抑制JNK信号通路对结肠癌HT-29细胞增殖和凋亡的影响

目的:研究抑制JNK 信号通路对结肠癌HT-29 细胞增殖和细胞凋亡的影响.方法:将人结肠癌细胞株HT-29分为正常对照组和JNK 抑制剂组(用SP600125 预处理细胞24 h),用四甲基偶氮唑盐比色法(MTT 法)检测细胞增殖水平,用脱氧核酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(TUNEL 法)观察细胞凋亡情况.结果:...     

RNA干扰阻断cyclin D1表达抑制结肠癌细胞增殖

目的:使用RNA干扰技术阻断人结肠癌细胞cyclin D1的表达,检测其对细胞生长增殖的影响和机制.方法:将人结肠癌细胞株HT-29分成3组,antisense组(转染反义链组)、sense组(转染正义链组)和对照组.免疫沉淀和蛋白质印迹法观察cyclin D1 siRNA对细胞cyclin D1蛋白质表达的影响,并对蛋白质电泳图像进行分析,MTT比色法绘制细胞生长曲线,~3H-TdR技术和流式细胞技术观测细胞周期变化结果:反义siRNA有效抑制了cyclin D1蛋白质表达,MTT实验显示,转染反义siRNA的细胞,生长代谢减慢,与对照组细胞差异显著(P<0.01).而antisense组细胞24 h的~3H-TdR渗入量,G_0/G_1期和S期细胞较对照组和sense组明显减少(~3H-TdR:1181.8±117.97 vs 1798.4±55.36,1851.4±83.46:P<0.01;G_0/G_1期:79.31% vs 60.87%.59.14%:S期:13.67% vs 26.42%,27.93%:P<0.01).结论:RNA干扰技术能有效减弱cyclin D1蛋白质表达,使细胞周期受阻,并抑制结肠癌细胞的生长增殖.     

JNK信号通路在大肠癌侵袭和转移中的作用及机制

目的:观察c-Jun氨基末端激酶(c-jun-N-terminal kinase,JNK)信号通路的活化对大肠癌细胞运动、侵袭的影响,并探讨大肠癌转移可能的分子机制.方法:LoVo细胞无血清饥饿24 h同步化后,对照组无纤维粘连蛋白(fibronectin,FN)干预,FN组给予FN 10,20,40 mg/L,24 h干预.JNK抑制剂组给予FN 40 mg/L+SP600125(20,40μmol/L)干预24 h.用Boyden小室法检测其体外运动和侵袭能力.Western blot法检测JNK磷酸化和MMP-9蛋白质表达.结果:FN可剂量性增加LoVo细胞运动和侵袭细胞数,SP600125能明显减少FN诱导的细胞运动和侵袭力.与对照组相比,FN 40 mg/L干预时P-JNK和MMP-9明显增高(38.39%±5.97% vs 28.61%±4.19%;58.25%±6.53% vs 33.43%±2.05%,均P<0.01).与FN 40 mg/L组相比,SP600125 40 μmol/L能明显抑制p-JNK和MMP-9蛋白的表达(29.59%±2.17% vs 38.39%±5.97%,36.69%±4.20% vs 58.25%±6.53%,均P<0.01).结论:大肠癌细胞JNK磷酸化可激活其下游成员使大肠癌基质金属蛋白酶的分泌增加,导致大肠癌细胞的运动和侵袭力增加,最终促进癌细胞的转移.     

调控Pokemon-p14ARF-p53通路对人结肠癌细胞增殖和凋亡的影响

背景:研究发现转录抑制因子Pokemon是一种关键性致癌因子,在多种人类恶性肿瘤中表达异常上调,在体内、外实验中均能促进细胞的肿瘤性转化。Pokemon对抑癌基因ARF具有特异性转录抑制作用。目的:应用RNA干扰技术抑制人结肠癌细胞株HT-29的Pokemon表达,观察其表达抑制对肿瘤细胞增殖和凋亡的影响并探讨其可能的分子机制。方法:根据Pokemon cDNA序列设计干扰序列,构建重组干扰质粒,经脂质体介导转染入HT-29细胞。以real time RT-PCR和蛋白质印迹法检测Pokemon、p14ARF、p53表达,流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡。结果:Pokemon siRNA能有效抑制HT-29细胞中的Pokemon mRNA和蛋白表达,mRNA相对表达量为0.29±0.04,同时p14ARF、p53 mRNA和蛋白表达明显上调,mRNA相对表达量分别为3.03±0.49和2.80±0.25。与转染无效序列siRNA的HT-29细胞相比,Pokemon表达抑制的HT-29细胞G0/G1期细胞比例增加(43.6%±2.3%对34.7%±1.9%,P<0.05),细胞凋亡增多(10.7%±1.9%对2.7%±0.4%,P<0.05)。结论:人结肠癌细胞中的Pokemon表达与p14ARF、p53表达之间存在负相关关系,抑制Pokemon可通过上调p14ARF-p53信号通路阻滞肿瘤细胞的细胞周期进程,并诱导细胞凋亡。调控Pokemon-p14ARF-p53信号通路有望作为结肠癌的治疗靶点。     

亚硒酸钠调控AMPK/mTOR信号通路对结直肠癌细胞增殖凋亡的影响及机制

目的探讨亚硒酸钠调控AMPK/mTOR信号通路对结直肠癌细胞增殖凋亡的影响及机制。方法培养人结直肠癌细胞株HT-29、SW620和HCT116,用1.25、2.5、5、10、20μmol/L的亚硒酸钠处理细胞48 h,CCK8试验检测不同浓度亚硒酸钠对细胞增殖的影响;10、20μmol/L的亚硒酸钠作用于人结直肠癌细胞株HT-29 12、24、48、72 h后,CCK8试验检测亚硒酸钠作用不同时间对细胞增殖的影响;10、20μmol/L的亚硒酸钠作用于人结直肠癌细胞株HT-29 48 h,流式细胞仪检测细胞凋亡率并用Western印迹检测蛋白表达。结果随着亚硒酸钠浓度的增加,人结直肠癌细胞株HT-29、SW620和HCT116的抑制率增大,具有浓度依赖性,亚硒酸钠对人结直肠癌细胞株HT-29、SW620和HCT116的IC50分别为(5.060±1.01)、(6.701±1.21)、(7.471±1.47)μmol/L,后期选择人结直肠癌细胞株HT-29为研究对象;10和20μmol/L的亚硒酸钠对细胞的抑制率在各个时间点都显著高于0 h抑制率(P<0.01),且随着时间的延长抑制率增加;10、20μmol/L的亚硒酸钠处理后细胞的凋亡率均显著高于0μmol/L,具有浓度依赖性(P<0.01),细胞中p-AMPK和Bax的蛋白表达显著高于0μmol/L组,p-mTOR和Bcl-2的蛋白表达显著低于0μmol/L组且具有浓度依赖性(P<0.01)。结论亚硒酸钠能抑制人结直肠癌细胞株HT-29的增殖,促进细胞的凋亡,使Bcl-2蛋白表达下降,Bax蛋白表达上升,可能与AMPK/mTOR信号通路调控有关。     

VEGF反义寡核苷酸对体外生长的大肠癌HT-29细胞的抑制作用

目的:探讨血管内皮生长因子(VEGF)反义寡核苷酸(ASODN)对体外生长的人大肠癌HT-29细胞的抑制作用.方法:实验设空白对照组、脂质体转染组、错义链转染组(SODN组)和不同浓度反义链转染组(ASODN组).用LipofectamineTM2000介导的VEGF ASODN和错义寡核苷酸(SODN)转染人大肠癌细胞株HT-29,半定量RT-PCR检测各组细胞VEGF mRNA的表达:Western blot测定转染48、72 h后VEGF蛋白表达:MTT法和流式细胞术检测细胞增殖和凋亡.结果:转染48 h后,ASOND组的VEGF mRNA表达水平明显低于脂质体对照组和SODN组(0.455±0.032 vs 0.934±0.031,0.915±0.004,p<0.01);脂质体对照组与SODN组之间无显著差异.细胞转染48、72 h后,ASODN组蛋白表达明显弱于脂质体对照组和SODN组,且72h弱于48 h.与对照组比较.VEGF ASODN对HT-29细胞有明显的生长抑制作用,并且抑制呈剂量和时间依赖性(P<0.05).结论:VEGF ASODN通过抑制VEGF的基因表达,对体外生长的人大肠癌HT-29细胞的增殖进行抑制.     

抑瘤基因NGX6对结肠癌血管形成的影响

目的:探讨抑瘤基因NGX6对结肠癌血管形成的影响.方法:将HT-29细胞分为3组:pcDNA3.1(+)/NGX6/HT-29组(稳定转染并表达NGX6基因的HT-29细胞)、pcDNA3.1(+)/HT-29组(转染空白质粒的HT-29细胞)及HT-29对照组.通过鸡胚绒毛尿囊膜血管形成实验检测结肠癌细胞接种鸡胚血管形成情况.裸鼠成瘤实验观测种植瘤及其对裸鼠的影响,然后对种植瘤进行免疫组织化学实验检测其内部血管生成.RT-PCR检测NGX6基因及VEGF基因在各组细胞中的表达.结果:pcDNA3.1(+)/NGX6/HT-29组鸡胚血管形成平均数量较HT-29与pcDNA3.1(+)/HT-29组明显减少(6.2±0.2 vs 8.6±0.2,8.4±0.3,P<0.05):HT-29组裸鼠明显消瘦且PcDNA3.1(+)/NGX6/H T-29组与HT-29和pcDNA3.1(+)/HT-29组种植瘤平均质量、种植瘤微血管密度明显降低(1.83±0.25 g vs 4.06±0.20 g,4.16±0.4 g;1.83±0.52 vs 7.36±1.12 vs 6.96±1.43,均P<0.05); VEGF在pcDNA3.1(+)/NGX6/HT-29细胞及种植瘤中较其余两组明显降低,而pcDNA3.1(+)/HT-29细胞与未转染的HT-29细胞与种植瘤中呈高表达;且HE染色切片显示HT-29组及PcDNA3.1(+)/HT-29组种植瘤血管内都有癌栓,而PcDNA3.1(+)/NGX6/HT-29组种植瘤内未见有癌栓形成.结论:NGX6基因能抑制结肠癌细胞HT-29血管的形成,抑瘤基因NGX6的抑癌能力部分是通过抑制血管形成来实现的.     

JNK信号通路在δ氨基酮戊酸-光动力疗法诱导SW480细胞凋亡中的作用机制

目的:探讨JNK信号通路在δ氨基酮戊酸(ALA)-光动力疗法((PDT)诱导SW480细胞凋亡中的作用.方法:将SW480细胞分为空白对照组、激光照射组、ALA组及ALA-PDT组.Western blot 检测各组细胞c-Jun氨基末端激酶(JNK)的表达;用SP600125(JNK抑制剂)预孵育ALAPDT组细胞,Western blot检测各组细胞的多聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)的表达.结果:磷酸化JND在空白对照组、激光照射组及ALA组几乎无表达,ALA-PDT后30-90min细胞表达显著高于空白对照组、激光照射组及ALA组(F=12.314,P＜0.001),其中ALAPDT后60及90min的磷酸化JNK表达显著高于ALA-PDT后30min(F=9.782,P＜0.001),各组细胞总的JNK表达无显著差异.JNK的激活能抑制ALA-PDT诱导sw480细胞凋亡.结论:JNK信号通路的激活抑制ALA-PDT诱导SW480细凋亡;JNK通路可能成为增强ALA-PDT治疗结肠癌的新靶点.     

MicroRNA-29a调控心房颤动模型大鼠心房肌细胞凋亡的机制研究

目的研究microRNA-29a(miR-29a)对心房颤动(房颤)模型大鼠心房肌细胞凋亡的调控作用并探讨可能存在的作用机制。方法对20只SD大鼠采用乙酞胆碱-氯化钙(ACH-CaCl2)混合液尾静脉注射法连续给药4周制作房颤动物模型(模型组),并正常饲养5只大鼠作为对照组。4周后,心电图示模型组为典型房颤心电图则表示大鼠房颤造模成功。而后将两组大鼠处死,提取和分离大鼠的原代心房肌细胞并分为5组:(1)阴性对照组:对照组大鼠的原代心房肌细胞,不加任何药物处理;(2)模型组:模型组大鼠的原代心房肌细胞,不加任何药物处理;(3)miR-29a inhibitor(miR-29a抑制剂)组:模型组大鼠的原代心房肌细胞,转染终浓度为50 nmol/L的miR-29a inhibitor;(4)SP600125(JNK抑制剂)组:模型组大鼠的原代心房肌细胞加入20 mmol/L的SP600125;(5)SP600125+miR-29a inhibitor组:模型组大鼠的原代心房肌细胞转染50 nmol/L的miR-29a inhibitor,并加入20 mmol/L的SP600125。5组细胞均置于37℃,5%二氧化碳恒温培养箱中培养48 h。采用MTT法检测miR-29a inhibitor及SP600125对房颤大鼠心房肌细胞活力的影响;采用Annexin-Ⅴ/PI染色检测各组心房肌细胞凋亡情况;Western blot检测各组细胞中Bcl-2、Bax、p-JNK蛋白的表达情况。结果与阴性对照组相比,模型组细胞凋亡明显上升,细胞活力明显下降;与模型组相比,miR-29a inhibitor组、SP600125组细胞凋亡明显下降、细胞活力明显上升。与阴性对照组相比,模型组的Bcl-2蛋白的表达显著下降,Bax蛋白的表达显著升高;与模型组相比,miR-29a inhibitor组、SP600125组的Bcl-2蛋白的表达显著升高,而Bax蛋白的表达显著下降,差异具有统计学意义(P0.05)。与阴性对照组相比,模型组p-JNK表达显著上升,与模型组相比,miR-29a inhibitor组、SP600125组和SP600125+miR-29a inhibitor组的心房肌细胞p-JNK蛋白的表达均明显下降,差异具有统计学意义(P0.05)。结论阻断miR-29a可抑制房颤模型大鼠心房肌细胞的凋亡,其机制可能是通过抑制JNK信号通路来实现。     

Livin基因沉默对大肠癌细胞凋亡和化疗敏感性的影响

目的 观察沉默Livin基因对大肠癌HT-29细胞凋亡和化疗敏感性的影响.方法 采用脂质体转染技术将化学合成的Livin siRNA转入HT-29细胞,RT-PCR和Western印迹法检测转染效果.选用5-氟尿嘧啶(5-FU)作用于转染和未转染的细胞,MTT检测各组细胞的增殖、流式细胞仪检测细胞的凋亡.结果 si-Livin1转染组Livinα mRNA、Livinβ mRNA和Livin蛋白表达水平较其余干扰组和对照组显著降低(P<0.01).5-FU对HT-29细胞的生长抑制作用强于si-Livin1转染组(P<0.01),而si-Livin1+5-FU组对细胞的生长抑制率显著高于单独si-Livin1转染组和单独5-FU作用组(P<0.01).与空白对照组比较,si-Livin1转染可使细胞出现明显凋亡现象(P<0.01),5-FU对细胞的促凋亡作用强于si-Livin1转染组(P<0.01),si-Livin1+5-FU组的凋亡率显著高于单独si-Livin1转染组和单独5-FU作用组(P<0.01).结论 siRNA沉默Livin基因能够抑制HT-29细胞的生长,促其凋亡,提高5-FU的化疗敏感性.Livin基因有望成为大肠癌治疗的新靶点.     

丁苯酞可通过雷帕霉素靶蛋白信号通路改善心肌梗死大鼠心功能

目的：探究丁苯酞通过雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路对心肌梗死（MI）大鼠心脏功能的影响。方法：将30只雄性大鼠随机分为假手术组（sham组）、MI组和丁苯酞治疗组（NBP组），各10只。检测3组大鼠的心脏功能、左心室质量和左心室指数，采用HE染色和Masson染色观察大鼠心肌组织病理及胶原纤维化情况，采用免疫印迹试验检测mTOR和磷酸化的mTOR（P-mTOR）表达。结果：与sham组比较，MI组大鼠左室舒张末期内径（LVEDD）和左室收缩末期内径（LVESD）明显升高，左室射血分数（LVEF）和左室短轴缩短率（LVFS）水平显著降低（P均<0.05），干预后的NBP组得到明显改善（P均<0.05）。MI组大鼠的左心室质量和左室质量指数明显高于sham组（P均<0.05）；干预后的NBP组大鼠得到显著抑制 （P均<0.05）。与sham组比较，MI组大鼠的mTOR和P-mTOR明显减少（P均<0.05）；丁苯酞治疗组大鼠的mTOR和P-mTOR表达显著升高（P均<0.05）。结论：丁苯酞可改善心肌梗死大鼠的心功能，推测是通过激活mTOR信号通路，进而对心功能起到保护作用。     

蟾毒灵介导JNK信号通路诱导人胰腺癌细胞的凋亡

目的:研究蟾毒灵诱导人胰腺癌细胞凋亡以及凋亡相关基因表达的JNK信号转导通路,揭示其抗胰腺癌的部分机制.方法:MTT法观察蟾毒灵对人胰腺癌BxPC-3细胞的生长抑制作用;0.16、0.32、0.64mg/L蟾毒灵分别作用人胰腺癌BxPC-3细胞48h后,流式细胞仪(flow cytometry,FCM)检测细胞周期和细胞凋亡;Western印迹法检测蟾毒灵作用BxPC-3细胞后SAPK/JNK信号通路的激活情况,荧光定量PCR检测Survivin基因mRNA的表达水平;并比较阻断JNK信号通路后丹参酮ⅡA对胰腺癌细胞凋亡Survivin基因mRNA的表达.结果:MTT法测得蟾毒灵对人胰腺癌BxPC-3细胞具有显著的抑制作用,其作用效果与剂量和作用时间成正相关;0.16、0.32、0.64mg/L浓度蟾毒灵作用人胰腺癌细胞后的细胞凋亡率分别为19.36%±0.39%、40.69%±0.44%、59.63%±1.14%,与对照组2.24%±0.37%比较均有显著性差异(P<0.01);蟾毒灵作用人胰腺癌细胞1h后JNK信号通路被激活,2h达峰值;阻断JNK信号通路后,凋亡率明显降低(P<0.01);0.32mg/L蟾毒灵作用人胰腺癌细胞48h后Survivin mRNA的表达明显下降;阻断JNK信号通路后,蟾毒灵作用人胰腺癌细胞的Survivin mRNA的表达明显上升.结论:蟾毒灵通过JNK信号转导通路下调人胰腺癌BxPC-3细胞Survivin mRNA的表达,可能是其诱导胰腺癌细胞凋亡的机制.     

Study on the role of Cathepsin B and JNK signaling pathway in the development of cerebral aneurysm

Objective: To investigate the correlation between JNK signal and the apoptosis of VSMC as well as the expression of Cathepsin B and to explore the role of JNK signal in the development of cerebral aneurysm. Methods: Rat models of cerebral aneurysm were established and histopathologic changes of cerebral aneurysm and the apoptosis of VSMC were analyzed. Rat models were respectively subject to subcutaneous injection of Cathepsin B si RNA and JNK inhibitor SP600125. Western blot technique was used to detect the expression of proteins like Cathepsin B, Caspase-3, and p-JNK. Spearman's rho was used to examine the correlation between p-JNK and Cathepsin B, as well as the expression of relevant proteins. Results:The success rate of modeling rats with cerebral aneurysm was 88.75%. After the respective injection of Cathepsin B si RNA, SP600125 and their combination, the cell densities of VSMC of rats with cerebral aneurysm all increased significantly(P0.05 or P0.01), but the apoptosis rate of VSMC decreased significantly(P0.01). Compared with normal rats, the expression of Cathepsin B, Caspase-3 and p-JNK in cerebral aneurysm models increased significantly. Effectively intervening Cathepsin B genes with Cathepsin B si RNA could significantly inhibit the expression of Cathepsin B and Caspase-3, but hardly influence the expression of p-JNK. JNK inhibitor SP600125 had no influence on the expression of Cathepsin B and Caspase-3, but effectively inhibited the expression of p-JNK. In cerebral aneurysm tissues, positive correlation was observed between the expression of p-JNK and Cathepsin B, the correlation coefficient was r=0.640. Conclusion: After the attack of cerebral aneurysm, proteins like Cathepsin B, Caspase-3 and p-JNK are all involved in the apoptosis of VSMCs. This process may be realized by Cathepsin B which activates the apoptosis mechanism of Caspase-3 and mediate the apoptosis of VSMC through the JNK signaling pathway. Therefore, silencing Cathepsin B gene or inhibiting the conduction through JNK signaling pathway can mitigate the apoptosis of vascular smooth muscle cells in cerebral aneurysm.     

丹参酮ⅡA对人胰腺癌细胞凋亡的诱导作用及其对SAPK/JNK信号转导通路的影响

目的:研究丹参酮ⅡA诱导人胰腺癌细胞凋亡和凋亡相关基因表达的JNK信号转导通路,揭示其抗胰腺癌的部分机制.方法:MTT法观察丹参酮ⅡA对人胰腺癌PANC-1细胞的生长抑制作用;8、16、32 mg/L丹参酮ⅡA分别作用人胰腺癌PANC-1细胞48 h后,免疫荧光染色观察细胞凋亡情况;流式细胞仪法(FCM)检测细胞凋亡;...     

JNK MAPK信号通路在食管癌细胞系Eca-109细胞中的作用机制

目的探讨c-jun氨基末端激酶1/2（c-jun N-teuninal kinase,JNK 1/2）信号通路在食管癌细胞系Eca-109细胞中的作用。方法体外培养Eca-109细胞,以特异性JNK信号转导通路抑制剂SP600125处理Eca-109细胞;RT-PCR的方法检测JNK1和JNK2基因的表达,Western blot法检测JNK和p-JNK蛋白的表达,MTT（3-（4,5-Dimethylthiazol-2-yl）-2,5-di-phenyltetrazolium bromide）法检测细胞增殖,流式细胞术检测细胞凋亡。结果 Eca-109细胞经SP600125分别处理24h和48 h后,分别与对照组比较,JNK1 mRNA的表达无统计学差异（均P〉0.05）,JNK2 mRNA的表达也无统计学差异（均P〉0.05）,但活化的JNK即P-JNK1/2蛋白的表达显著减少,细胞的增殖显著被抑制,细胞的凋亡率有统计学差异（均P〈0.05）。结论 JNK信号通路可能在Eca-109细胞的发生发展中发挥重要作用。     

27nt-miRNA通过靶向哺乳动物雷帕霉素靶蛋白调控血管平滑肌细胞凋亡及其分子机制研究

目的:探讨来源于一氧化氮合酶基因第四内含子的27碱基重复序列微小RNA(27nt-miRNA)对哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)介导的主动脉血管平滑肌细胞(VSMC)凋亡调控作用及潜在分子机制。方法:将大鼠主动脉VSMC分为空白对照组、雷帕霉素组、27nt-miRNA组、27nt-miRNA反义序列(anti-27ntmiRNA)组、阴性对照组。27nt-miRNA组:转染27nt-miRNA正义链慢病毒载体;anti-27nt-miRNA组:转染27ntmiRNA反义链慢病毒载体;阴性对照组:转染随机阴性序列慢病毒载体。除空白对照组外,雷帕霉素组与各转染组细胞给予100 ng/ml雷帕霉素诱导培养2 h诱导凋亡。荧光定量逆转录PCR(qRT-PCR)验证27nt-miRNA慢病毒稳转细胞株构建情况;CCK-8法、流式细胞术、qRT-PCR法与蛋白免疫印迹(Western blot)法分别检测各组细胞增殖能力、细胞凋亡率与周期分布以及mTOR、磷酸化-mTOR(p-mTOR)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)的信使RNA(mRNA)和(或)蛋白表达水平。结果:慢病毒转染VSMC后,27nt-miRNA稳转细胞株构建成功,雷帕霉素可抑制VSMC的mTOR mRNA与p-mTOR蛋白表达水平。与阴性对照组相比,27nt-miRNA组细胞的活力与增殖能力显著增强,且细胞凋亡率显著降低(P均<0.05),细胞周期G1期向S期分裂进程阻滞减弱(P<0.05);Bax和caspase-3蛋白表达量显著减少,Bcl-2蛋白表达量显著增加(P均<0.05);mTOR基因转录水平与p-mTOR蛋白表达水平均下降(P<0.05)。结论:27nt-miRNA通过负调控m TOR基因转录水平与蛋白磷酸化水平抑制VSMC凋亡,其机制可能与上调Bcl-2蛋白表达,下调Bax和caspase-3蛋白表达有关。     

Ambient temperature reduction extends lifespan via activating cellular degradation activity in an annual fish (Nothobranchius rachovii)

Ambient temperature reduction (ATR) can extend the lifespan of organisms, but the underlying mechanism is poorly understood. In this study, cellular degradation activity was evaluated in the muscle of an annual fish (Nothobranchius rachovii) reared under high (30 °C), moderate (25 °C), and low (20 °C) ambient temperatures. The results showed the following: (i) the activity of the 20S proteasome and the expression of polyubiquitin aggregates increased with ATR, whereas 20S proteasome expression did not change; (ii) the expression of microtubule-associated protein 1 light chain 3-II (LC3-II) increased with ATR; (iii) the expression of lysosome-associated membrane protein type 2a (Lamp 2a) increased with ATR, whereas the expression of the 70-kD heat shock cognate protein (Hsc 70) decreased with ATR; (iv) lysosome activity increased with ATR, whereas the expression of lysosome-associated membrane protein type 1 (Lamp 1) did not change with ATR; and (v) the expression of molecular target of rapamycin (mTOR) and phosphorylated mTOR (p-mTOR) as well as the p-mTOR/mTOR ratio did not change with ATR. These findings indicate that ATR activates cellular degradation activity, constituting part of the mechanism underlying the longevity-promoting effects of ATR in N. rachovii.