探究DATS通过调节ERK/NF-κB凋亡通路和诱导自噬而抑制宫颈癌的作用机制

【立题依据】 宫颈癌在发展中国家女性癌症中的死亡率居第二位,主要化疗药物顺铂存在耐药问题,使化疗遇到瓶颈,故需寻找新的有效化疗方案改善现状。研究发现大蒜素(allicin)及其代谢产物二烯丙基三硫化物(DATS)均对肿瘤生长有抑制作用,但DATS在宫颈癌中的作用未见报道。研究表明 DATS在诱导乳腺癌细胞凋亡中抑制了ERK表达,而ERK下调可减少NF-κB活化,且ERK和NF-κB在宫颈癌发生发展中起重要作用,故推测DATS可能通过ERK/NF-κB通路诱导宫颈癌细胞凋亡。Allicin在肝癌中可诱导自噬抗癌,但DATS能否通过自噬抗癌尚无报道。综上,课题探究DATS是否通过调节ERK及NF-κB凋亡通路和自噬通路抗宫颈癌。 【设计思路】 通过体外实验明确DATS对宫颈癌细胞的抑制作用并探究其是否调节ERK及NF-κB凋亡通路和自噬通路抗宫颈癌;体内实验验证DATS调节ERK及NF-κB凋亡通路和自噬通路抗宫颈癌。 【实验内容】 明确DATS对宫颈癌细胞的抑制作用,筛出敏感细胞系和最佳作用浓度及时间点;上下调ERK、NF-κB的表达,探究DATS是否通过调节ERK及NF-κB通路促进宫颈癌细胞凋亡;检测自噬小体形成率及自噬相关蛋白BAD,Beclin1的表达,并通过上下调其表达水平,探究DATS是否诱导宫颈癌细胞自噬;构建裸鼠移植瘤模型,验证DATS通过ERK及NF-κB凋亡通路和自噬通路抗宫颈癌。 【材料】 HeLa、SiHa、CaSki细胞系,DATS,ERK、NF-κB、Bcl2及 GFP-LC3表达质粒,ROS、NF-κB及BAD抑制剂,3-MA,裸鼠。 【可行性】 理论可行:文献报道Allicin可抗癌,其代谢产物DATS也能抑制肿瘤生长。目前DATS在宫颈癌中的作用虽无报道,但发现DATS在乳腺癌细胞中抑制ERK表达,而ERK表达与NF-κB活化正相关,且ERK/NF-κB在宫颈癌中起重要作用。文献报道Allicin可诱导肝癌细胞自噬,但其代谢产物DATS是否通过自噬抗癌尚无报道。技术可行:课题所用实验技术,在本科室有扎实的技术支持,研究者已掌握大部分技术。 【创新性】 DATS对宫颈癌的作用及诱导ERK/NF-κB凋亡通路和自噬通路无报道,具有理论创新性;完善DATS的抑癌机制,为研发新抗癌药物提供理论基础,具有实践创新性。     

空心莲子草有效部位提取物抗甲型H3N2流感病毒作用

[目的] 以空心莲子草有效部位提取物为研究对象, 进一步验证其抗甲型H3N2流感病毒的生物活性, 为其开发应用提供依据。[方法] 以利巴韦林注射液作为空心莲子草有效部位提取物抗病毒实验的阳性对照药物, 观察甲型H3N2流感病毒感染幼犬肾(MDCK)细胞后引起的细胞病变效应(CPE), 通过四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测细胞活性, 采用治疗指数(TI)作为药物抗病毒效果的评价指标, 评价空心莲子草有效部位提取物抗甲型H3N2流感病毒的生物活性。 [结果] 空心莲子草有效部位提取物对流感病毒有明显抗病毒生物合成作用, 其TI为(2.43±0.01), 但其阻止流感病毒吸附与直接杀伤流感病毒的作用不明显。[结论] 空心莲子草有效部位提取物有较强的抗流感病毒作用, 其作用方式为抗病毒生物合成, 且呈剂量依赖性。     

ISL-1表达水平对胃癌细胞化疗耐药性的影响及机制探究

【立论依据】 化疗是一种重要的胃癌辅助治疗方法,但由于不同患者对化疗药物的耐药性差异极大,而影响其治疗效果。哪些因素会导致胃癌细胞呈现不同的耐药性目前尚未阐明。最新的研究表明,自噬可以帮助细胞对抗微环境中的化疗药物,导致耐药。胰岛因子1(Islet-1,ISL1),在正常成体胃组织中不表达,但我们发现ISL1在人胃癌组织中呈中等丰度的表达,且不同胃癌细胞系表达量有明显差异,并对胃癌经典化疗药物5-氟尿嘧啶(5-FU)的敏感性亦不同。胃癌细胞中ISL1表达量的差异是否与化疗耐药性相关,目前国内外尚未见报道。我们还发现,5-FU处理下,ISL1表达丰度高的胃癌细胞,其自噬发生标志LC3的剪切也明显增加,那么ISL1是否通过增强肿瘤自噬能力来介导胃癌细胞的化疗耐药性?故本课题试图阐明胃癌细胞中ISL1表达量的差异可导致肿瘤细胞产生不同的化疗耐药性,其分子机制与ISL1能够增强肿瘤自噬能力有关。 【设计思路】 (1)明确胃癌细胞中ISL1表达量的差异能否导致肿瘤细胞产生不同的化疗耐药性;(2)证实胃癌细胞中自噬与耐药性的关系;(3)探究ISL1与自噬之间的相关性,阐明ISL1促进肿瘤耐药性的机制是通过促进自噬来实现的。 【实验内容】 (1)CCK-8实验和蛋白质印迹实验分别检测ISL1表达量不同的两株胃癌细胞系对5-FU的耐药性差异和自噬强度;(2)过表达/敲低ISL1,检测两种细胞对5-FU的耐药性变化和自噬强度;(3)在过表达或敲低ISL1基础上抑制或增强自噬,检测两株胃癌细胞系在5-FU处理下的自噬强度和各自耐药性的改变。 【材料】 人胃癌细胞系MGC803、MKN28;5-FU;CCK-8试剂盒;过表达或抑制ISL1的质粒;雷帕霉素;3-甲基腺嘌呤;各蛋白抗体。 【可行性】 本实验所涉及的转录因子ISL1为本实验室主要研究对象,因此,本实验在理论指导、材料准备上都有很大的可行性。 【创新性】 自噬与肿瘤耐药之间的关系尚无定论;自噬在胃癌细胞耐药性中的作用也未见报道。因此,本实验属理论创新,且具有应用价值,对肿瘤治疗乃至药物靶点设计方面都有一定意义。     

PINK1低表达诱导线粒体自噬障碍致糖尿病缺血心肌易损及机制

【立论依据】 糖尿病患者发生缺血性心脏病(IHD)后心肌损伤程度明显高于非糖尿病患者,但其具体机制尚待阐明。线粒体自噬是细胞通过自噬机制选择性清除线粒体的过程,对于维持线粒体功能和细胞生存至关重要。新近研究表明,线粒体激酶PINK1可通过线粒体融合蛋白Mfn2募集并结合E3泛素连接酶Parkin,介导线粒体自噬。然而,PINK1在糖尿病心肌中的表达变化及其介导的Mfn2-Parkin通路在心肌缺血损伤中的作用尚不清楚。 【设计思路】 本课题拟在整体和细胞水平研究PINK1在糖尿病心肌中是否低表达、并引发线粒体自噬障碍,进而增加糖尿病缺血心肌易损性。 【实验内容】 (1)高脂饲料(45%脂肪含量)喂养C57BL/6小鼠16周,建立2型糖尿病(T2DM)小鼠模型。(2)在对照和T2DM小鼠构建心肌缺血(MI)模型,观察缺血心肌损伤、心肌PINK1-Mfn2-Parkin信号变化、线粒体自噬及线粒体功能。(3)分离乳鼠心肌细胞,高糖/高脂培养,利用腺病毒转染过表达PINK1或RNAi技术剔除PINK1表达,研究PINK1介导的线粒体自噬与心肌细胞缺氧损伤的关系。 【材料】 C57BL/6小鼠,SD乳鼠,线粒体膜电位测试盒,TUNEL凋亡检测试剂盒,蛋白质印迹、RNA干扰、腺病毒转染所需试剂等。 【可行性】 我们成功制备了T2DM小鼠模型;预实验结果提示,与对照组相比,T2DM小鼠心肌PINK1表达减少,且MI后心肌线粒体自噬水平显著降低,心肌缺血损伤加重(P<0.05)。过表达PINK1可有效增加高糖/高脂培养心肌细胞的线粒体自噬,减少缺氧心肌细胞凋亡(P<0.05)。以上结果强烈提示,PINK1的低表达通过影响线粒体自噬加重糖尿病心肌易损性的假设是可行的。本课题涉及的实验方法在前期研究中已熟练运用,为顺利完成奠定了基础;且实验室具备所需实验条件,所有实验试剂均可在国内购得。 【创新性】 PINK1-Mfn2-Parkin介导的线粒体自噬对于糖尿病心肌易损性的作用未见报道。预实验结果证实,PINK1低表达诱导线粒体自噬障碍致糖尿病缺血心肌易损性增加,增加心肌PINK1表达可显著改善糖尿病心肌抗缺血损伤的能力。如能彻底阐明该问题,可为减轻糖尿病IHD患者的心肌损伤提供全新的干预靶点和实验依据。     

凋亡抑制蛋白ILP-2对乳腺癌细胞MCF-7氧化应激损伤的保护作用

【立论依据】 文献表明氧化应激会损伤体内核酸等生物大分子物质而促进肿瘤的发生发展;凋亡抑制蛋白ILP-2在生长中的乳腺癌有高表达,由此,我们猜想乳腺癌中高表达的ILP-2可能与氧化应激的损伤作用存在联系 【设计思路】 实验以乳腺癌细胞株MCF-7制备氧化应激的细胞模型,研究氧化应激状态下MCF-7内ILP-2的表达情况;RNAi ilp-2基因表达,分析ILP-2与氧化应激损伤之间的关系 【实验内容】 利用H2O2对乳腺癌细胞株MCF-7进行氧化应激造模,流式细胞术(flow cytometry, FCM)检测细胞内活性氧簇(reactive oxygen species,ROS),分光光度法检测丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)水平;通过瞬时转染敲低MCF-7 ilp-2表达,利用RT-PCR和蛋白质印迹法检测基因和蛋白质表达情况;干扰细胞ilp-2表达并同时进行氧化应激处理,通过MTT、Scratch、FCM等方法检测细胞的存活状态 【材料】 乳腺癌细胞株MCF-7,H2O2,转染试剂,RNeasy Mini Kit,QuantiFast Probe Assay,RIPA 裂解液,一抗,二抗,ROS试剂盒,GSH试剂盒,MDA试剂盒,MTT试剂盒等。 【可行性】 该研究内容所需技术在生物分子研究领域已经非常成熟,所需设备完善,可操作性强 【创新性】 首次研究ILP-2促癌细胞生长作用与氧化应激损伤之间的关系,为进一步阐明ILP-2的作用机制奠定基础。     

精氨酸特异性单腺苷二磷酸核糖基化对大肠癌自噬的影响

【立论依据】 精氨酸特异性单ADP核糖基化是蛋白质翻译后修饰重要形式,目前研究极少。 我们先前研究首次报道了精氨酸特异性单ADP核糖基化转移酶(ART1)对小鼠大肠癌细胞运动、黏附等具重要作用并与Rho 表达有关。有研究表明,自噬基因Beclin-1在大肠癌中表达率高,可促进大肠癌发生发展;Rho信号通路与自噬调节有关。但精氨酸特异性单ADP核糖基化是否可通过Rho影响大肠癌细胞自噬水平,对大肠癌细胞生长发挥调节作用尚不清楚。 【设计思路】 基于前期工作基础,本研究拟通过改变ART1在大肠癌细胞的表达改变精氨酸特异性单ADP核糖基化水平,观察大肠癌细胞自噬相关蛋白、Rho及其下游与肿瘤增殖相关效应分子表达以及癌细胞增殖能力和小鼠移植瘤生长变化,探讨精氨酸特异性单ADP核糖基化作用对大肠癌自噬的影响及其机制,为寻求大肠癌治疗新靶点提供实验依据。 【实验内容】 构建ART1基因沉默和过表达慢病毒载体转染大肠癌CT26细胞使精氨酸特异性单ADP核糖基化水平改变;电镜观察自噬小体的形成;蛋白质印迹或RT-PCR法检测自噬相关蛋白(Lc3、Beclin-1)表达、Rho蛋白家族Rho1、Rac和Cdc42及其下游与肿瘤增殖相关效应分子(c-fos、c-myc)的变化;采用CCK-8、流式细胞术和动物移植瘤模型,观察大肠癌细胞增殖和生长。 【材料】 小鼠大肠癌CT26细胞,相关蛋白抗体,逆转录试剂盒,Balb/c小鼠,CCK-8试剂盒等。 【可行性】 自噬是细胞存活的必要因素,其形成过程与Rho有关;大肠癌中,自噬相关基因Beclin-1表达高于正常组织,其可促进大肠癌肿瘤的发生发展。本研究前期研究已显示,抑制ART1可下调Rho相关信号转导。因此,我们推测通过下调ART1抑制精氨酸特异性单ADP核糖基化作用,可下调Rho信号转导,进而下调大肠癌细胞自噬水平具有充分的理论依据。先前对精氨酸特异性单ADP核糖基化在大肠癌黏附、迁移等方面的研究,也为本研究奠定了基础。 【创新性】 本研究首次通过观察精氨酸特异性单ADP核糖基化作用与大肠癌自噬以及与Rho信号通路关系,阐明精氨酸特异性单ADP核糖基化作用对大肠癌细胞自噬的调节作用和机制。     

Bcl-2抑制剂S1诱导的卵巢癌细胞凋亡对自噬影响的实验研究

【目的】 凋亡与自噬密切相关,但二者之间的关系尚需进一步探究。本研究利用Bcl-2抑制剂S1建立卵巢癌细胞(SKOV3)凋亡模型,初步探究S1诱导的SKOV3细胞中凋亡对自噬的影响。 【方法】 培养SKOV3细胞。用MTT法检测S1对细胞生存率的影响。用流式细胞术检测细胞凋亡率。用蛋白质印迹方法检测凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、caspase3和自噬相关蛋白Beclin1、LC3的变化。用免疫荧光技术检测Beclin1及LC3蛋白的表达情况。在S1作用的基础上,应用广谱caspase抑制剂Z-VAD抑制caspase后,检测SKOV3细胞中自噬相关蛋白Beclin1、LC3的变化。 【结果】 S1能够降低SKOV3细胞的生存率;增加SKOV3细胞的凋亡率。与对照组(0 h)相比,S1组(2、4、8、12、24、48 h)中的Bcl-2蛋白表达持续降低,Bax及caspase3蛋白表达持续增高,呈现出明显的时间依赖性;S1组(2、4、8、12、24、48 h)中自噬的发生也呈时间依赖性,但自噬并不是持续增强的,在12 h时,自噬相关蛋白Beclin1和LC3蛋白表达水平最高,12 h后则呈下降趋势,Beclin1和LC3的荧光结果也表现出一致的现象。与S1单独作用(8、24 h)相比较,给予广谱caspase抑制剂Z-VAD,8 h结果显示 Beclin1及LC3蛋白的表达水平基本无变化,而24 h结果显示Beclin1及LC3蛋白的表达水平显著增高,同时荧光实验也显示出同样的结果。 【结论】 在SKOV3细胞中,S1通过抑制Bcl-2、促进Bax释放,诱导细胞发生凋亡,并呈时间依赖性增强。同时S1通过抑制Bcl-2,释放自噬起始基因Beclin1,诱导自噬发生。但是自噬并未始终呈时间依赖性增强,自噬水平在S1长时间作用下反而出现下降的趋势。据此推测,随着S1诱导凋亡的不断增强,大量活化的caspase可能通过裂解自噬起始基因Beclin1,从而抑制Beclin1诱导的自噬。     

PAK6与HDAC6的相互结合诱导的细胞自噬在前列腺癌增殖中的作用

【立论依据】 前列腺癌 (prostate cancer,PCa)是男性恶性肿瘤的第一杀手。近期研究表明细胞自噬作为双刃剑在前列腺癌、乳腺癌等肿瘤的生理与病理过程中发挥重要的作用,但目前细胞自噬如何调控前列腺癌的机制尚无报道。p21活化激酶-6(p21-activated kinase 6,PAK6)是丝/苏氨酸蛋白激酶PAK家族的一员,通过磷酸化雄激素受体与肿瘤E3连接酶而泛素化降解雄激素受体,从而负向调节前列腺肿瘤的生长。HDAC6是Ⅱ类组蛋白脱乙酰化酶的一个成员,通过调节底物乙酰化水平促进肿瘤的生长与转化。已有文献报道,PAK6在前列腺癌中呈高表达,而HDAC6具有促进自噬小体形成的作用。我们前期的研究结果发现,PAK6可通过结合HDAC6从而诱导细胞发生自噬,且临床标本的免疫荧光结果显示PAK6与HDAC6共定位于细胞质中,且恶性前列腺癌中的共定位明显高于正常前列腺组织,提示两者在前列腺癌中发挥重要作用。因此本实验旨在探讨PAK6与HDAC6相互结合诱导的细胞自噬在前列腺癌中的发挥的生物学功能及调节机制。 【设计思路】 应用体内外结合实验研究二者在细胞内的相互作用。电镜及蛋白质印迹技术检测PAK6与HDAC6与细胞自噬的关系,及PAK6与HDAC6诱导的细胞自噬在前列腺癌中的生物学功能。免疫组化检测二者在前列腺癌临床标本中表达的相关性。 【实验内容】 (1)体外GST-pull down实验证实PAK6与HDAC6直接结合。(2)共转染HDAC6和PAK6到工具细胞HEK293中,免疫共沉淀检测二者在细胞内结合。(3)成功构建过表达和沉默PAK6细胞系,利用MTT,细胞计数及蛋白质印迹实验揭示PAK6与HDAC6诱导的细胞自噬在前列腺癌中的生物学功能。(4)免疫组化分析前列腺癌组织临床标本中PAK6与HDAC6表达的相关性。 【材料】 前列腺癌及工具细胞系,相应抗体, ECL发光试剂及仪器,共聚焦激光显微镜。 【可行性】 所在实验室为教育部医学细胞生物学重点实验室。前期实验成功证明PAK6和HDAC6的结合及共定位关系,本人已熟练掌握了后续实验涉及的相关技术。 【创新性】 本研究首次发现PAK6和HDAC6在前列腺癌中的共定位表达变化及二者的相互作用,阐明PAK6通过HDAC6促进细胞自噬,为寻找前列腺癌的预警分子提供理论基础。     

茶多酚主要成分EGCG体外抗流感病毒FM1株作用

【目的】研究茶多酚主要成分EGCG体外抗甲型流感病毒FM1株感染及抑制病毒复制的作用。【方法】细胞培养测定抗病毒效价,采用细胞病变抑制(CPE)法和空斑减少试验法,在不同试验策略(治疗、保护)下,评价其体外抗流感病毒作用。【结果】CPE法观察及四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测结果显示:在治疗及保护模式下,4～32 mg/mL EGCG均有显著抑制病毒、提高细胞存活率的作用(P<0.01)。空斑减少试验结果显示:2种模式下EGCG治疗指数(TI)分别为39.31及43.48,能有效抑制流感病毒,符合CPE法的结果。【结论】EGCG具有一定的体外抗甲型流感病毒FM1株的作用。     

宿主因子NF90调节流感病毒复制的研究

【目的】 研究流感病毒的宿主因子NF90对流感病毒复制的影响。 【方法】 从 293T细胞中提取总RNA,以Oligo(dT)反转录cDNA。根据Gen Bank 中NF90的基因序列,设计上下游引物。以转录出的cDNA为模板扩增出NF90基因。用EcoR I 和Not I两种核酸内切酶对NF90 PCR扩增产物和PCDNA3.1-V5-HIS载体进行双酶切,酶切产物用高效DNA连接酶连接,然后鉴定选取正确的重组质粒,并命名为PCDNA3.1-NF90-V5-HIS。把PCDNA3.1-NF90-V5-HIS重组质粒转染至293T细胞,转染36 h后感染流感病毒A/WSN/1933 Moi 0.01,感染16 h后提取293T细胞的总蛋白,用蛋白质印迹法检测PCDNA-NF90-V5-HIS 重组质粒和流感病毒NP蛋白的表达。 【结果】 PCDNA3.1-NF90-V5-HIS重组质粒转染至细胞后,NP蛋白表达下降,流感病毒复制减弱。 【结论】 宿主因子NF90可以抑制流感病毒的复制。     

Klotho对脊髓继发性损伤的调节作用及机制研究

【立论依据】 脊髓损伤(SCI)后,病灶区炎症反应、氧化应激、神经细胞凋亡所引起的继发性损伤是创伤后神经功能障碍和影响修复再生的主要原因。已知,Klotho基因缺失鼠(KL-/-)的表型类似人类的衰老表现,包括寿命缩短、动脉硬化、皮肤肌肉萎缩、认知障碍、运动神经元受损、软组织钙化、听力下降、骨质疏松等,但Klotho在中枢神经损伤领域的研究,还知之甚少。 【设计思路】 本项目将发现klotho对脊髓损伤修复的调节作用,明确klotho通过调节氧化应激及细胞凋亡的作用,阐明klotho对中枢神经系统损伤修复的调节机制。 【实验内容】 确立Klotho过表达的脊髓损伤动物模型;评估Klotho促进损伤后运动功能恢复的作用;观察神经组织形态学的改变,评估Klotho对神经胶质瘢痕形成的影响;分析ROS、SOD、8-ohdg等氧化应激及细胞凋亡水平,并筛选其作用靶分子,阐明其作用机制。 【材料】 利用干细胞联合基因治疗手段,将骨髓间充质干细胞(BMSCs)作为基因搭载受体,使其过表达klotho基因,并移植到脊髓损伤大鼠模型。 【可行性】 辽宁医学院神经生物学教研室和辽宁医学院神经退行性疾病实验室(辽宁省重点实验室)一直从事神经系统损伤的基础研究,并熟练掌握各种实验技术和方法,并且拥有研究所需的实验场所和设备,因此对完成本课题具有较强的优势。 【创新性】 揭示Klotho对神经细胞的保护作用机制,为研究脊髓损伤的基础研究和新型神经营养药物的研发,提供基础。     

醛固酮抑制肾小球系膜细胞的自噬激活加速其在氧化应激状态下的凋亡

目的 探讨醛固酮对肾小球系膜细胞自噬激活的影响。 方法 通过3种经典的自噬活性检测方法检测醛固酮对体外培养的系膜细胞自噬的影响:(1)蛋白质印迹法检测不同浓度的醛固酮干预肾小球系膜细胞系(HMCL)后自噬相关的蛋白标记物LC3、SQSTM1/P62的表达水平变化;(2)向系膜细胞系转入GFP-LC3的真核表达质粒,用激光共聚焦显微镜观察醛固酮干预下系膜细胞荧光自噬点数量的变化并进行统计学分析;(3)通过电子显微镜观察醛固酮干预下系膜细胞自噬泡数量的变化并进行统计学分析。通过光镜下形态学观察及蛋白质印迹法检测凋亡相关蛋白聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶(PARP)剪切体的表达情况,分析醛固酮干预下系膜细胞在过氧化氢刺激后凋亡水平的变化。 结果 3种方法均证实高生理剂量醛固酮可以抑制系膜细胞自噬激活:(1)10^-7 mol/L醛固酮干预12 h后自噬标记蛋白LC3Ⅰ向LC3Ⅱ转化减少约40%;(2) 10^-7 mol/L醛固酮干预12 h能够降低饥饿及雷帕霉素诱导的系膜细胞自噬点数量,降低的比率分别为60%和47%;(3)醛固酮干预后可减少饥饿和雷帕霉素诱导的系膜细胞自噬泡的增加。10^-7 mol/L醛固酮干预系膜细胞12 h后接受过氧化氢2.5×10^-6 mol/L刺激较对照组细胞凋亡的比率明显增加(P <0.05)。 结论 高生理浓度的醛固酮能够抑制系膜细胞的基础自噬激活并促进系膜细胞在氧化应激条件下的凋亡。     

肝刺激因子表达下调通过ERK促进肝癌细胞转移的研究

【目的】 肝刺激因子(hepatic stimulator substance,HSS)能促进肝细胞增殖、抑制肝细胞凋亡,是细胞内重要的存活因子。本课题组前期研究发现多种促癌因素可下调肝癌细胞中HSS的表达,其表达水平的降低可以促进肝癌细胞发生转移侵袭,但相关机制尚不明了。研究表明细胞的上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)参与肝癌转移,因此本研究旨在阐明HSS表达降低与EMT的关系并探究其中的分子机制。 【方法】 利用实验室已经构建好的稳定低表达HSS的HepG2细胞(shRNA)和稳定高表达HSS的HepG2细胞(HSS)作为研究对象,首先应用蛋白质印迹方法检测不同细胞的上皮细胞分子标志物(如E-cadherin和ZO-1)和间质细胞分子标志物(例如vimentin、fibronectin)表达的变化,确定HSS表达改变与EMT的关系;选择在EMT中发挥重要作用的激酶磷酸化抗体,利用蛋白质印迹的方法,筛选参与HSS表达下调诱导EMT发生的激酶,并应用特定激酶抑制剂,通过Transwell转移和侵袭实验,检测细胞迁移侵袭能力的改变,进一步确定候选激酶的作用;最后运用脾注射肝转移实验分析HSS表达下降与裸鼠生存率的关系。 【结果】 蛋白质印迹结果显示shRNA细胞的间质细胞分子标志物表达明显增高,上皮细胞分子标志物表达明显降低,说明HSS表达降低后肝癌细胞发生EMT。AKT和细胞外信号调节激酶(extracellular signal regulated kinase,ERK)在EMT的发生过程中具有重要作用,蛋白质印迹结果显示shRNA细胞中AKT磷酸化水平没有明显改变,但ERK的磷酸化水平明显增高;使用不同浓度的ERK抑制剂PD98059后进行trans-well迁移和侵袭实验,结果显示shRNA细胞无论迁出小孔还是穿过铺有基质胶的小孔的数目都明显减少,而且随着抑制剂浓度的增加,发生迁移侵袭的细胞数目随之减少,具有剂量依赖性,说明ERK在HSS表达降低诱导的EMT过程中具有关键的作用。脾注射shRNA细胞4周后,裸鼠体重明显下降,腹部变黑并明显增大,不足9周全部死亡,而注射HSS细胞后,裸鼠体重下降不明显,10周后才开始出现死亡,说明HSS表达降低后促进细胞的迁移侵袭使裸鼠生存时间明显缩短。 【结论】 肝刺激因子表达降低激活ERK,诱导肝癌细胞发生上皮-间质转化从而促进肝癌的转移。     

TRPC通道在阿尔茨海默病(AD)大鼠的蛋白表达及其功能研究

【立论依据】 阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease, AD)也称老年痴呆症,是发生在老年人的一种中枢神经系统退行性疾病。临床表现为进行性记忆力丧失、认知功能减退以及人格改变。AD的发病病因和机制至今尚不清楚。瞬时受体电位阳离子通道(TRPC)是一类非选择性Ca²⁺通道,广泛表达于平滑肌细胞、内皮细胞和中枢神经系统,主要维持细胞内、ER和线粒体的Ca²⁺水平。在神经系统,主要参与神经增殖和退行性变。单核苷酸多态性(SNP)研究表明,TRPC4通道参与到阿尔茨海默病的发病中,但目前TRPC通道在阿尔茨海默病动物模型神经组织中的表达和功能机制尚不清楚。 【设计思路】 本项目采用寡聚型Aβ早期AD大鼠模型,对TRPC家族通道在神经系统的表达进行分析,给予TRPC通道激活剂和阻断剂,观察分离神经细胞的钙代谢变化及AD大鼠的行为学改变,探讨TRPC通道在AD发病过程中的作用。 【实验内容】 (1)大鼠海马区注射Aβ寡聚体构建早期的阿尔茨海默病模型;Morris水迷宫检测大鼠的神经元损伤和学习记忆功能障碍及病理学改变。(2) 分离海马区的神经元细胞,利用RT-PCR和蛋白质印迹法检测TRPC家族通道在神经组织中的表达。(3)分离海马区的神经元细胞,给予TRPC通道的激活剂和阻断剂,利用激光扫描共聚焦显微镜技术,检测神经细胞的胞内钙离子浓度变化。(4)给予在体AD大鼠模型TRPC通道的激活剂和阻断剂,观察大鼠的行为学改变。 【材料】 Morris水迷宫设备、激光扫描共聚焦显微镜。 【可行性】 研究室拥有本实验所需的设备和大鼠AD模型制备技术。学生拥有基本的分子生物学实验技能。 【创新性】 目前TRPC通道在阿尔茨海默病动物模型神经组织中的表达及其功能机制尚不清楚,未见有相关报道;试验结果可以为以TRPC通道为靶点的阿尔茨海默病的药物治疗提供理论基础。     

表没食子儿茶素没食子酸酯通过上调LDLr和LRP1表达促进Aβ淀粉样蛋白清除作用

【立论依据】 人体自身清除Aβ主要是通过中枢清除和外周清除两种方式,中枢清除Aβ的方式主要是通过一些受体或者转运蛋白等介导Aβ进入小胶质细胞、星形胶质细胞或者神经元进行降解,或通过脑血管中的受体介导Aβ由脑内泵到外周血液循环进行清除等。外周清除Aβ主要通过外周血循环中一些蛋白对中枢的Aβ起到“漏槽效应”。体内Aβ的清除与低密度脂蛋白受体(LDLR)和低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)有关,人为改变其表达可能是潜在的治疗阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)的新途径。 【设计思路】 在外周血中Aβ与可溶性LRP1结合形成的复合物随血循环到达肝脏清除, 促进Aβ从中枢到外周的转运并有效地防止了游离的Aβ再次进入中枢,故肝脏中的LRP1介导着Aβ的全身系统性清除。LDLR在Aβ清除的过程中也发挥了重要的作用,在LDLR缺陷的APP转基因小鼠大脑Aβ的沉积显著性增加;而在LDLR高表达的APP转基因小鼠大脑Aβ的沉积显著减少;另外转基因小鼠中LDLR表达升高两倍足以使脑内Aβ减少50%以上。这些证据提示调控Aβ清除相关受体或蛋白的表达可能对AD起到疾病修饰的作用。表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)属于茶多酚,是绿茶中的主要活性成分之一。我们假设EGCG等多酚类物质对外周Aβ清除有效,并探究LDLR和LRP1的表达是否受多酚物质的影响,同时探究外周清除途径中多酚类物质对肝细胞摄取Aβ的影响。若多酚类物质能够提高LDLR或LRP1的表达水平,诱导Aβ自身清除,则提示多酚类物质在AD治疗中存在潜在的应用前景,LDLR或LRP1也将是有效的促进Aβ清除的人为干预途径。 【实验内容】 (1)EGCG对肝细胞LDLR和LRP1的mRNA和蛋白质表达水平的影响;(2)EGCG对肝细胞Aβ摄取和清除的影响:①高内涵定量检测对Aβ摄取的影响;②ELISA检测对Aβ清除的影响。 【材料】 98%EGCG,Chang liver细胞,胎牛血清等。 【可行性】 通过观察经EGCG处理的细胞对Aβ的摄取从细胞水平来探究其作用,再从分子观察LDLR和LRP1的表达变化来探究EGCG对LDLR和LRP1自身清除途径的影响。理论上具有较好的可行性。 【创新性】 (1)选用中国历史悠久的绿茶当中的提取物EGCG,廉价易得,在中国具有广泛的应用前景。(2)选用多组织来源细胞,机制探究全面。     

自噬在晚期糖基化产物(AGEs)诱导血管平滑肌细胞增殖与迁移中的作用

目的 研究自噬在晚期糖基化产物(AGEs)诱导的平滑肌细胞增殖和迁移中的具体作用。方法 用AGEs处理血管平滑肌细胞后,Western blot法观察自噬相关蛋白LC3-Ⅱ和SQSTM1/p62的表达变化;MTT实验检测细胞增殖水平;细胞小室实验测定细胞迁移的能力。结果 AGEs刺激血管平滑肌细胞后,自噬相关蛋白LC3-Ⅱ表达增加,SQSTM1/p62表达减少。与对照组相比,AGEs(100μg/ml)处理组显著增强血管平滑肌细胞的增殖和迁移能力。但是,使用自噬抑制剂3-MA预处理血管平滑肌细胞可减弱这种现象。结论 本研究证实AGEs诱导的自噬可增强AGEs诱导的血管平滑肌细胞的增殖和迁移能力。     

NF-κB在感染合胞病毒的人支气管上皮细胞凋亡中作用的探讨

【立论依据】 呼吸道合胞病毒(RSV)易致呼吸道上皮细胞受损凋亡,NF-κB与细胞凋亡密切相关。建立感染RSV的支气管上皮细胞(NHBE)模型,检测NHBE的增值、凋亡情况及NF-κB的转位,阐明NF-κB在感染合胞病毒的人支气管上皮细胞凋亡中的作用,为临床治疗呼吸道疾病提供新的方法和思路。 【设计思路】 建立感染RSV的NHBE模型,检测细胞增值、凋亡情况以及NF-κB是否转位,定性定量地探讨呼吸道合胞病毒(RSV)是否通过诱导NF-κB激活介导人支气管上皮细胞(NHBE)凋亡。 【实验内容】 培养人支气管上皮细胞(NHBE),建立并鉴定RSV感染NHBE的体外细胞模型(用定量RT-PCR法鉴定细胞模型是否成功;设正常组、水相处理组、RSV感染组,MTT比色法检测RSV对NHBE增殖的抑制作用,感染组以不同滴度分为1 000、500、100、50、10 TCID50 5个组,感染12、48、72、96、120 h);用Annexin-V-FITC凋亡检测试剂盒检测RSV诱导体外培养的NHBE的凋亡;以免疫荧光法和蛋白质印迹法检测经RSV处理的人支气管上皮细胞NF-κB的激活和对细胞凋亡的影响。 【材料】 人支气管上皮细胞(NHBE)细胞;RSV A亚型原型株Long株;细胞胞浆胞核蛋白提取试剂盒;Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒;兔抗NF-κB抗体;电泳仪。 【可行性】 (1)呼吸道合胞病毒(RSV)易致呼吸道上皮细胞受损凋亡,NF-κB与细胞凋亡密切相关,感染RSV的人支气管上皮细胞模型容易建立成功。(2)本组成员长期跟随老师进行呼吸合胞病毒、流感病毒的研究,具有一定的科研基础和实验能力。(3)所需试剂、仪器、材料,医学基础实验中心基本都有配备,学校同时具备SPF级实验中心。 【创新性】 (1)首次从NF-κB角度探讨感染RSV的NHBE模型,为临床治疗呼吸道疾病提供新的方法思路。(2)分别使用免疫荧光法和蛋白质印迹法定性与定量检测RSV是否通过诱导NF-κB激活介导NHBE凋亡。     

天然药物抗肿瘤的全新概念--氧化剂与抗氧化剂的协同作用

【立论依据】 肿瘤与机体免疫系统之间存在着相互作用,肿瘤细胞以多种方式逃逸机体免疫或抑制相关免疫细胞功能。免疫系统抗肿瘤的作用主要是细胞免疫,其中又以T细胞为主,CD4⁺T细胞分泌的细胞因子以及CD8⁺T细胞释放的穿透素等,都具有杀灭肿瘤细胞的作用。但是,不论是CD4或CD8细胞的活化,均需要以树突状细胞(dendritic cells,DC)为代表的抗原提呈细胞的激活。DC细胞的激活,需要有氧化剂的共刺激,适当的氧化应激反应的自由基,帮助T效应细胞的激活,但是过量的自由基反而诱导T细胞的凋亡,即所谓T细胞的氧化筛选过程。因而足量有效的抗氧化剂,保护T细胞的存活,提供存活信号(survival signal),使被DC细胞激活了的特异性杀灭肿瘤的T细胞,得以激活并存活增殖。 【设计思路】 按照工艺流程对芥菜籽的有效成分进行提取,并通过实验进行功能鉴定;在提纯物功能鉴定的基础上,对提纯物进行进一步的配伍;通过二甲基肼(dimethyl hydrazine, DMH)诱导构建wilstar大鼠结直肠癌模型,验证氧化剂和抗氧化剂协同抗肿瘤的概念,探究不同配伍对结直肠肿瘤的预防作用机制。 【实验内容】 (1)芥菜籽有效成分提取;(2)芥菜籽有效成分功能鉴定;(3)对提纯物进行进一步的配伍;(4)DMH诱导构建Wilstar大鼠结直肠癌模型;(5)探究不同配伍对结直肠肿瘤的预防作用机制。 【材料】 Wilstar大鼠、白芥籽、二甲基肼、0.9%NaCl溶液、乙醚、酒精、流式细胞检测试剂盒。 【可行性】 (1)理论层面,肿瘤细胞普遍存在特异性标志物,通过分析白芥子不同组分对免疫应答调控的不同环节作用,发现氧化剂和抗氧化剂对识别和提呈肿瘤细胞特异性抗原,以及激活免疫效应细胞(T细胞等)以期最后杀灭肿瘤细胞,具有重要协同作用。(2)技术层面,已经建立了完整的药物纯化和筛选的技术和装备,其中包括动物模型的建立,现代化免疫指标观察例如多道流式细胞仪方法观察免疫细胞的分类、激活,Luminex大规模检测免疫细胞因子确证免疫系统Th1和Th2漂移,以及病理、免疫组化等手段确定药物效果。(3)人员配置,课题指导教师已经发表前期工作SCI论文2篇、中文相关论文5篇,在抗氧化、抗肿瘤方面的研究有20余年的工作经验,可望能够顺利完成预定工作目标。 【创新性】 本研究的特点是应用现代免疫学研究方法,结合生物化学的基本研究手段,从机制上发现天然药物预防肿瘤的细胞和分子生物学原理。结合肿瘤研究经典模型验证其效果,对实现中医药现代化转变具有重要的理论和临床应用价值。     

茶多酚对卵巢癌SKOV3细胞自噬水平的影响及相关机制研究

目的研究茶多酚(EGCG)对人卵巢癌SKOV3细胞自噬水平的影响及相关机制。方法用EGCG处理SKOV3细胞,Western blot检测自噬相关蛋白LC3-II及蛋白激酶B(PKB)信号通路相应蛋白表达变化。结果 EGCG处理SKOV3细胞后,自噬相关蛋白LC3-II表达上调,并呈一定的时间浓度依赖性。EGCG处理SKOV3细胞后,AKT的磷酸化水平下调,AKT激活剂胰岛素样生长因子1(IGF-1)预处理后,自噬相关蛋白LC3-II高表达被抑制。结论 EGCG通过AKT介导的信号通路诱导SKOV3细胞自噬水平升高。     

NADPH氧化酶来源的活性氧在2型糖尿病发生发展中的作用

【目的】 探讨NADPH氧化酶来源的活性氧在糖尿病发生发展中起到的作用。 【方法】 我们建立了长时程高脂饮食结合小剂量链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导的大鼠模型来模拟人类2型糖尿病。在此模型基础上,运用常规的形态学和生物化学测定有关蛋白质的含量;运用免疫放射法测定胰岛素的含量。通过对糖代谢通路关键酶、血糖、胰岛素的测定来判定大鼠糖尿病的发生、发展。通过对大鼠体内ROS、MDA、TOAS的测定来判定大鼠体内氧化应激的状态。通过测定葡萄糖-6-磷酸脱氢酶及糖原磷酸化酶的活性来反映大鼠糖代谢通路的变化。 【结果】 apocynin可以明显降低糖尿病大鼠的血糖升高水平,于此同时,在apocynin的干预下,糖尿病大鼠体内的氧化应激的水平比其它各组明显降低,其还可降低糖尿病大鼠肝脏糖原分解关键酶的活性、使其更接近于正常水平。 【结论】 NADPH氧化酶来源的活性氧可能通过糖原分解通路,对2型糖尿病的发生发展发挥作用。