内质网应激与细胞凋亡

内质网（ER）是细胞内重要的细胞器,参与多种细胞进程,这些进程对于维持细胞存活和发挥细胞的正常生理功能具有重要的作用。然而在多种生理病理条件下,内质网稳态会发生变化而失衡,从而诱发内质网应激（ERS）,此时机体通过激活未折叠蛋白反应（UPR）来恢复内质网的正常功能。当持续的ERS状态无法恢复时,ERS就会触发细胞凋亡程序,通过不同的凋亡途径引起细胞凋亡。     

钙蛋白酶2及自噬相关蛋白5对内质网应激诱导的肝细胞凋亡的影响

目的:探讨二硫苏糖醇(DTT)诱导大鼠正常肝细胞BRL-3A发生内质网应激(ERS)过程中钙蛋白酶2(calpain-2)及自噬相关蛋白5(Atg5)对肝细胞凋亡的影响。方法:采用2.0 mmol/L DTT处理BRL-3A细胞0、6、12和24 h,诱导细胞发生ERS;实时无标记细胞分析仪(RTCA)检测DTT对BRL-3A细胞增殖的影响;流式细胞术检测细胞凋亡及细胞周期;real-time PCR检测calpain-2和Atg5的m RNA表达;Western blot检测calpain-2、Atg5、Atg7、Atg12和微管相关蛋白1轻链3(LC3)蛋白水平的变化;免疫共沉淀(Co-IP)方法研究calpain-2与Atg5之间的相互作用。结果:不同浓度的DTT处理细胞后,细胞增殖受到显著抑制;流式细胞术检测凋亡发现,DTT处理BRL-3A细胞6、12和24 h后,细胞凋亡较0 h组显著增多(P<0.05)。流式细胞术检测细胞周期发现,DTT处理细胞后,细胞被阻滞在G1期(P<0.05)。DTT处理细胞6、12和24 h后,细胞中calpain-2和Atg5的m R...     

内质网应激诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞系凋亡

目的探讨内质网应激(ERS)致雌激素受体阴性(ER-)人乳腺癌MDA-MB-231细胞系凋亡及钙激活中性蛋白酶2(calpain2)在凋亡效应中的作用。方法实验设空白对照组(DMEM)、对照组(DMEM+DMSO)和实验组,用不同浓度衣霉素(TM)诱导乳腺癌细胞不同时间,MTT法和流式细胞术检测细胞增殖抑制率及凋亡率;Western blot法检测葡萄糖调节蛋白78(GRP78)表达量,以GRP78表达最高点确定ERS模型建立,检测凋亡相关蛋白caspase4和CHOP表达以及calpain及其内源性抑制酶calpastatin的表达,用ERS抑制剂(4-PBA)和calpain抑制剂(calpeptin)分别预处理细胞2 h,观察对上述效应的影响。结果 9、12和18μmol/L TM诱导ERS对该细胞增殖有明显抑制效应,抑制率分别为33.88%±1.32%、51.51%±8.85%和55.77%±2.61%,细胞凋亡率分别为9μmol/L TM组16.70%±0.46%和12μmol/L TM组28.1%±1.09%,与对照组相比有明显差异(P0.05);9μmol/L TM诱导细胞24 h的GRP78表达上调最高(P0.01);ERS还可明显上调caspase4、CHOP和calpain表达,下调calpastatin表达(P0.01或P0.05),上述效应均能被4-PBA和calpeptin减弱或阻断(P0.05)。结论 ERS可诱导MDA-MB-231细胞凋亡,calpain2参与调控凋亡发生。     

内质网应激对胰岛β细胞凋亡的损伤效应

胰岛β细胞具有高度发达的内质网,是对内质网应激最敏感的细胞之一.内质网应激是胰岛β细胞在受到应激条件下,细胞的适应性反应.内外环境中的多种因素：氧化损伤、脂毒性、细胞因子作用等均可打破内质网的稳态,导致蛋白质折叠障碍或错误折叠,进而触发内质网应激.严重而持久的应激将导致β细胞的凋亡,参与多种代谢性疾病乃至多种疾病的发生.综述多种因素诱导的内质网应激对胰岛β细胞的损伤效应.     

内质网应激参与糖脂毒性引起的胰岛β细胞凋亡

 胰岛β细胞具有高度发达的内质网,是对内质网应激最敏感的细胞之一。高浓度的游离脂肪酸引起内质网应激反应进而诱导了β细胞的凋亡,葡萄糖则促进了脂肪酸通过内质网应激引起的β细胞凋亡。总之,内质网应激介导了糖脂毒性引起的β细胞凋亡。     

贫铀通过内质网应激诱导甲状腺损伤

目的 探究贫铀(DU)诱导甲状腺损伤的机制,并探索其防治方法。方法 将大鼠甲状腺细胞FRTL-5分别用500μmol/L的贫铀溶液作用不同时间,用CCK-8法检测细胞活力。将FRTL-5细胞暴露于不同浓度的贫铀,用Annexin V-FITC/PI染色法检测细胞凋亡情况,用Western blot检测葡萄糖调节蛋白78(GRP78)的表达,用免疫荧光染色法检测转录激活因子6(ATF6)的表达。将FRTL-5细胞暴露于500μmol/L的4-苯基丁酸(4-PBA),用CCK-8法检测细胞活力。将FRTL-5细胞分为对照组、DU组和4-PBA+DU组,分别进行相应的处理后,用CCK-8法检测细胞活力。结果 贫铀导致了FRTL-5细胞活力下降和细胞凋亡;贫轴诱导FRTL-5细胞GRP78和ATF6表达增加;500μmol/L的4-PBA对FRTL-5细胞的活力没有影响;4-PBA预处理缓解了贫轴诱导的细胞活力的下降。结论 贫铀通过内质网应激诱导甲状腺细胞损伤,靶向内质网应激的治疗可能具有缓解贫铀导致的甲状腺损伤的作用。     

内质网应激与糖尿病

未折叠或错误折叠蛋白质在内质网腔蓄积及细胞内稳态的破坏将导致内质网应激。适宜的应激有利于细胞内环境的恢复 ,然而严重而持久的内质网应激反应将导致内质网功能受损 ,诱导细胞凋亡。β细胞具有高度发达的内质网 ,是对内质网应激最敏感的细胞之一 ,内质网应激介导的 β细胞凋亡参与了糖尿病的发生。     

内质网应激介导细胞凋亡及免疫炎症反应的研究进展

内质网是一种细胞器,可以使新合成的蛋白质通过甲基化、羟基化、脂化或形成二硫键正确折叠。内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)是由内腔中未折叠蛋白的积累引起的细胞应激反应。为应对ERS,细胞建立了一种进化保守的机制,称为未折叠蛋白反应(unfolded protein respon...     

辛二酰苯胺异羟肟酸通过内质网应激凋亡通路诱导HepG2细胞凋亡

目的:探讨辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)对人肝癌细胞株HepG2增殖与凋亡的影响及其可能的机制。方法:分别给予不同浓度的SAHA处理HepG2细胞48 h,采用实时无标记细胞分析法检测细胞增殖情况;Western blot法检测组蛋白H3K9和H3K27的乙酰化水平,以及葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)和p-PERK蛋白水平的变化;流式细胞术检测细胞凋亡。结果:与对照组相比,0.1和1μmol/L SAHA处理48 h对HepG2细胞增殖无明显抑制作用,6和12μmol/L SAHA组HepG2细胞增殖率明显下降(P0.05);Western blot检测发现,与对照组比较,不同浓度的SAHA处理细胞48 h后,ac H3K9和ac H3K27表达水平明显升高,GRP78蛋白表达显著上调,PERK蛋白表达显著下调,而p-PERK的蛋白水平显著增加(P0.05);流式细胞术检测发现,随着SAHA浓度的增高,HepG2细胞的凋亡逐渐增加。结论:SAHA可上调HepG2细胞中组蛋白H3K9和H3K27的乙酰化修饰水平,并通过激活内质网应激相关凋亡通路来诱导HepG2细胞发生凋亡。     

内质网应激与心血管疾病

内质网应激是细胞内一种适应性机制,持续或过强的内质网应激则诱导细胞凋亡,造成组织损伤.多项研究显示内质网应激是多种心血管疾病如动脉粥样硬化、缺血性心脏病、心肌肥大、心力衰竭及糖尿痛心肌病等发生、发展的共同通路,干预内质网应激可能成为心血管疾病治疗的新靶点.     

内质网应激在Bim介导缺氧致心肌细胞凋亡中的作用

 目的：探讨内质网应激在Bim介导缺氧致心肌细胞凋亡中的作用。方法：在体外原代培养出生1~3 d大鼠心肌细胞,并用抗α-横纹肌肌动蛋白免疫组化法进行鉴定。设计并化学合成3对靶向bim的siRNA,用脂质体法将siRNA转染心肌细胞,筛选沉默效率最高的siRNA。实验分组：（1）空白对照组;（2）缺氧组;（3）缺氧+脂质体组;(4)缺氧+阴性对照siRNA组;(5)缺氧+Bim-siRNA组。MTT法观察细胞活性;流式细胞术检测细胞凋亡率及细胞内钙离子浓度变化情况;Western blotting检测内质网应激标志分子caspase-12和三磷酸肌醇（IP3）的表达情况。结果：免疫组化鉴定证实大鼠心肌细胞原代培养成功。在荧光显微镜下,转染了阴性对照siRNA组的细胞中观察到绿色荧光,即转染成功;Western blotting 结果显示,Bim-siRNA转染均能有效降低Bim蛋白的表达,其中第2对沉默效率最高,达到86.73%。缺氧损伤导致心肌细胞活性明显下降（P<005）,转染Bim-siRNA后细胞活性较阴性对照组升高。缺氧细胞凋亡率较对照组明显增加（P<0.01）,细胞内钙离子浓度明显增高,而沉默bim的表达能降低细胞凋亡率和细胞内钙离子浓度。缺氧导致内质网应激标志分子caspase-12和IP3表达较空白对照组明显上调（均P<005）,而抑制Bim表达后caspase-12和IP3表达明显降低。结论：沉默bim的表达能有效抑制缺氧导致心肌细胞凋亡的作用,内质网应激标志分子caspase-12和IP3可能参与了Bim介导缺氧致心肌细胞凋亡的过程。这有望为临床心肌缺血缺氧损伤的治疗提供新思路。     

西洋参茎叶总皂苷通过抑制内质网应激减轻毒胡萝卜素诱导的心肌细胞凋亡

 目的:研究西洋参茎叶总皂苷 (PQS) 减轻毒胡萝卜素(TG) 诱导的心肌细胞凋亡的分子机制。方法:原代培养的心肌细胞分为：control组、TG组、PQS (40 mg/L、80 mg/L及160 mg/L)+TG组、牛磺酸 (40 mmol/L)+TG组、蛋白激酶R样内质网激酶 (PERK)敲低+TG组及随机双链RNA转染对照 (mock)+TG组。通过向培养液中加入1 μmol/L TG作用24 h诱导离体培养的乳大鼠心肌细胞凋亡。以RNAi方法敲低心肌细胞PERK基因。CCK-8法和流式细胞术检测细胞活性及凋亡率,Western blotting方法检测内质网应激(ERS)标志分子葡萄糖调节蛋白78 (GRP 78)、钙网蛋白 (CRT)、PERK、p-PERK、真核起始因子2α (eIF2α)、p- eIF2α、活化转录因子4 (ATF4)、C/EBP同源蛋白 (CHOP) 及凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax的表达。结果:与对照组比较,TG孵育明显诱导细胞凋亡,降低细胞活力,上调PERK和eIF2α磷酸化以及GRP78、CRT、ATF4、CHOP及促凋亡蛋白Bax表达,降低抗凋亡蛋白Bcl-2表达 (P<0.05);与TG组比较,PQS 160 mg/L及敲低PERK均可显著降低细胞凋亡率,升高细胞活力 (P<0.05);3种不同浓度的PQS可呈剂量依赖性降低Bax蛋白表达,升高Bcl-2蛋白表达 (P<0.05),敲低PERK基因及PQS (160 mg/L) 预处理均可降低ERS分子GRP78、CRT、ATF4及CHOP表达,降低PERK及eIF2α的磷酸化水平 (P<0.05)。结论: PQS 160 mg/L 减轻ERS诱导剂TG诱导的心肌细胞凋亡,PQS预处理可以模拟PERK敲低减轻TG致心肌细胞凋亡的效应,提示PERK-eIF2α-ATF4-CHOP途径参与PQS减轻ERS相关凋亡的作用。     

软骨细胞凋亡与内质网应激

背景：软骨细胞的凋亡最终会导致骨关节炎的发生。目前发现的软骨细胞凋亡机制有很多,但内质网应激引起其凋亡的机制尚处于初始阶段。目的：综述分析内质网应激如何引起软骨细胞凋亡,并探寻骨关节炎治疗的新方法。方法：第一作者通过计算机检索,检索了PubMed、CNKI、万方数据库2000年1月至2015年1月的相关文献。使用PubMed检索时,输入检索词“endoplasmic reticulum stress,chondrocyte,apoptosis”之间以“AND”形式连接,使用CNKI、万方数据库检索时,输入主题词“内质网应激,软骨细胞,凋亡”之间以“并且/与”连接,选择模糊查询进行检索。选择文章内容涉及骨关节炎的文献,较多采用近期发表在权威杂志上的相关文献。结果与结论：初检得到中英文文献共计62篇,其中57篇符合纳入标准,对其进行综述。PERK、IRE1和ATF6三条信号通路对软骨细胞同样有重要作用。内质网应激介导的细胞凋亡机制有未折叠蛋白质反应和Ca²⁺起始信号2种,但具体机制及凋亡途径间的交叉作用还未明了。若从上述信号通路中探索软骨细胞凋亡效应的抑制分子,并将其作为治疗骨关节炎的靶点,可能会为治疗骨关节炎提供新的方法。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

淫羊藿苷抑制内质网应激介导HT22细胞抗谷氨酸诱导凋亡

目的探讨淫羊藿苷(ICA)通过调控内质网应激(ERS)通路保护小鼠海马神经元HT22细胞抗谷氨酸(Glu)损伤的机制。方法筛选适当的ICA预处理浓度,以Glu(5 mmol/L)处理18 h构建细胞损伤模型。将细胞分为对照组、Glu损伤组、低剂量ICA+Glu(L-ICA+Glu)组和高剂量ICA+Glu(H-ICA+Glu)组。CCK-8法检测细胞活性,TUNEL染色显示凋亡细胞,比色法检测细胞乳酸脱氢酶(LDH)释放量,JC-1染色检测线粒体膜电位(MMP)变化,DCFH-DA检测细胞活性氧(ROS)水平,Western blot检测ERS通路和凋亡相关蛋白含量。此外,以上各组经CHOP siRNA预处理后,分为Glu+ControlsiRNA组、Glu+CHOPsiRNA组、H-ICA+Glu+ControlsiRNA组、H-ICA+Glu+CHOPsiRNA组,检测细胞活性、凋亡率、ROS含量、MMP水平及凋亡相关蛋白表达。结果ICA在浓度低于10μmol/L时无明显毒性作用。ICA能够显著提高HT22细胞活性,降低LDH释放量,抑制细胞凋亡,降低ROS水平,恢复MMP,且呈剂量依赖性(P<0.05)。此外,ICA下调损伤后p-eIF2α和CHOP表达,同时增加Bcl2,抑制Bax(P<0.05)。CHOP siRNA预处理后,Glu的损伤作用明显减弱;同时CHOP siRNA预处理能够明显增强ICA对HT22细胞的保护作用。结论ICA可能通过部分抑制ERS诱导的氧化应激及凋亡,保护HT22细胞抗Glu损伤。     

心肌梗死后心力衰竭小鼠心肌组织内质网应激相关凋亡途径的研究

目的:探讨心肌梗死后心力衰竭小鼠心肌组织内质网应激介导的凋亡途径。方法:结扎小鼠左冠状动脉前降支建立心肌梗死后心力衰竭(心衰)模型,32只小鼠利用随机数字法分4组:假手术组、心肌梗死后2周组、4周组和6周组,采用超声心动图检查观察心室扩张及心功能变化情况,Western blotting检测内质网分子伴侣GRP78蛋白以及内质网应激相关凋亡蛋白CCAAT/增强子结合蛋白ε(CCAAT/enhancer-binding proteinε,CHOP)、c-Jun氨基端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)及其磷酸化水平、caspase-12及其活性剪切片段的表达。采用TUNEL法观察心肌细胞的凋亡情况。结果:与假手术组相比较,心肌梗死后心力衰竭的小鼠左心室扩大,心功能下降。小鼠心肌组织GRP78、CHOP蛋白表达增高(P0.05)。JNK、caspase-12蛋白表达没有明显变化,但其活化形式磷酸化JNK及剪切后的caspase-12表达增高(P0.05)。TUNEL染色显示心肌梗死后心力衰竭的小鼠心肌组织凋亡明显增多(P0.05)。结论:心肌梗死后心力衰竭诱导内质网应激反应,并伴随着其相关的CHOP、JNK、caspase-12三条通路的激活,提示内质网应激可能参与了心梗后心衰中心肌细胞的凋亡。     

Aging induced endoplasmic reticulum stress alters sleep and sleep homeostasis

Alterations in the quality, quantity, and architecture of baseline and recovery sleep have been shown to occur during aging. Sleep deprivation induces endoplasmic reticular (ER) stress and upregulates a protective signaling pathway termed the unfolded protein response. The effectiveness of the adaptive unfolded protein response is diminished by age. Previously, we showed that endogenous chaperone levels altered recovery sleep in Drosophila melanogaster. We now report that acute administration of the chemical chaperone sodium 4-phenylbutyrate (PBA) reduces ER stress and ameliorates age-associated sleep changes in Drosophila. PBA consolidates both baseline and recovery sleep in aging flies. The behavioral modifications of PBA are linked to its suppression of ER stress. PBA decreased splicing of X-box binding protein 1 and upregulation of phosphorylated elongation initiation factor 2 α, in flies that were subjected to sleep deprivation. We also demonstrate that directly activating ER stress in young flies fragments baseline sleep and alters recovery sleep. Alleviating prolonged or sustained ER stress during aging contributes to sleep consolidation and improves recovery sleep or sleep debt discharge.     

动脉粥样硬化中巨噬细胞凋亡与内质网应激机制

巨噬细胞是机体免疫系统的重要细胞成份,具有多种生理功能,在动脉粥样硬化等血管疾病的发生和发展中具有重要作用.巨噬细胞凋亡是造成动脉粥样硬化斑块不稳定的重要因素,在晚期动脉粥样硬化中,内质网应激与巨噬细胞凋亡密切相关.目前已知的巨噬细胞凋亡途径包括外源性的死亡受体途径、内源性的线粒体途径及内质网应激凋亡途径,其中内质网应...     

Ischemia induces endoplasmic reticulum stress and cell apoptosis in human brain

In animal models, endoplasmic reticulum (ER) stress and apoptosis take place around cerebral infarction areas during ischemia, which presumably protect tissues from necroses-induced injury as well as promote cells toward death. We examined whether these pathological changes, especially temporal occurrence, were present in patients who suffered from cerebral ischemia. The studies by immunohistochemistry show that ER chaperone glucose-regulated protein (GRP78) and caspase-9 elevate around infarction areas. The experiments by terminal deoxynucleotidy transferase-mediated 2′-deoxyuridine 5′-triphosphate-biotin nick-end labeling (TUNEL) illustrate that TUNEL-positive cells are higher around infarction tissues than controls. Moreover, GRP78, caspase-9 and TUNEL cells emerge one after another during ischemia. In conclusion, ER stress, apoptosis initiation and DNA fragment develop sequentially in ischemic human brain. ER stress during excessive ischemia stimulates apoptotic cell death beyond activating a defense for nerve cells being away from injury.     

微波辐照诱导内质网应激致心肌微血管内皮细胞损伤

目的探讨微波辐照致心肌微血管内皮细胞损伤与内质网应激之间的关系。方法取培养3~4代心肌微血管内皮细胞随机分为对照组和辐照各组。1.分别采用10mW/cm2,30mW/cm2、50mW/cm2微波辐射心肌微血管内皮细胞,辐照时间均为6min。于照射后24h收集细胞。2.细胞被暴露于30mW/cm2微波6 min,继续培养1 h、3 h或24 h之后,内皮细胞被收集,对照组于24 h结束实验。以膜联蛋白V-碘化丙啶双染法检测细胞凋亡;鬼笔环肽染色法观察微血管内皮细胞骨架的变化,评价微血管内皮细胞的损伤情况;免疫印迹法检测内质网应激分子钙网蛋白(CRT)、葡萄糖调节蛋白78(GRP78)和CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)的蛋白表达,评价微波辐照是否引起微血管内皮细胞内质网应激。结果内皮细胞凋亡率的量效研究发现,微波辐照之后,10mW/cm2、30mW/cm2、50mW/cm2照射组的细胞凋亡率分别为(2.34±0.15)%、(2.72±0.96)%、(2.62±0.34)%,与对照组(0.88±0.32)%比较差异显著(P0.05)。时效研究则发现,30mW/cm2照射后1h、3h和24h细胞凋亡率分别为(1.12±0.15)%,(1.49±0.54)%和(1.85±0.45)%。与对照组(1.10%±0.28)%比较,照射后1h组差异不显著(P0.05),照射后3h组和24h组差异显著(P0.05);内质网应激分子的检测发现,30mW组CRT、GRP78、CHOP的蛋白表达分别较对照组升高124%,76%,256%。50mW组CHOP的蛋白表达分别较对照组升高52%,189%。与对照组相比,30mW组CRT、GRP78、CHOP GRP78、及50mW组GRP78、CHOP表达差异显著(P0.05)。10mW组CRT、GRP78、CHOP及50mW组CRT蛋白表达与对照组相比差异无显著性(P0.05)。对照组内皮细胞表现出很少的肌动蛋白纤维。内皮细胞暴露于微波引起的丝状肌动蛋白应力纤维数量的急剧增加。最大应力纤维的形成发生在内皮细胞受到照射后3h或照射功率为30mW。结论微波辐照可诱导严重内质网应激反应,造成大鼠心肌微血管内皮细胞损伤。