殷漢華 何雅軍 鄧延梅 潘立武 劉序友 韓馥縵 葉國榮 呂 霞 舒建昌
姜黃素對肝星狀細(xì)胞中髓樣分化因子88蛋白表達(dá)的影響
殷漢華1何雅軍2鄧延梅2潘立武2劉序友2韓馥縵2葉國榮2呂霞2舒建昌2
目的觀察姜黃素干預(yù)前后肝星狀細(xì)胞(HSC)中髓樣分化因子88(MyD88)蛋白的變化水平,以探討姜黃素抗肝纖維化的相關(guān)機(jī)制。方法構(gòu)建pCMV-Myc-MyD88重組質(zhì)粒,將人腎上皮細(xì)胞293T細(xì)胞及HSC-T6細(xì)胞分別設(shè)為空白對照組、MyD88過表達(dá)組、姜黃素+MyD88過表達(dá)組,其中MyD88過表達(dá)組給予轉(zhuǎn)染pCMV-Myc-MyD88重組質(zhì)粒72 h,姜黃素+MyD88過表達(dá)組在轉(zhuǎn)染48 h后加入姜黃素繼續(xù)作用24 h。采用Western blot法檢測MyD88蛋白表達(dá)。結(jié)果①轉(zhuǎn)染pCMV-myc-MyD88重組質(zhì)粒48 h后,MyD88在293T細(xì)胞及HSC中表達(dá)均明顯增高(P<0.05),且經(jīng)姜黃素處理后兩類細(xì)胞中表達(dá)量明顯降低(P<0.05)。②姜黃素處理后MyD88表達(dá)量較MyD88質(zhì)粒轉(zhuǎn)染組明顯降低(P<0.05)。結(jié)論姜黃素可能通過抑制肝星狀細(xì)胞MyD88蛋白表達(dá),阻斷MyD88依賴性信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)而發(fā)揮抗肝纖維化的作用。
MyD88;姜黃素;肝星狀細(xì)胞
肝星狀細(xì)胞(hepatic stellate cell,HSC)是肝纖維化發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵細(xì)胞[1]。姜黃素是由中藥姜黃中提取的活性成分,是研究最多的天然化合物之一,具有廣泛的藥理作用,如誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、抗氧化、清除氧自由基等[2-3]。我們前期的研究證實(shí),姜黃素可以抑制HSC的活化增殖,使其停留在G2/M期,并誘導(dǎo)HSC凋亡,其作用具有時間和劑量依賴性[4-7]。Toll樣受體(TLRs)主要表達(dá)于巨噬細(xì)胞、HSC等,屬Ⅰ型跨膜蛋白,可通過MyD88依賴性和TRIF依賴性兩條途徑來傳導(dǎo)細(xì)胞活化信號,與肝臟炎癥損傷、肝纖維化發(fā)生發(fā)展有關(guān)[8-9]。本研究擬觀察髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)蛋白在姜黃素作用前后其在HSC中表達(dá)的改變,從而探討MyD88蛋白與姜黃素之間的關(guān)系,以進(jìn)一步研究姜黃素的抗肝纖維化機(jī)制。
一、一般資料
1.細(xì)胞株
肝星狀細(xì)胞株HSC-T6是由上海中醫(yī)藥大學(xué)徐列明教授饋贈,其具有活化HSC的表型;293T細(xì)胞株購自中科院上海細(xì)胞生物學(xué)研究所。
2.試劑
兔抗大鼠MyD88一抗(美國Santa Cruz公司),姜黃素(美國Sigma公司),siRNA Transfection Reagent(美國Santa Cruz公司),β-Actin內(nèi)參一抗(美國EarthOX公司),質(zhì)粒小提試劑盒(DPl03)[(天根生化科技(北京)有限公司],逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(美國Abcam公司),PCR擴(kuò)增試劑盒(美國Abcam公司)。
二、方法
1.細(xì)胞培養(yǎng)
培養(yǎng)液選用含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液,37℃,5%CO2及飽和濕度,定期在倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞生長情況,根據(jù)生長狀態(tài)進(jìn)行換液,當(dāng)細(xì)胞生長至密度達(dá)到80%~90%時即開始準(zhǔn)備進(jìn)行傳代。
2.RT-PCR
將收集的細(xì)胞提取總RNA。參照逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。取逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,根據(jù)Gen-Bank MyD88(No.AY191270.1)的功能編碼區(qū)序列和載體pCMV-Myc序列特點(diǎn),選擇EcoRI-HF和KpnI作為酶內(nèi)切位點(diǎn),設(shè)計(jì)PCR引物序列如下:上游引物:5′-AAT TGA ATT CGG ATG TCT GCG GGA GGC CCC-3′,下游引物:5′-AAT TAA GGT ACC-TCA GGG CAG GGA CAG AGC-3′。參照PCR試劑盒說明書,獲取PCR產(chǎn)物,進(jìn)行電泳。將瓊脂糖凝膠置于核酸/蛋白凝膠圖像成像分析儀采集圖像并保存。
3.構(gòu)建重組質(zhì)粒
影響企業(yè)生存和發(fā)展的因素還有企業(yè)創(chuàng)新。企業(yè)創(chuàng)新其實(shí)就是對商品使用價(jià)值的創(chuàng)新,即對商品有用性的創(chuàng)新,進(jìn)一步講就是創(chuàng)有效勞動之新。如果不是對有效勞動創(chuàng)新,企業(yè)不斷重復(fù)的勞動可能就會變成無效勞動,生產(chǎn)的產(chǎn)品就是無用產(chǎn)品,產(chǎn)品銷售不出去,就不能實(shí)現(xiàn)商品價(jià)值,最終受損的是商品所有者。創(chuàng)新商品使用價(jià)值,提高產(chǎn)品性能,提升商品原有的有用性,增加產(chǎn)品多樣性,在市場上賣出更高的價(jià)格,從而獲得更好的收益。國家提出供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革與創(chuàng)新使用價(jià)值在本質(zhì)上是一致的。因此企業(yè)要想立于不敗之地成為行業(yè)領(lǐng)軍者,就要加強(qiáng)對使用價(jià)值的創(chuàng)新,不能抱殘守缺。
將酶切MyD88 DNA片段及載體質(zhì)粒及DNA回收后,連接MyD88 DNA片段及載體質(zhì)粒,經(jīng)質(zhì)粒轉(zhuǎn)化、篩選及質(zhì)粒抽提后,重建質(zhì)粒酶切鑒定及測序。
4.重建質(zhì)粒轉(zhuǎn)染至細(xì)胞
HSC-T6及293T常規(guī)培養(yǎng)傳代,取對數(shù)生長期狀態(tài)良好的細(xì)胞消化計(jì)數(shù),采用無雙抗培養(yǎng)基將細(xì)胞濃度稀釋至8×104/mL,取2 mL/孔種6孔板,37℃,5%CO2及飽和濕度下的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。分3組進(jìn)行轉(zhuǎn)染:①空白對照組;②重組質(zhì)粒組;③重組質(zhì)粒組+姜黃素組。取6 μL siRNA Transfection Reagent加入92 μL不含血清的DMEM中,另取12 μg重組質(zhì)粒加入88 μL不含血清的DMEM中,將兩者混合,輕輕吹打混勻,室溫孵育25 min,加入800 μL DMEM中混勻,加入到6孔板中培養(yǎng)培養(yǎng)細(xì)胞8 h,更換含10%胎牛血清的無雙抗培養(yǎng)液4 mL繼續(xù)培養(yǎng)48 h。
5.Western bolt
收集各組細(xì)胞蛋白后,進(jìn)行蛋白定量,配制SDS-PAG凝膠進(jìn)行蛋白電泳,每孔上樣20~30 μL,樣本的兩側(cè)泳道加入預(yù)染的蛋白Markers作為指示參考。經(jīng)轉(zhuǎn)膜后孵育一抗,MyD88抗體溶液、β-Actin抗體溶液,置于4℃下的搖床上孵育過夜。次日,用TBST液2~3次,10 min/次。二抗孵育2 h,再以TBST液清洗2~3次,每次10 min,取等體積的ECL發(fā)光劑A液、B液并混勻,顯影,設(shè)置曝光時間,采圖并保存結(jié)果。使用相配套的Image Lab分析軟件測定蛋白相對表達(dá)量。
三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件,所得數(shù)據(jù)均以x±s表示,多組數(shù)據(jù)間的比較采用單因素方差分析或獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
一、Pcmv-Myc-MyD88重組質(zhì)粒的構(gòu)建與鑒定
二、MyD88在293T細(xì)胞中的表達(dá)及姜黃素對其表達(dá)的影響
Western blot檢測結(jié)果顯示,瞬時轉(zhuǎn)染pCMV-myc-MyD88重組質(zhì)粒于293T細(xì)胞48 h后MyD88蛋白表達(dá)量較空白組明顯增高(1.462±0.276 vs 0.438±0.087),姜黃素處理后其表達(dá)量較MyD88質(zhì)粒轉(zhuǎn)染組明顯降低(0.734±0.157 vs 1.462± 0.276)(圖1)。
圖1 姜黃素對293T細(xì)胞中MyD88表達(dá)的影響(*與空白組比較,P<0.05;#與MyD88質(zhì)粒轉(zhuǎn)染組比較,P<0.05)
三、MyD88在HSC細(xì)胞中的表達(dá)及姜黃素對其表達(dá)影響
Western blot檢測結(jié)果顯示,瞬時轉(zhuǎn)染pCMV-myc-MyD88重組質(zhì)粒48 h后MyD88蛋白表達(dá)量較空白組明顯增高(0.413±0.089 vs 0.847±0.131),姜黃素處理后其表達(dá)量較MyD88質(zhì)粒轉(zhuǎn)染組明顯降低(0.847±0.131 vs 0.362±0.057)(圖2)。
圖2 姜黃素對肝星狀細(xì)胞中MyD88表達(dá)的影響(*與空白組比較,P<0.05;#與MyD88質(zhì)粒轉(zhuǎn)染組比較,P<0.05)
本研究通過構(gòu)建pCMV-myc-MyD88重組質(zhì)粒并轉(zhuǎn)染293T細(xì)胞及HSC-T6中使MyD88蛋白過表達(dá),并以姜黃素干預(yù)前后檢測其蛋白表達(dá)量的變化,以觀察姜黃素對該蛋白表達(dá)的影響,從而確定姜黃素對HSC中MyD88依賴性信號通路的影響。
HSC活化是肝纖維化發(fā)生的中心環(huán)節(jié)。各種損傷因素通過不同方式和途徑作用于肝臟,引起肝細(xì)胞、庫弗細(xì)胞等損傷、壞死、凋亡及肝組織炎癥反應(yīng),釋放大量、多種細(xì)胞因子等,通過多種途徑激活HSC并轉(zhuǎn)化為肌成纖維樣細(xì)胞,大量合成和分泌膠原等細(xì)胞外基質(zhì),最終引起肝纖維化、肝硬化。
人及哺乳動物存在一個TLR家族,可以識別病原菌,激活導(dǎo)致機(jī)體有效防御基因的轉(zhuǎn)錄,從而啟動特異性和非特異性免疫反應(yīng)抵抗病菌人侵。
Toll樣受體(TLRs)主要表達(dá)于巨噬細(xì)胞、HSC等,屬Ⅰ型跨膜蛋白,主要作用是識別不同的病原分子并發(fā)揮受體活化后的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用,通過識別入侵病原微生物的配體,激發(fā)天然免疫應(yīng)答,啟動促炎癥細(xì)胞因子和共刺激分子的表達(dá),可增強(qiáng)細(xì)胞因子的合成與釋放能力并進(jìn)而誘導(dǎo)炎癥反應(yīng),是機(jī)體介導(dǎo)天然免疫轉(zhuǎn)向獲得性免疫的橋梁,其可通過MyD88依賴性和TRIF依賴性途徑兩條途徑來傳導(dǎo)信號活化,與肝臟的炎癥損傷有關(guān)[8-9]。
TLRs的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑主要有兩條,MyD88依賴性和TRIF依賴性。TLR l、2、5、7、9和10是通過MyD88依賴性途徑。在MyD88依賴性途徑中,MyD88是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的關(guān)鍵蛋白[10]。
肝臟組織內(nèi)的實(shí)質(zhì)細(xì)胞與非實(shí)質(zhì)細(xì)胞中均可見TLR表達(dá),如肝細(xì)胞表達(dá)TLR1-9,HSC表達(dá)TLR2與TLR4。在內(nèi)毒素刺激下表達(dá)增加,同時活化細(xì)胞,通過細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)最終活化NF-資B并調(diào)控反應(yīng)性基因的轉(zhuǎn)錄,合成并分泌大量致纖維化的細(xì)胞因子,如TGF-β、TNF-α、ICAM-1、IL-1、IL-2、IL-8和IL-12等。再次通過一系列途徑作用于成纖維細(xì)胞,促使其增殖并表達(dá)α-SMA,發(fā)生細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)化,從而分化為肌成纖維細(xì)胞,合成和分泌膠原蛋白,導(dǎo)致過量的細(xì)胞外基質(zhì)在肝臟內(nèi)沉積而致肝纖維化[11-12]。腸源性內(nèi)毒素(主要成分為LPS)入肝后,可激活庫普弗細(xì)胞,啟動TLR4信號通路,分泌TNF-a、IL-1β等細(xì)胞因子。人活性HSC表達(dá)TLR4、CD14,并能識別LPS而分泌致炎細(xì)胞因子。HSC能直接識別LPS及其他TLR配體,并促進(jìn)纖維組織增生[13]。
293T細(xì)胞就是一種表達(dá)SV40病毒T抗原的細(xì)胞系,來源于人胚胎腎細(xì)胞293HEK,經(jīng)改造后在其中插入了T抗原,用293T細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染可以獲得較高的表達(dá)水平。293T細(xì)胞可用于篩選穩(wěn)定表達(dá)的細(xì)胞系。在本研究中293T細(xì)胞用于檢測轉(zhuǎn)染效率并作為對照組。結(jié)果發(fā)現(xiàn)將pCMV-myc-MyD88重組質(zhì)粒并轉(zhuǎn)染HSC-T6及293T后MyD88蛋白表達(dá)量明顯增加(P<0.05),予以姜黃素作用后檢測MyD88蛋白表達(dá)量下降(P<0.05),說明姜黃素可以降低MyD88蛋白的表達(dá),從而抑制MyD88依賴性信號通路,進(jìn)而抑制HSC的活化、增生等,這可能是姜黃素發(fā)揮抗肝纖維的作用的機(jī)制之一,具體的分子機(jī)制需進(jìn)一步研究。
本研究從姜黃素與MyD88的關(guān)系入手,發(fā)現(xiàn)姜黃素可抑制MyD88蛋白表達(dá),可能是姜黃素抗肝纖維的作用機(jī)制之一,并且有助于進(jìn)一步探討將TLRs和MyD88蛋白作為早期診斷肝纖維化的指標(biāo),或作為治療肝纖維化的靶點(diǎn)之一。
1Ray K.Liver:hepatic stellate cells hold the key to liver fibrosis.Nat Rev Gastroenterol Hepatol,2014,11(2):74.
2Heger M,van Golen RF,Broekgaarden M,et al.The molecular basis for the pharmacokinetics and pharmacodynamics of curcumin and its metabolites in relation to cancer.Pharmacol Rev,2014,66(1):222-307.
3Esatbeyoglu T,Huebbe P,Ernst IM,et al.Curcumin--from molecule to biological function.Angew Chem Int Ed Engl,2012,51(22):5308-5332.
4呂霞,舒建昌,付景,等.姜黃素對人肝星狀細(xì)胞株LX-2瘦素和脂聯(lián)素表達(dá)的影響.廣東醫(yī)學(xué),2013,34(11):1641-1644.
5舒建昌,吳海恩,皮新軍,等.姜黃素抑制肝纖維化大鼠脂質(zhì)過氧化物的生成及肝臟TGF-β1和PDGF的表達(dá).中國病理生理雜志,2007,23(12):2405-2409.
6舒建昌,葉國榮,呂霞,等.姜黃素治療肝纖維化及其作用機(jī)制的初步研究.中華肝臟病雜志,2007,15(10):753-757.
7何雅軍,舒建昌,呂霞,等.姜黃素預(yù)防肝纖維化作用與肝星狀細(xì)胞的關(guān)系.中華肝臟病雜志,2006,14(5):337-340.
8K?nner AC,Brüning JC.Toll-like receptors:linking inflammation to metabolism.Trends Endocrinol Metab,2011,22(1):16-23.
9Mencin A,Kluwe J,Schwabe RF.Toll-like receptors as targets in chronic liver diseases.Gut,2009,58(5):704-720.
10 Netea MG,Wijmenga C,O′Neill LA.Genetic variation in Toll-like receptors and disease susceptibility.Nat Immunol,2012,13(6):535-542.
11 Mai CW,Kang YB,Pichika MR.Should a Toll-like receptor 4(TLR-4)agonist or antagonist be designed to treat cancer?TLR-4:its expression and effects in the ten most common cancers.Onco Targets Ther,2013,6,1573-1587.
12 Brenner C,Galluzzi L,Kepp O,et al.Decoding cell death signals in liver inflammation.J Hepatol,2013,59(3):583-594.
13 Nakamoto N,Kanai T.Role of toll-like receptors in immune activation and tolerance in the liver..Front Immunol,2014,5:221.
Effects of curcumin on the expression of myeloid differentiation factor 88 protein in hepatic stellate cells
YIN Han-ping1,HE Ya-jun2,DENG Yan-mei2,PAN Li-wu2,LIU Xu-you2,HAN Fu-man2,YE Guo-rong2,LV Xia2,SHU Jian-chang2.
1)Heyuan Hospital of Traditional Chinese Medicine;
2)Department of Gastroenterology,The Fourth Affiliated Hospital of the Medical College of Jinan Uiversity/Guangzhou Red Cross Hospital,Guangzhou 510220
Objective To observe the expression difference of myeloid differentiation factor 88(MyD88)protein in hepatic stellate cell(HSC)treated with curcumin,and to investigate the related mechanism of the anti-fibrotic effect of curcumin.Methods 293T cell and HSC cell were individually divided into control group,vector of MyD88 plasmid group,and curcumin+vectors of MyD88 plasmid group.The expression of MyD88 was detected by Western blot.Results①After transfection of pCMV-Myc-MyD88,the expression of MyD88 was significantly increased(P<0.05),while the expression of MyD88 in curcumin+vectors of MyD88 plasmid group was significantly decreased than vectors of MyD88 plasmid group(P<0.05).②After transfection of pCMV-Myc-MyD88 HSC,the expression of MyD88 was significantly increased(P<0.05).The expression of MyD88 in curcumin+vectors of MyD88 plasmid group was significantly decreased compared with vectors of MyD88 plasmid group(P<0.05).Conclusions Curcumin might prevent liver fibrosis by inhabiting the expression of MyD88 protein and blocking MyD88-dependent signaling pathway.
MyD88;Curcumin;Hepatic stellate cells
2014-11-24)
(本文編輯:白嵐)
10.3969/j.issn.1672-2159.2015.04.007
1 517000廣東省河源市中醫(yī)院;2 510220暨南大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第四醫(yī)院/廣州市紅十字會醫(yī)院
舒建昌,E-mail:shujc62@hotmail.com
廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(20120318023),廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2020314),中國肝炎防治基金會王寶恩肝纖維化研究基金項(xiàng)目(CFHPC20131014)