Notch信号通路调控骨肉瘤细胞增殖的机制研究*

目的 观察Notch通路阻断剂DAPT和Notch通路激动剂Jagged1对人骨肉瘤143B细胞和MG63细胞体外增殖和体内成瘤的影响,探讨Notch信号通路在骨肉瘤细胞增殖中的调控作用。方法 体外培养人骨肉瘤143B细胞和MG63细胞,采用CCK-8法、集落形成试验以及BrdU染色法检测DAPT和Jagged1对两种细胞增殖的影响;在体内利用裸鼠成瘤试验,观察DAPT对于骨肉瘤细胞体内成瘤能力的调控作用,并对肿瘤组织进行切片染色,观察肿瘤组织恶性程度的变化情况。结果 CCK-8法检测结果表明DAPT显著抑制143B细胞和MG63细胞的增殖,且和浓度呈正相关,但10 μM的DAPT与20 μM的DAPT对143B细胞的增殖抑制能力无明显差异。肿瘤集落形成试验结果表明DAPT能够显著抑制肿瘤集落的形成。BrdU染色结果显示DAPT组的BrdU阳性细胞明显少于对照组和Jagged1组,而Jagged1组的阳性细胞数明显多于对照组。体内裸鼠成瘤实验结果显示,与对照组相比,DAPT组能够明显抑制肿瘤大小,Ki67阳性率降低。HE染色结果显示,DAPT组肿瘤组织中的细胞核数量和血管数量明显减少,且组织内部更加疏松。 结论 Notch信号通路参与调控人骨肉瘤143细胞和MG63细胞的体外增殖与体内成瘤行为,抑制Notch通路的表达可能成为骨肉瘤治疗的重要靶点。     

Jagged1对海马放射状胶质细胞增殖和向神经元分化的影响

目的探讨Jagged1在体外培养的海马放射状胶质细胞增殖和向神经元分化中的作用。方法体外培养海马放射状胶质细胞,在培养液中加入Notch信号通路的激动剂Jagged1和(或)抑制剂{氮-[氮-(3,5-二氟苯乙酰)-L-丙氨酰]-S-苯基甘氨酸丁酯,DAPT},将细胞分为空白对照组、Jagged1组、Jagged1联合DAPT组、DAPT组;细胞计数试剂盒8(CCK-8)检测各组细胞活力;免疫荧光法检测脑脂结合蛋白(BLBP)/Ki67双标阳性细胞数及分化所得的微管相关蛋白-2(MAP-2)阳性细胞数。结果 Jagged1组中细胞活力明显高于其他各组,并且Jagged1组中BLBP/Ki67双标阳性细胞及分化所得的MAP-2阳性细胞数也多于其他各组。结论 Jagged1能够促进体外培养的海马放射状胶质细胞增殖,并且能够促进其更多地向神经元分化。     

姜黄素抑制ox-LDL诱导HUVECs凋亡

目的研究姜黄素对氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)凋亡的保护作用及其可能机制。方法体外培养HUVECs,实验分为:对照组、ox-LDL组、ox-LDL加内质网应激(ERS)抑制剂PBA组、姜黄素组、ox-LDL加姜黄素组和ox-LDL加姜黄素加PI3K抑制剂LY294002组。CCK-8法检测细胞存活率;流式细胞仪检测细胞凋亡;激光共聚焦显微镜观察活化转录因子6(ATF6)转位;Western bolt检测ERS相关蛋白:糖调节蛋白78(GRP78)、蛋白激酶样内质网激酶(PERK)和肌醇激酶-1(IRE-1)以及相关通路蛋白:LOX-1、AKT和p-AKT的表达。结果与对照组相比,ox-LDL可增加细胞凋亡,提高ERS相关蛋白的表达(P0.01),促使ATF6向核内转位,以及提高LOX-1(P0.01)和降低p-AKT的表达(P0.01);与ox-LDL组相比,PBA可抑制ox-LDL诱导的细胞凋亡(P0.01),姜黄素可抑制ox-LDL诱导的ERS相关蛋白和LOX-1的表达(P0.01),ATF6的核转位,内皮细胞的凋亡(P0.01),同时它还可提高ox-LDL引起的p-AKT表达下调(P0.01);LY294002可部分削弱姜黄素抑制ox-LDL诱导ERS相关蛋白表达的作用(P0.05)。结论姜黄素可降低ox-LDL诱导HUVECs的凋亡,其可能机制是通过抑制LOX-1的表达和激活AKT通路减轻细胞ERS来实现的。     

APEX1介导Jagged1上调驱动结肠癌进展的机制

目的 探讨APEX1介导Jagged1上调驱动结肠癌进展的机制。方法 APEX1 siRNA转染NCI-H548和DLD1,构建APEX1低表达细胞;SW480和HT29转染APEX1 shRNA,构建APEX1超表达细胞。NCI-H548细胞用于构建APEX1超表达、Jagged1低表达、Jagged1超表达。将构建的NCI-H548-APEX1、NCI-H548-APEX1+Jagged1siRNA,NCI-H548-APEX1+Jagged1细胞注射小鼠体内用于肿瘤生长检测。通过Western blot分析人结肠癌细胞系中APEX1、Jagged1、Notch1和Notch3的蛋白表达。通过MTT试验检测细胞增殖。通过Transwell小室试验检测细胞迁移侵袭。用指定细胞的上清液培养HUVECs成管进行血管生成试验。通过卡尺测量异种移植小鼠肿瘤大小。结果 NCI-H548和DLD1中APEX1、Jagged1、Notch1和Notch3蛋白表达较SW480、HT29升高(P<0.05),在APEX1高表达的NCI-H548和DLD1中,Jagged1和Notch蛋白表达较高...     

下调牛磺酸调节基因1减轻氧化低密度脂蛋白诱导的血管内皮细胞氧化损伤

目的研究牛磺酸调节基因1(TUG1)对氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)氧化损伤的影响。方法将HUVECs分为:对照组、ox-LDL组(含有100 g/mL的ox-LDL细胞培养液)、si-NC+干预组(转染siRNA阴性对照)和si-TUG1+干预组(转染TUG1 siRNA)。实时定量PCR检测HUVECs中TUG1表达;DCFH-DA法检测细胞活性氧(ROS)水平;WST法检测细胞超氧化物歧化酶(SOD)活性;TBA比色法检测培养液中丙二醛(MDA)含量;LD-P法检测培养液中乳酸脱氢酶(LDH)活性;硝酸还原酶法检测培养液中一氧化氮(NO)含量;流式细胞计量术检测细胞凋亡,Western blot检测细胞中c-caspase-3蛋白水平。结果 ox-LDL组HUVECs中TUG1表达水平较对照组升高(P0.05)。TUG1 siRNA转染可下调TUG1的表达(P0.05)。ox-LDL组HUVECs中的ROS水平升高(P0.05),SOD活性降低(P0.05),培养液中MDA含量升高(P0.05),LDH活性升高(P0.05),NO含量降低(P0.05),细胞凋亡率升高(P0.05),细胞中c-caspase-3蛋白水平升高(P0.05)。si-TUG1+干预组显著减轻ox-LDL组的上述变化(P0.05)。结论下调TUG1减轻ox-LDL诱导的HUVECs氧化损伤,减少HUVECs凋亡。     

薯蓣皂苷通过下调Notch 1信号通路抑制甲状腺癌SW579细胞增殖与侵袭

目的 观察薯蓣皂苷对甲状腺癌细胞SW579细胞的抑制作用并探讨其可能的作用机制.方法 体外常规培养甲状腺癌SW579细胞,将细胞分为对照组、不同浓度薯蓣皂苷组(10、20、30、40、50μM),CCK-8方法检测各组甲状腺癌SW579细胞存活率;随后将细胞分为对照组、薯蓣皂苷(30μM)组、Jagged 1组(5mg/L)组及薯蓣皂苷+Jagged 1组.EDU染色观察各组细胞增殖情况;流式细胞仪检测细胞凋亡率;Real-time PCR检测凋亡基因Bax、Bcl-2及Caspase-3基因表达;Transwell实验观察各组细胞侵袭能力;Western blot检测Notch 1、Jagged 1及Hes 1蛋白表达.结果 薯蓣皂苷能抑制SW579细胞活性,抑制其增殖;能够促进SW579细胞凋亡,增加Bax/Bcl-2比例,增加Caspase-3基因表达;并抑制细胞侵袭;薯蓣皂苷还可下调Notch 1、Jagged1及Hes1蛋白表达(P＜0.05);并且薯蓣皂苷部分逆转了Jagged 1的作用.结论 薯蓣皂苷对甲状腺癌细胞SW579细胞具有一定的抑制作用,其作用机制可能在一定程度上与抑制Notch 1信号通路有关.     

山奈酚通过调控AMPK / Nrf2 / HO-1 信号通路缓解ox-LDL 介导的内皮细胞损伤

目的:探讨山奈酚(Kaempferol)对氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的人静脉内皮细胞(HUVECs)损伤的影响及其分子机制。方法:将HUVECs 随机分为6 组:对照(control)组、ox-LDL 组、Kaempferol+ox-LDL 组、Kaempferol+ox-LDL+Compound C 组、Kaempferol+ox-LDL+si-Nrf2 组和Kaempferol+ox-LDL+si-HO-1 组。MTT 方法检测细胞活力,流式细胞术检测细胞凋亡和ROS 水平,Western blot 检测蛋白表达水平。结果:与对照组相比,ox-LDL 处理组的细胞活力下降;凋亡率增加,Cleaved-caspase-3 蛋白水平上调而Bcl-2 下调;TNF-α、IL-1β、IL-6、血管细胞黏附分子(VCAM1)、细胞间黏附分子(ICAM1)和选择素E(E-selectin)的表达升高;活性氧簇(ROS)水平提高而超氧化物歧化酶(SOD)水平下降;p-AMPK、Nrf2 和HO-1 的蛋白水平也减少。与ox-LDL 组相比,山奈酚处理能够缓解以上细胞活力、凋亡及氧化应激等方面的损伤反应,上调p-AMPK、Nrf2 和HO-1 的蛋白水平。Compound C、si-Nrf2 和si-HO-1 处理能够抑制AMPK/ Nrf2/ HO-1 信号通路,提高ROS 的生成,抑制山奈酚对ox-LDL 诱导HUVECs 损伤的拮抗作用。结论:山奈酚能够缓解ox-LDL 诱导的内皮损伤,这与山奈酚促进AMPK/ Nrf2/HO-1信号通路的激活有关。     

HMGA2基因调控Notch信号通路对高糖诱导的肾小管上皮细胞凋亡的影响

目的:探讨下调HMGA2基因表达对高糖(HG)诱导的肾小管上皮细胞凋亡及Notch信号的影响。方法:分别用5、10、20和30 mmol/L的D-葡萄糖刺激人肾小管上皮HK-2细胞2 h及30 mmol/L的D-葡萄糖刺激HK-2细胞10 min、60 min和120 min,通过Western blot检测HMGA2蛋白的表达。将HK-2细胞分为4个处理组,即正常葡萄糖(NG)组、HG组、HG+si-HMGA2组和HG+NC组,其中siRNA转染参照Lipofectamine~(TM) 2000说明。处理细胞48 h,流式细胞术检测细胞凋亡率;活性氧簇(ROS)检测试剂盒测定细胞ROS含量;Western blot检测Notch1、Hes1、Bcl-2和Bax的蛋白表达。使用Notch信号通路抑制剂DAPT处理HK-2细胞,将细胞分为HG组、HG+DAPT组和HG+si-HMGA2+DAPT组,通过流式细胞术检测细胞凋亡率。结果:不同浓度D-葡萄糖处理HK-2细胞及D-葡萄糖处理HK-2细胞不同时间均可明显上调HMGA2蛋白的表达,与5 mmol/L D-葡萄糖或0 min比较差异均具有统计学意义(P0.05)。与NG组比较,HG组HMGA2、Notch1和Hes1蛋白的表达明显升高,Bcl-2/Bax表达明显降低,细胞凋亡率明显升高,ROS含量明显升高(P0.05);和HG组比较,HG+si-HMGA2组HMGA2、Notch1和Hes1蛋白表达明显降低,Bcl-2/Bax表达明显升高,细胞凋亡率降低,ROS含量明显降低(P0.05)。HG+DAPT组的细胞凋亡率明显低于HG组,而HG+si-HMGA2+DAPT组的细胞凋亡率明显低于HG+DAPT组(P0.05)。结论:下调HMGA2基因表达可通过调控Notch信号通路、降低细胞内ROS产生而抑制肾小管上皮细胞凋亡。     

Notch信号系统调控骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景：Notch信号系统在调控骨髓间充质干细胞的定向分化中起关键作用,但尚无涉及干细胞分化为心肌细胞及其分化机制的报道。 目的：分析Notch信号系统在骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞过程中的调控作用。 方法：将分离培养的骨髓间充质干细胞与心肌细胞共培养,Jagged1组加入Notch激活剂Jagged1,DAPT组加入Notch激活剂Jagged1和抑制剂DAPT,对照组加入PBS缓冲液。用反转录-聚合酶链反应、免疫组化等方法检测干细胞分化为心肌细胞的情况及Notch信号系统的表达。 结果与结论：骨髓间充质干细胞在体外可分化为心肌细胞,与DAPT组及对照组相比,Jagged1组的干细胞分化为心肌细胞的比率提高,心肌标志物表达增多,并且Notch1和Jagged1表达增强。证实Notch信号系统对骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞起正向调控作用。     

Notch1在前列腺癌细胞PC3中对其配体Jagged1表达的调控

目的探讨在前列腺癌细胞PC3中,Notch1和Jagged1对细胞生长的影响,及Notch1对其配体Jagged1表达的调控作用。方法通过siRNA干扰的方法分别抑制Notch1和Jagged1蛋白的表达,用MTT法检测PC3细胞的生长;分别通过siRNA干扰和转染质粒的方法,抑制和促进PC3细胞中Notch1蛋白的表达,用Western blot检测Jagged1蛋白水平,用Real-timePCR检测Jagged1 mRNA水平。结果抑制Notch1和Jagged1蛋白的表达后,PC3细胞的生长减慢;抑制Notch1的表达引起Jagged1的蛋白水平下降而过表达Notch1引起Jagged1的蛋白水平上升,同时,Jagged1蛋白水平与mRNA水平的变化不一致。结论Notch1和Jagged1对前列腺癌细胞PC3的生长有重要影响。Notch1可以调控其配体Jagged1的表达。     

Notch信号通路对脑缺血大鼠神经干细胞移植后神经再生的影响

目的 探讨抑制Notch信号通路促进脑缺血大鼠神经干细胞（NSCs）移植后神经再生的机制。方法 采用大脑中动脉阻塞MCAO）方法构建局灶性脑缺血模型,体外培养NSCs,移植入纹状体缺血区。将40只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、移植组（移植神经干细胞）、氮-［氮-(3,5-二氟苯乙酰)-L-丙氨酰］-S-苯基甘氨酸丁酯］（DAPT）+移植组。采用HE染色观察各组大鼠神经元损伤程度,利用免疫组织化学、Western blotting检测各组大鼠脑组织中Notch1、Hes1及Hes5的表达情况。结果 与假手术组相比,模型组神经元损伤严重,出现核固缩和核溶解,Notch1、Hes1及Hes5阳性细胞表达明显增多,Notch1、Hes1及Hes5蛋白表达显著上调（P＜0.05）。与模型组相比,移植组和DAPT+移植组神经元损伤均不同程度缓解,Notch1、Hes1及Hes5阳性细胞均有部分表达,各项蛋白表达均有所降低（P＜0.05）;DAPT+移植组神经元损伤明显恢复,较移植组各项蛋白阳性细胞和蛋白表达进一步降低(P＜0.05)。结论 抑制Notch信号通路可促进脑缺血大鼠神经干细胞移植后的神经再生,其机制主要与下调Notch1、Hes1及Hes5的表达有关。     

姜黄素减轻氧化型低密度脂蛋白诱导的人主动脉内皮细胞损伤

目的:观察姜黄素对氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的人主动脉内皮细胞(HAECs)损伤的作用及分子机制。方法:以不同浓度姜黄素预处理体外培养的HAECs,再以ox-LDL对细胞进行干预。MTT法和Ed U法评估细胞增殖能力;ELISA法对培养液中白细胞介素-6(IL-6)、转化生长因子β1(TGFβ1)、高迁移率族蛋白1(HMGB1)以及分泌型晚期糖基化终产物受体(sRAGE)浓度进行检测;凝胶电泳迁移率实验(EMSA)评估过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)的结合活性;Western blot法检测HAECs中磷酸化PPARγ、血红素氧合酶-1(HO-1)、HMGB1、IL-6、TGFβ1和RAGE的表达水平。结果:ox-LDL处理的HAECs细胞活力和增殖能力下降,细胞内PPARγ/HO-1信号被抑制,其下游HMGB1/RAGE炎症通路被激活,细胞分泌的IL-6、TGFβ1、HMGB1以及sRAGE浓度显著增加。不同浓度姜黄素预处理可激活ox-LDL诱导的HAECs内PPARγ/HO-1信号通路,从而抑制下游HMGB1/RAGE炎症通路,降低IL-6、TGFβ1、HMGB1以及sRAGE炎症因子水平。结论:ox-LDL能够通过抑制PPARγ/HO-1而激活HMGB1/RAGE炎症通路造成HAECs损伤。姜黄素则能够通过活化PPARγ/HO-1通路抑制炎症反应,减轻ox-LDL对HAECs的损伤。     

Notch1/Hes1信号调控C/EBPα表达对AECII细胞增殖与分化的影响

目的:探讨Notch1/Hes1信号通路能否通过调控CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)的表达从而影响肺泡Ⅱ型上皮细胞(AECⅡ)的增殖与分化功能。方法:体外培养人AECⅡ,将细胞随机分为对照组、激活剂组(加入Notch通路激活剂Jagged1蛋白500μg/L)和抑制剂组(加入Notch通路抑制剂DAPT 10μmol/L),于干预后24 h收获各组细胞。采用RT-qPCR和Western blot法分别检测Notch1、Hes1及C/EBPα的mRNA与蛋白表达水平;CCK-8法检测细胞活力;细胞计数检测细胞增殖;流式细胞术检测细胞周期及分化。结果:与对照组相比,激活剂组Notch1、Hes1和C/EBPα的mRNA和蛋白表达显著增加(P0.05),促进AECⅡ从S期进入G_2/M期,增殖增加而分化减少(P0.05);抑制剂组Notch1、Hes1和C/EBPαmRNA和蛋白表达水平明显降低(P0.05),AECⅡ被阻滞于G_0/G_1期,增殖减少而分化增加(P0.05)。结论:Notch1/Hes1信号可调控C/EBPα表达并能影响AECⅡ增殖与分化。     

Notch signaling through Jagged-1 is necessary to initiate chondrogenesis in human bone marrow stromal cells but must be switched off to complete chondrogenesis

We investigated Notch signaling during chondrogenesis in human bone marrow stromal cells (hMSC) in three-dimensional cell aggregate culture. Expression analysis of Notch pathway genes in 14-day chondrogenic cultures showed that the Notch ligand Jagged-1 (Jag-1) sharply increased in expression, peaking at day 2, and then declined. A Notch target gene, HEY-1, was also expressed, with a temporal profile that closely followed the expression of Jag-1, and this preceded the rise in type II collagen expression that characterized chondrogenesis. We demonstrated that the shut-down in Notch signaling was critical for full chondrogenesis, as adenoviral human Jag-1 transduction of hMSC, which caused continuous elevated expression of Jag-1 and sustained Notch signaling over 14 days, completely blocked chondrogenesis. In these cultures, there was inhibited production of extracellular matrix, and the gene expression of aggrecan and type II collagen were strongly suppressed; this may reflect the retention of a prechondrogenic state. The JAG-1-mediated Notch signaling was also shown to be necessary for chondrogenesis, as N-[N-(3,5-difluorophenacetyl-L-alanyl)]-(S)-phenylglycine t-butyl ester (DAPT) added to cultures on days 0-14 or just days 0-5 inhibited chondrogenesis, but DAPT added from day 5 did not. The results thus showed that Jag-1-mediated Notch signaling in hMSC was necessary to initiate chondrogenesis, but it must be switched off for chondrogenesis to proceed.     

The involvement of Notch signaling in melanoma vasculogenic mimicry

Notch signaling plays an important role in tumor angiogenesis. Recent studies suggest that Notch signaling also regulates the progression of primary melanomas toward an aggressive phenotype. The aim of this study was to investigate the involvement of Notch signaling pathway in organization of tumor cells into capillary-like structures (CLS), the phenomenon also known as vasculogenic mimicry (VM). Here, we show that Notch signaling cascade was constitutively active in melanoma cell lines we used. Blocking Notch signaling with the γ-secretase inhibitors, DAPT, dibenzazepine or Jagged1 neutralizing antibody resulted in stabilization of CLS indicating that Notch signaling pathway attenuates melanoma VM. We further studied this phenomenon on melanomas grafted in nude mice. Compared to control, VM channels in DAPT-treated grafted melanoma became larger and more branched. DAPT-treated melanomas also exhibited an up-regulation of MMP-2 and VEGFR1, both known as VM mediators. Moreover, we did not observe necrosis in VM channels areas of DAPT-treated melanomas. These findings indicate that VM regulated by Notch signaling may present a novel target in melanoma therapy.     

The notch response inhibitor DAPT enhances neuronal differentiation in embryonic stem cell-derived embryoid bodies independently of sonic hedgehog signaling.

During development of the neural tube, inhibition of the Notch response as well as the activation of the Sonic Hedgehog (Shh) response results in the formation of neuronal cell types. To determine whether Shh and Notch act independently, we tested the effects of the Notch inhibitor DAPT (N-[N-(3,5-difluorophenacetyl)-l-alanyl]-S-phenylglycine t-butyl ester) on neuralized, embryonic stem (ES) cell-derived embryoid bodies (EBs), while varying the levels of Shh pathway activation. Shh-resistant EBs were derived from Smo null ES cells, while EBs with constitutive high level of Shh pathway activation were derived from Ptc1 null ES cells. Intermediate levels of Shh pathway activation was achieved by the addition of ShhN to the EB culture medium. It was found that DAPT-mediated inhibition of the Notch response resulted in enhanced neuronal differentiation. In the absence of Shh, more interneurons were detected, while the main effect of DAPT on EBs with an activated Shh response was the precocious loss of ventral neuronal precursor-specific markers.