-69156878;信息表發(fā)送至電子郵箱xiehejinxiu@163.com。
Effects of β-catenin on the proliferative activity of and expressions of two apoptosis-related genes Bcl-2 and Bax by human skin fibroblasts induced by hydrogen peroxide
Tian Liming,Xie Hongfu,Li Ji,Yang Ting*,Peng Yuan,Hu Wei.*Affiliated Nanhua Hospital,University of South China,Hengyang 421002,Hunan,China
ObjectiveTo investigate the effect of highly expressed β-catenin on the proliferative activity of and expressions of two apoptosis-related genes Bcl-2 and Bax by human skin fibroblasts induced by hydrogen peroxide(H2O2).MethodsNormal human skin fibroblasts (HSFs)from child foreskin were divided into three groups:empty vector group transfected with the empty vector pcDNA3.1,H2O2group transfected with the empty vector pcDNA3.1 followed by treatment with H2O2(150 μmol/L)for 2 hours,β-catenin group transfected with pcDNA3.1-β-catenin followed by treatment with H2O2(150 μmol/L)for 2 hours.Subsequently,methyl thiazolyl tetrazolium (MTT)assay was conducted to estimate proliferative activity of fibroblasts,flow cytometry to detect cell apoptosis,and reverse transcription (RT)-PCR and Western blot were performed to measure the mRNA and protein expressions of Bcl-2 and Bax respectively.The relative expression levels of genes were expressed as the ratios between the targets and GAPDH.ResultsSignificant differences were found between the empty vector group,H2O2group and β-catenin group in cellular proliferative activity(expressed as absorbance value at 570 nm:0.792±0.012 vs.0.462±0.012 vs.0.521±0.015,P<0.01)and apoptosis rate(3.407%±0.217%vs.24.555% ±1.793%vs.15.360%±0.755%,P<0.01).Both mRNA and protein expression levels of Bcl-2 were significantly lower in the H2O2group(0.333±0.003 and 0.336±0.004 respectively)than in the empty vector group(0.507±0.013 and 0.514±0.021,respectively,bothP< 0.01)and β-catenin group(0.404±0.006 and 0.411±0.005,respectively,bothP<0.01).Increased expression levels of Bax mRNA and protein were observed in the H2O2group compared with the empty vector group and β-catenin group(mRNA:0.451±0.002 vs.0.303±0.005 and 0.339±0.012,protein:0.460±0.008 vs.0.320±0.013 and 0.346±0.013,allP < 0.01).ConclusionHigh expression of β-catenin can raise proliferative activity of aging HSFs.
Fibroblasts;Cell aging;β-catenin;Apoptosis;Genes,Bcl-2;Genes,Bax
Tian Liming,Email:jolly521@126.com
10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2015.02.013
國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金(81101212);湖南省自然科學(xué)衡陽(yáng)聯(lián)合基金(10JJ9018);湖北省自然科學(xué)基金(2012FFC083);中國(guó)皮膚科醫(yī)師協(xié)會(huì)-寶潔基金(2010CDA-P&G04);中國(guó)皮膚科醫(yī)師協(xié)會(huì)-復(fù)旦張江光動(dòng)力基金(2012CDA-FDZJ01);武漢市衛(wèi)生局科學(xué)基金(WX12B20);南華大學(xué)附屬南華醫(yī)院院內(nèi)科研課題(10nyz01)
421002湖南衡陽(yáng),南華大學(xué)附屬南華醫(yī)院[田黎明(現(xiàn)在華中科技大學(xué)附屬武漢市第一醫(yī)院皮膚科,430022武漢)、楊婷、胡威];中南大學(xué)湘雅醫(yī)院皮膚科(謝紅付、李吉);湖北中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院(彭圓)
田黎明,Email:jolly521@126.com
2014-06-05)
(本文編輯:吳曉初)