中枢神经系统mTOR通路诱导自噬研究进展

<正>哺乳动物雷帕霉素蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)作为一种高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在真核细胞营养缺乏时,mTOR受到抑制从而诱导细胞自噬(autophagy)~([1-3])。自噬是通过自噬溶酶体系统对细胞质自身内异物、损伤和衰老细胞器进行的吞噬降解,这一过程能有效地使蛋白质等有效成份进行新陈代谢得到再生利用。自噬广泛存在于高等脊椎动物的细胞,对组织器官正常发育,     

AMPK/mTOR信号通路介导的自噬在血根碱抑制鼻咽癌细胞增殖中的作用研究北大核心CSCD

目的:研究血根碱(SAN)对人鼻咽癌5-8F细胞自噬和增殖的影响,并探讨5-8F细胞自噬与增殖的关系及作用机制。方法:MTT和实时无标记细胞分析技术(RTCA)检测细胞增殖;单丹磺酰戊二胺(MDC)染色和透射电镜观察自噬情况;Western blot检测蛋白表达。结果:与Control组相比,SAN可显著抑制鼻咽癌细胞增殖,降低PCNA表达,诱导自噬小体形成,降低P62表达,提高Beclin-1表达、LC3Ⅱ/Ⅰ;而抑制自噬后(3-MA预处理),SAN诱导自噬和抑制细胞增殖作用显著减弱,同时,SAN对Beclin-1、LC3Ⅱ/Ⅰ、p62、PCNA的影响改变;SAN可激活AMPK/mTOR信号通路关键蛋白AMPK、p-AMPK并抑制mTOR表达;而抑制AMPK/mTOR信号通路后(抑制剂Compound C预处理),SAN诱导自噬和抑制细胞增殖作用显著减弱。结论:SAN能够抑制人鼻咽癌5-8F细胞增殖并诱导自噬,可能通过诱导细胞自噬抑制细胞增殖,其机制可能与激活AMPK/mTOR信号通路有关。     

基于AMPK/mTOR信号通路介导的自噬途径研究黄芪多糖对急性放射性肠炎大鼠肠黏膜的保护作用

目的:探究基于AMP活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路介导的自噬途径研究黄芪多糖(APS)对急性放射性肠炎大鼠肠黏膜的保护作用.方法:对SD大鼠进行12 Gy单次照射,制备急性放射性肠炎模型,随机分为模型组、APS(2 g/kg)组、AMPK抑制剂compound C(CC,0.2 m...     

基于AMPK/mTOR信号通路的细胞自噬对大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖和凋亡的影响

目的：探讨在低氧高二氧化碳(hypoxia and hypercapnia,HH)条件下,基于AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路的细胞自噬的变化及其对大鼠肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs)增殖和凋亡的影响。方法：以大鼠PASMCs为研究对象,饥饿24 h后随机分为5组：正常对照(normal control,N)组、模型组(HH组)、溶剂二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)组(D组)、AMPK激动剂阿卡地新(acadesine;5-aminoimidazole-4-carboxamide riboside,AICAR)组(AI组)和AMPK抑制剂dorsomorphin(compound C,CC)组(CC组)。N组置于常氧环境(21%O₂、5%CO₂和74%N2)下培养24 h,其余4组预先...     

自噬及其在多发性硬化中的作用

自噬是高度保守的依赖溶酶体的细胞内物质分解途径,是维持细胞自稳的主要机制,并参与多种神经退行性疾病的发生。自噬现象广泛存在,并能维持组织的内环境稳定,参与调节细胞分化。近年研究发现调节细胞的自噬活性有助于治疗多发性硬化,其对应激状态下神经细胞中错误折叠并沉积的蛋白及衰老受损细胞器的清除具有重要作用。自噬可保护受损的神经细胞,但过度自噬也可促进神经细胞的死亡,因此研究自噬在多发性硬化的不同阶段发挥的不同调节作用,可作为防治多发性硬化的新策略。     

mTOR和ERK/MAPK信号通路调控自噬在孤独症发病中的作用

<正>孤独症是一种以重复刻板样行为和社交缺陷为主要特征的神经发育障碍性疾病,发病率高的特点使其逐渐成为研究的热点。中国与西方国家孤独症的发病率相似,约为1%,位于儿童精神疾病的前列^[1]。目前认为孤独症由环境和遗传因素共同决定,病因复杂,具体机制尚不明确。随着研究的深入,自噬在孤独症发病机制中的作用受到广泛关注。     

丹酚酸B 通过mTOR / Ulk1 信号通路诱导胶质瘤细胞C6 自噬性死亡

目的:探究丹酚酸B(Salvianolic acid B,Sal B)对胶质瘤细胞自噬的作用机制。方法:不同浓度的Sal B 处理细胞,CCK8 检测细胞活性,流式检测细胞凋亡情况,Western blot 检测增殖、凋亡及自噬标记蛋白表达,免疫荧光检测LC3 含量。结果:Sal B 浓度达到100 μmol/ L 时能明显抑制细胞活性,因此,选择10、20、50 μmol/ L 三个剂量进行后续试验;Sal B 能显著促进C6 细胞凋亡和凋亡标记蛋白caspase-3、Bax 的表达,降低Bcl-2 及增殖标记蛋白Ki67 的表达水平,并具有量效关系;同时,Sal B 能显著促进自噬标记蛋白(Atg5、Atg7、Atg12、Beclin1)的表达,升高LC3Ⅱ/ Ⅰ的比值,促进LC3 荧光斑点的形成并降低p62 的表达水平;此外,Sal B 可明显抑制mTOR/ Ulk1 通路蛋白mTOR 的表达,促进Ulk1 的表达。结论:Sal B 可通过mTOR/ Ulk1 信号通路诱导胶质瘤细胞自噬性死亡。     

lncRNA-CCAT1通过调控PI3K/Akt/mTOR信号通路对宫颈癌HeLa细胞自噬的影响

目的:探讨长链非编码RNA(lncRNA)结肠癌相关转录因子1(CCAT1)对宫颈癌HeLa细胞自噬的影响及其可能作用机制.方法:培养宫颈癌HeLa细胞,将CCAT1过表达质粒pcDNA3.1-CCAT1转染至HeLa细胞中,采用qRT-PCR检测转染后细胞中CCAT1的表达水平;CCK8法检测细胞增殖活性;单丹磺酰戊...     

姜黄素通过激活AMPK信号通路介导的自噬抑制大鼠蛛网膜下腔出血后神经元凋亡

目的:探讨姜黄素(Cur)对大鼠蛛网膜下腔出血(SAH)后神经元凋亡的影响及其作用机制.方法:将60只雄性SD大鼠随机分成5组:假手术组(Sham)、模型组(SAH)、Cur低剂量干预组(50 mg/kg,Cur-L)、Cur高剂量干预组(200 mg/kg,Cur-H)和高剂量Cur联合AMPK抑制剂Dorsomor...     

Knockout of ASAP1 induces autophagy in papillary thyroid carcinoma by inhibiting the mTOR signaling pathway

Due to lymph node metastasis and infiltration, surgery for PTC (papillary thyroid carcinoma) is a high-risk treatment strategy. Our work reports for the first time that ASAP1 (ArfGAP with SH3 Domain, Ankyrin Repeat and PH Domain 1) is highly expressed in PTC and that its high expression is related to autophagy. Autophagy and ASAP1 expression in 40 PTC tissues and normal tissues were detected by immunofluorescence. We used the lentiviral CRISPR/Cas9 nickase to generate stable cell lines. The difference in autophagy levels between the ASAP1 KO group and the control group was determined by Western blot and immunofluorescence analyses. We added chloroquine (CQ) to verify that ASAP1 increased the formation of autophagosomes rather than reducing their degradation. The expression of mTOR activity-related proteins (P-P70S6K, P-MTOR) was studied by Western blotting. ASAP1 was upregulated while autophagy was downregulated in PTC tissues compared to normal tissues. Knockout of ASAP1 induced autophagy in both MDA-T32 and MDA-T85 cells. Knockout of ASAP1 attenuated the activation of the mTOR signaling pathway. Our studies demonstrated that ASAP1 is upregulated while autophagy is reduced in PTC tissues. In addition, knockout of ASAP1 induces autophagy in PTC by inhibiting the mTOR signaling pathway.     

PI3K/Akt/mTOR信号通路在巨噬细胞自噬及动脉粥样硬化斑块不稳定中的作用

 目的：探讨磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B(Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路在巨噬细胞自体吞噬以及动脉粥样硬化斑块不稳定中的作用。方法：利用Akt抑制剂康士得（20 μmol/L）、mTOR抑制剂雷帕霉素（10 nmol/L）及mTOR-siRNA（30 nmol/L）体外处理小鼠RAW 264.7 巨噬细胞株 48 h后,透射电镜观察巨噬细胞自噬体的变化,细胞免疫荧光法及Western blotting法检测微管相关蛋白LC3-II表达,实时荧光定量qRT-PCR和Western blotting法检测Akt、mTOR及自噬相关蛋白Beclin 1的表达,ELISA检测巨噬细胞分泌炎症因子水平。体内实验中, 24只雄性新西兰兔给予球囊损伤+ 1%胆固醇喂养8周,然后随机分为对照组、康士得（1.0 mg·kg-1·d-1）组和雷帕霉素（0.5 mg·kg-1·d-1）组,每组8只,干预4周。血管内超声（IVUS）检测斑块的影像学特征,透射电镜观察斑块中巨噬细胞超微结构的改变,免疫荧光法检测微管相关蛋白LC3-II表达,免疫组织化学法检测巨噬细胞Akt和mTOR的蛋白表达。 结果：与对照组比较,康士得、雷帕霉素及mTOR-siRNA干预巨噬细胞后,透射电镜下观察到自噬体明显增多,微管相关蛋白LC3-II和自噬相关蛋白Beclin 1的表达水平明显上调,而Akt及mTOR 的mRNA及蛋白表达水平明显减少,巨噬细胞分泌的IL-10明显降低,而IFN-γ的分泌显著增加。体内实验： IVUS显示,与对照组比较,康士得组及雷帕霉素组的外弹性膜面积（EEMA）、斑块面积（PA）及斑块负荷（PB）明显减少,透射电镜下观察到巨噬细胞中自噬体增加,组织免疫荧光法示LC3-II明显增加,HE染色显示斑块纤维帽的厚度明显增加,内、中膜厚度显著减低,组织免疫组化染色显示巨噬细胞RAM-11及p-mTOR染色显著减少。结论：选择性抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路能诱导巨噬细胞自噬,减少斑块巨噬细胞的浸润, 抑制炎症反应进而稳定动脉粥样硬化易损斑块。     

胰升糖素样肽1对肥胖大鼠肝脏组织中Sesn2/AMPK/mTOR信号通路的干预效应

目的:研究胰升糖素样肽1受体激动剂利拉鲁肽对肥胖大鼠肝脏组织Sesn2/AMPK/mTOR信号通路的影响。方法:雄性SD大鼠随机分为正常饮食组(NC组)与高脂饮食组(HF组),喂养12周后,每组取5只评估肥胖大鼠模型建立。HF组再随机分为HF组、低剂量利拉鲁肽组(LG组)、中剂量利拉鲁肽组(MG组)与高剂量利拉鲁肽组(HG组),各组分别给予生理盐水及不同剂量利拉鲁肽(50、100和200μg/kg,皮下注射,每天2次) 4周。16周时测定体重及附睾脂肪指数;取大鼠肝脏组织HE染色观察肝脏脂肪变性情况; Western blot法检测肝脏组织中Sesn2、AMPK、p-AMPK、mTOR和p-mTOR的蛋白水平。结果:HF组大鼠的体重明显高于NC组(P 0. 01)。HF组肝脏细胞出现脂肪变性。与NC组相比,HF组的Sesn2蛋白水平明显降低(P 0. 01),p-AMPK/AMPK水平明显降低(P 0. 01),而p-mTOR/mTOR水平与NC组相比差异没有统计学显著性。利拉鲁肽干预4周后,药物处理组大鼠体重明显低于HF组(P 0. 01),MG与HG组大鼠的附睾脂肪指数较HF组降低(P 0. 01),肝组织脂肪变性较HF组减轻; HG组的Sesn2蛋白水平明显高于HF组(P 0. 01),MG与HG组的p-AMPK/AMPK水平较HF组明显升高(P 0. 01),LG组、MG与HG组p-mTOR/mTOR水平较HF组明显降低(P 0. 01)。结论:胰升糖素样肽1受体激动剂可能通过Sesn2/AMPK/mTOR信号通路影响机体能量代谢,改善肥胖状态。     

糖尿病大鼠肾组织中PTEN/AKT/mTOR通路对自噬的调控作用

目的:观察糖尿病大鼠肾组织中PTEN和自噬水平的变化,探讨糖尿病肾病中PTEN/AKT/m TOR通路对自噬的调控机制。方法:将SD大鼠随机分为正常对照组(NC组)和糖尿病组(DM组),每组各8只。用链脲佐菌素复制DM大鼠模型。于成模后10周处死大鼠后测定相应生化指标和肾脏指数,免疫组化观察肾小管上皮细胞PTEN蛋白的表达部位;Western blotting法检测肾组织LC3、PTEN及PTEN/AKT/m TOR通路的变化;realtime PCR检测肾组织PTEN的mRNA表达水平。结果:DM组的血糖、24 h尿蛋白量和肾脏指数均显著高于NC组(P0.05)。与NC组相比,DM组大鼠肾组织的LC3I和LC3II水平明显降低(P0.05)。PTEN主要分布于肾小管上皮细胞中,DM组PTEN蛋白的表达水平明显低于NC组(P0.05)。DM大鼠肾组织中,PTEN/AKT/m TOR通路的活性增高。结论:糖尿病大鼠肾脏组织中细胞自噬水平下降,而参与自噬调控的PTEN/AKT/m TOR通路活性升高,提示其自噬水平的变化可能受到PTEN/AKT/m TOR通路的调节。     

TMP21 modulates cell growth in papillary thyroid cancer cells by inducing autophagy through activation of the AMPK/mTOR pathway

Objective: To investigate the role of transmembrane protein (TMP) 21 in human thyroid cancer. Methods: The recombinant expression vector pcDNA3.1 (+)-TMP21 and specific small interfering RNAs (siRNA) against TMP21 were transfected into a papillary thyroid cancer cell line (TPC1). After transfection, the expression of TMP21 was confirmed by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) and Western blotting. Moreover, cell viability and apoptosis rate were respectively determined by 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) colorimetric assay and flow cytometry (FCM). Additionally, Western blotting was performed to analyze the adenosine monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK)/mammalian target of rapamycin (mTOR) pathways associated protein (P-AMPKα^Thr172, P-mTOR^Ser2448, light chain (LC)-II/LC3-I, and P-S6K^Thr389) after pre-treatment with AMPK inhibitor, compound C (Com C) and siTMP21. Results: The TMP21 protein level and cell viability were significantly higher, but apoptotic rate was significantly lower by transfection with pcDNA3.1-TMP21 than those in control group (P < 0.05), and reverse results were obtained by transfection with siTMP21. However, qRT-PCR showed different results due to the feedback inhibition of mRNA. Besides, silencing of TMP21 significantly reduced the levels of P-mTOR^Ser2448 and P-S6K^Thr389 (P < 0.05), but significantly increased the levels of P-AMPKα^Thr172 and LC3-II/LC3-I compared with the control group (P < 0.01). Whereas, the levels of P-AMPKα^Thr172 and LC3-II/LC3-I were significantly decreased by Com C compared with the control group (P < 0.05). Conclusion: TMP21 modulates cell growth in TPC1 cells by inducing autophagy, which may be associated with activation of AMPK/mTOR pathway.     

自噬/苄氯素1调节因子1在自噬与凋亡中作用的研究进展

细胞凋亡(Ⅰ型程序性死亡)和自噬性细胞死亡(Ⅱ型程序性死亡)这2种细胞死亡方式可通过一些蛋白的相互作用而介导形成平衡对立状态.一方面,细胞凋亡由胱天蛋白酶(caspase,CASP)依赖性通路经内源性、外源性或内质网应激诱导途径予以控制,而死亡信号则可经这3种途径介导受损或感染细胞的清除[1-2].另一方面,细胞自噬由...     

鲍曼不动杆菌外膜蛋白A通过Akt/mTOR/p70S6K信号通路引起RAW264.7细胞自噬

目的:分析鲍曼不动杆菌标准株ATCC 19606(Acinetobacter baumannii ATCC 19606)外膜蛋白A(outer membrane protein A,Omp A)对RAW264. 7细胞的自噬诱导作用。方法:建立Omp A刺激RAW264. 7细胞的模型,通过细胞免疫荧光染色、Western blot和透射电子显微镜检测Omp A对RAW264. 7细胞自噬的影响。结果:Omp A可以引起自噬蛋白LC3B-II表达升高,并抑制Akt/mTOR/p70S6K的磷酸化水平;雷帕霉素可以进一步降低mTOR和p70S6K磷酸化,并提高Omp A引起的LC3B-II表达升高。结论:鲍曼不动杆菌Omp A通过Akt/mTOR/p70S6K信号通路引起RAW264. 7细胞自噬。这为将来进一步研究鲍曼不动杆菌引起自噬的分子机制及找到对抗其感染的新方法提供理论依据。     

亚硒酸钠通过AMPK/mTOR通路调控白血病NB4细胞凋亡

 目的 研究亚硒酸钠对白血病NB4细胞中AMPK及其下游靶蛋白对细胞凋亡的调控作用。方法 分别用亚硒酸钠、AICAR和AMPK干扰序列处理NB4细胞。用Western blot检测细胞AMPK、mTOR及其下游蛋白P70S6K的磷酸化水平及激活和干扰AMPK后AMPK、mTOR及P70S6K的磷酸化水平、流式细胞术检测NB4细胞凋亡率;免疫共沉淀法检测AMPK和mTOR的相互作用。结果 亚硒酸钠可以上调NB4细胞中AMPK的磷酸化水平,下调mTOR及P70S6K的磷酸化水平;AICAR和亚硒酸钠单独处理具有类似的促进NB4细胞凋亡的效果;干扰AMPK后,mTOR及P70S6K的磷酸化水平上升,亚硒酸钠对NB4细胞的促凋亡作用被拮抗;AMPK和mTOR有直接相互作用。结论 亚硒酸钠可通过激活AMPK表达,抑制mTOR及P70S6K,促进NB4细胞凋亡。     

PI3K/Akt信号通路在脓毒症肾脏损伤诱导的自噬中的调节作用*

 目的：研究脓毒症造成肾脏损伤时的自噬情况以及磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B(Akt)信号通路的调节作用。方法：对大鼠盲肠进行结扎与穿刺（CLP）,对肾脏组织切片进行HE染色,并测定血清尿素氮和肌酐。通过Western blotting定量分析CLP大鼠肾脏损伤发生后不同时点自噬相关分子微管相关蛋白轻链3（LC3）Ⅰ/Ⅱ、beclin-1和Akt蛋白磷酸化的表达情况;体外用LPS诱导人近端肾小管上皮细胞株HK-2发生自噬,检测不同浓度LPS和不同刺激时间自噬相关分子LC3Ⅰ/Ⅱ和Akt蛋白磷酸化的表达情况;进一步使用PI3K抑制剂、Akt抑制剂和LPS刺激HK-2细胞观察自噬相关蛋白的表达情况及细胞的凋亡水平。结果：同对照组相比,CLP大鼠显微镜下可见肾损伤的典型病理改变,血清尿素氮和肌酐均有上升。CLP肾脏损伤发生后,自噬相关蛋白LC3Ⅰ/Ⅱ、beclin-1含量及Akt磷酸化水平均有上升。LPS刺激HK-2细胞后,随着刺激浓度的增加,p-Akt(308)表达量逐渐提高,而LC3Ⅰ/Ⅱ及p-Akt(472)的表达量在10 mg/L LPS刺激组最高。随着刺激时间的延长,p-Akt(308)表达量逐渐提高;LC3Ⅰ/Ⅱ表达量同p-Akt(472)在刺激8 h时最高;使用PI3K抑制剂及Akt抑制剂后,LPS诱导的LC3表达显著下调,HK-2细胞凋亡明显增加。结论：CLP肾脏损伤发生时可以诱导自噬发生, PI3K／Akt信号通路在其中发挥重要调节作用。