Brassinin Induces Apoptosis in PC‐3 Human Prostate Cancer Cells through the Suppression of PI3K/Akt/mTOR/S6K1 Signaling Cascades

The oncogenic PI3K/Akt/mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling axis and its downstream effector, the ribosomal protein S6 kinase 1 (S6K1) play a key role in mediating cell survival in various tumor cells. Here, we investigated the effects of brassinin (BSN), a phytoalexin first identified as a constituent of cabbage, on the PI3K/Akt/mTOR/S6K1 activation, cellular proliferation, and apoptosis in PC‐3 human prostate cancer. BSN exerted a significant dose‐dependent cytotoxicity and reduced constitutive phosphorylation of Akt against androgen‐independent PC‐3 cells as compared to androgen‐dependent LNCaP cells. Moreover, knockdown of androgen receptor (AR) by small interfering RNA enhanced the potential effect of BSN on induction of apoptosis in LNCaP cells. BSN clearly suppressed the constitutive activation of PI3K/Akt/mTOR/S6K1 signaling cascade, which correlated with the induction of apoptosis as characterized by accumulation of cells in subG1 phase, positive Annexin V binding, TUNEL staining, loss of mitochondrial membrane potential, down‐regulation of antiapoptotic and proliferative proteins, activation of caspase‐3, and cleavage of PARP. Additionally, BSN could block broad‐spectrum inhibition of PI3K/Akt/mTOR/S6K1 axes, and aberrant Akt activation by pcDNA3‐myr‐HA‐Akt1 plasmid could not prevent the observed suppressive effect of BSN on constitutive mTOR activation. Finally, overexpression of Bcl‐2 also attenuated BSN‐mediated apoptosis in PC‐3 cells. Taken together, our findings suggest that BSN can interfere with multiple signaling cascades involved in tumorigenesis and might be provided as a potential therapeutic candidate for both the prevention and treatment of prostate cancer. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于SNP芯片研究PI3K/Akt/mTOR通路上自噬相关基因SNPs与胃癌的关联

目的： 探讨与胃癌发生相关的PI3K/Akt/mTOR通路上新的与自噬相关基因单核苷酸多态性位点（SNPs）,为寻找有价值的胃癌发生相关的分子标志物提供新的依据。方法： 采用1：1配对病例-对照研究的方法。通过KEGG pathway网站和Gene Ontology、Ensemble数据库及HaploView、STRING、Cytoscape软件联合SNP芯片筛选目标SNPs,采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）对筛检出来的SNPs位点在来自福建省仙游县的622例胃癌患者和622例健康人群基因组中进行验证。结果： SNP芯片及生物信息学分析筛选出IRS1 rs10205233、PIK3CD rs3934934、PIK3R1 rs706711、PIK3R1 rs706714和AKT1 rs35285446为候选位点。扩大样本验证发现IRS1 rs10205233的多态性变异（C > T）显著降低了胃癌的发病风险[共显性模型、显性模型的OR（95% CI）分别为0.761（0.595,0.975）、0.764（0.601,0.973）]。进一步分层分析,该位点显性模型、隐形模型、共显性模型以及等位基因在贲门癌和非贲门癌人群中均未见统计学差异（P > 0.05）。并未见其他位点与患胃癌风险的关联有统计学意义。对PIK3R1基因2个位点（rs706711、rs706714）的单体型分析也未见统计学差异。结论： IRS1 rs10205233位点与福建省胃癌高发区仙游县的胃癌发生存在关联,T等位基因可能是胃癌发生的一个遗传保护因素。     

PI3K/Akt/mTOR信号通路及mTOR抑制剂在泌尿系统肿瘤中的研究进展

PI3 K/Akt/mTOR信号通路在血管生成、蛋白合成以及细胞生长代谢中发挥着关键作用,在多种实体性恶性肿瘤中已发现该信号通路调节异常.随着P13K/Akt/mTOR信号通路相关抑制药物的相继问世,尤其是在治疗晚期肾癌中显示出一定的临床疗效,对该通路以及相应抑制药物的深入研究,特别是在泌尿系统肿瘤的应用,成为热点之一.该文总结了PI3K/Akt/mTOR信号通路的发生机制及其在肿瘤形成过程中的作用,并就mTOR抑制剂在泌尿系统肿瘤中的研究进展进行综述.     

shRNA真核表达质粒介导的RNA干扰对人结肠癌LoVo细胞mTOR基因表达的抑制作用

目的探讨shRNA真核表达质粒介导的RNA干扰技术对人结肠癌LoVo细胞哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）基因表达的抑制作用。方法合成编码shRNA的特异性DNA序列，连接到质粒pGenesil-1，采用脂质体Lipofectamine^TM 2000转染LoVo细胞，G418筛选4周。根据转染质粒的不同，实验分为3组：A组（正常对照组）为未转染的正常培养LoVo细胞，B组（阴性对照组）为转染pGenesil-1空载体质粒，C组（阳性实验组）为转染质粒pGenesil-1-mTOR。采用逆转录聚合酶链反应（RT—PCR）法检测LoVo细胞mTOR基因mRNA表达，免疫印迹（Western blot）法检测mTOR蛋白表达。结果双酶切产物琼脂糖凝胶电泳显示，重组质粒pGenesil-1-mTOR和空载体质粒pGenesil-1分别切出一条410、350bp大小的片段。G418筛选的转染细胞在倒置荧光照相显微镜下可观察到绿色荧光。C组LoVo细胞mTOR基因mRNA表达水平明显低于A组（P〈0.05），表达抑制率为73．0％。C组LoVo细胞mTOR蛋白表达水平明显低于A组（P〈0．05），表达抑制率为72．5％。结论shRNA真核表达质粒介导的RNA干扰可明显抑制人结肠癌LoVo细胞mTOR基因表达。     

反义mTOR基因局部转染对移植静脉内膜增生的影响

目的:观察反义雷帕霉素靶蛋白(mTOR)基因转染对移植静脉内膜增生的影响。方法:聚乳酸聚乙醇酸共聚物(PLGA)和聚乙烯醇(PVA)包载制备纳米级粒子混合物。建立自体静脉移植模型,随机分成转基因组、空载体组、对照组。转基因组转染纳米粒子包载的反义mTOR基因,空载体组转染纳米粒子包载的空载体,对照组不予特殊处理。分别于术后3、7、14、28d取材,常规HE、弹力纤维VG染色,RT-PCR、免疫组织化学染色、Western blot检测mTOR基因的mRNA及蛋白的变化,TUNEL法观察血管平滑肌细胞(VSMC)凋亡的动态变化。结果:转基因组内膜中mTOR蛋白产物表达较其他组明显减少(P<0.05);转基因组内膜增生程度在术后7、14、28d较其他组明显减少(P<0.01);转基因组凋亡细胞较其他组明显增高(P<0.05)。结论:反义mTOR基因的表达能够有效抑制自体移植静脉内膜的增生,促进VSMC的凋亡。     

健脾消癌方及其拆方对肠癌模型裸鼠mTOR信号通路的影响

目的观察健脾消癌方及其拆方对肠癌模型裸鼠转移率及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路蛋白表达的影响。方法建立裸鼠肠癌模型,随机分为模型组、健脾益气组、化瘀解毒组、健脾消癌方(全方)组、雷帕霉素组,每组10只。干预4周,观察裸鼠转移率,检测肿瘤组织mTOR、磷酸化哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(p-mTOR)、核糖体S6蛋白激酶(S6K1)、磷酸化核糖体S6蛋白激酶(p-S6K1)、真核细胞始动因子4E结合蛋白(4EBP1)、磷酸化真核细胞始动因子4E结合蛋白(p-4EBP1)等蛋白的表达。结果各组均出现不同程度的转移,模型组、健脾益气组总体转移率达90%,化瘀解毒组、全方组转移率分别为70%、60%,均较模型组低(P <0.05);与模型组比较,化瘀解毒组及全方组均下调p-mTOR、p-S6K1、p-4EBP1蛋白表达,全方组优于化瘀解毒组(P <0.05)。结论健脾消癌方中发挥抗转移作用的主要成分可能是化瘀解毒药物,健脾益气药物具有协同增效作用,其机制可能是通过抑制mTOR信号通路,发挥抗转移作用。     

Targeting whole body metabolism and mitochondrial bioenergetics in the drug development for Alzheimer's disease

Aging is by far the most prominent risk factor for Alzheimer's disease (AD), and both aging and AD are associated with apparent metabolic alterations. As developing effective therapeutic interventions to treat AD is clearly in urgent need, the impact of modulating whole-body and intracellular metabolism in preclinical models and in human patients, on disease pathogenesis, have been explored. There is also an increasing awareness of differential risk and potential targeting strategies related to biological sex, microbiome, and circadian regulation. As a major part of intracellular metabolism, mitochondrial bioenergetics, mitochondrial quality-control mechanisms, and mitochondria-linked inflammatory responses have been considered for AD therapeutic interventions. This review summarizes and highlights these efforts.     

两株子宫内膜癌细胞中mTOR信号通路激活的研究

目的：探讨PTEN缺失Ishikawa和PTEN完整HEC-1A细胞中mTOR信号通路的激活。方法：激光共聚焦显微镜检测Ishikawa和HEC-1A细胞中PTEN蛋白表达;RT-PCR和western blot法从mRNA和蛋白水平分别检测mTOR mRNA和下游磷酸话靶蛋白S6K1和4E-BP1表达。结果：Ishikawa细胞中PTEN蛋白表达缺失,HEC-1A细胞PTEN蛋白表达显著 (P<0.01);两株细胞中均存在mTOR mRNA表达,而Ishikawa细胞中表达水平要高于HEC-1A细胞(P<0.05);Ishikawa细胞中S6K1和4E-BP1蛋白的磷酸化要明显高于HEC-1A细胞(P<0.05)。 结论：2种子宫内膜癌细胞中均存在mTOR信号通路的激活,这种激活水平与PTEN相关,PTEN缺失Ishikawa细胞的激活水平较高。 【关键词】子宫内膜癌;雷帕霉素靶蛋白;PTEN;Ishikawa细胞;HEC-1A细胞     

补肾固本方对大鼠骨质疏松模型中PI3K/AKT/mTOR信号通路表达的调控研究

目的观察补肾固本方对去卵巢骨质疏松(osteoporosis,OP)大鼠骨组织中PI3K/AKT/mTOR信号通路的影响,探讨补肾固本方干预OP的作用机制。方法将100只SD大鼠随机分为5组:正常组(C组)、模型组(M组)、补肾固本方组(B组)、补肾固本方+PI3k受体特异性阻断剂LY294002组(B+L组)、PI3k受体特异性阻断剂LY294002组(L组),除正常组外,其余4组建立去卵巢大鼠OP模型。药物连续干预12周后,采用ELISA方法检测血清中E2、BGP、ALP水平,实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测各组股骨组织中LC3、Beclin1、caspase-9 mRNA的表达情况,蛋白质印迹法(Western blot)检测各组股骨组织中PI3K、AKT、mTOR蛋白的表达。结果补肾固本方可显著增高OP大鼠血清E2水平,降低BGP、ALP水平,显著上调LC3、Beclin1表达水平,降低caspase-9、PI3K、p-AKT、mTOR的表达;而上述变化能够被PI3k受体特异性阻断剂LY294002所阻断,且其差异具有统计学意义(P0.05)。结论补肾固本方减少去卵巢后大鼠OP的发生,其机制可能与抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路及其下游基因蛋白表达有关。