徐培翔,侯麗穎,宋華翠,余洋,吳坤*
(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)教研室,黑龍江 哈爾濱 150081)
維生素E琥珀酸酯處理人胃癌細(xì)胞過(guò)程中自噬與活性氧蓄積的交互作用
徐培翔,侯麗穎,宋華翠,余洋,吳坤*
(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)教研室,黑龍江 哈爾濱 150081)
維生素E琥珀酸酯(vitamin E succinate,VES)是天然維生素E的衍生物中抑制腫瘤活性最強(qiáng)的一種[1]。國(guó)內(nèi)外研究表明,VES具有抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用,而對(duì)正常的組織細(xì)胞卻無(wú)任何毒副作用[2]。本課題組前期研究也發(fā)現(xiàn),VES對(duì)人胃癌SGC-7901細(xì)胞有抑制生長(zhǎng)、促進(jìn)分化和誘導(dǎo)凋亡的作用[3]。
活性氧(reactive oxygen species,ROS)是一類活性含氧化合物的總稱,主要由線粒體產(chǎn)生,是指機(jī)體內(nèi)有氧代謝過(guò)程中產(chǎn)生的活性產(chǎn)物。如果細(xì)胞內(nèi)的抗氧化物質(zhì)不能有效降解ROS,就會(huì)使ROS在細(xì)胞內(nèi)蓄積從而引起氧化應(yīng)激[4]。蓄積的ROS會(huì)氧化損傷胞內(nèi)的DNA、蛋白、脂質(zhì)及細(xì)胞器,從而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生代謝紊亂[5]。
自噬(autophagy)是一種廣泛存在于真核細(xì)胞內(nèi)的溶酶體依賴性降解途徑,是細(xì)胞進(jìn)行自我保護(hù)的重要機(jī)制,在維持細(xì)胞存活、更新、物質(zhì)再利用和穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境中起到關(guān)鍵作用[6]。本課題組前期研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),VES可以誘導(dǎo)人胃癌細(xì)胞發(fā)生自噬并且導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ROS的蓄積[7-8],但兩者之間是否存在交互作用尚不清楚。本研究中我們用VES處理胃癌SGC-7901細(xì)胞,觀察自噬與ROS的變化以及分別淬滅ROS與阻斷自噬關(guān)鍵基因BECN-1后再觀察兩者的變化,旨在探討VES在胃癌細(xì)胞中引起的自噬和ROS蓄積之間是否存在交互作用,為進(jìn)一步闡明VES抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的機(jī)制及探討腫瘤治療的新方案提供科學(xué)依據(jù)。
1.1 材料和儀器
人胃癌SGC-7901細(xì)胞由哈爾濱醫(yī)科大學(xué)營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)教研室提供;VES、雷帕霉素(rapamycin,RAPA)、N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine, NAC)均購(gòu)自美國(guó)Sigma公司,RPMI-1640培養(yǎng)液購(gòu)自Gibco公司,胎牛血清購(gòu)自杭州四季青公司,微管相關(guān)蛋白l輕鏈3(microtubules associated protein 1 light chain 3,LC3)、Beclin-1抗體均購(gòu)自Cell Signaling公司。β-actin抗體購(gòu)自Santa Cruz公司。堿性磷酸酶標(biāo)記山羊抗兔IgG以及羅丹明標(biāo)記山羊抗兔二抗購(gòu)于中杉金橋公司。BCA試劑盒、ROS試劑盒購(gòu)于碧云天公司。
1.2 細(xì)胞培養(yǎng)與分組
SGC-7901細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)在37℃、CO2體積分?jǐn)?shù)為5%的恒溫培養(yǎng)箱中,取對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期細(xì)胞用于試驗(yàn)。VES溶于無(wú)水乙醇中,配制成10mg/mL的儲(chǔ)備液,4℃避光保存,備用。使用時(shí)用含2%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液將VES儲(chǔ)備液稀釋至所需終濃度,濃度為0.1%的乙醇作為對(duì)照組,ROS淬滅劑NAC溶于去離子水。試驗(yàn)設(shè)不同劑量VES(0、5、10、15、20μg/mL)處理24h組,100 nmol/L RAPA陽(yáng)性對(duì)照組,另外還設(shè)計(jì)了VES+NAC組(用20mmol/L NAC預(yù)處理2h)以及VES+ BECN-1 siRNA組(阻斷BECN-1基因24h之后再用20μg/mL VES處理24h)。
1.3 免疫熒光染色觀察LC3在細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)和分布
將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞按2×105/mL的密度接種至6孔板中,置于37℃、CO2體積分?jǐn)?shù)為5%、飽和濕度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞匯合率達(dá)到70%~80%時(shí),給予不同濃度(0、5、10、15、20μg/mL)VES處理24h,并設(shè)陽(yáng)性對(duì)照組(100 nmol/L RAPA)。4%甲醛固定30min,PBS沖洗3次,0.5% Triton X-100透膜,37℃溫育5min,PBS沖洗3次,1% BSA封閉30min,加入LC3抗體(1∶200),4℃過(guò)夜。1% BSA沖洗3次,加入羅丹明標(biāo)記的山羊抗兔二抗,37℃溫育1h,PBS沖洗3次,加入DAPI染料,使其終濃度為5μg/mL,37℃孵育15min,PBS沖洗3次,封片,采用激光共聚焦顯微鏡觀察。
1.4 Western blot檢測(cè)蛋白表達(dá)
收集不同處理組的胃癌細(xì)胞,用PBS沖洗3次,收集于EP管中,棄掉上清液并將細(xì)胞懸浮于裂解液中,超聲破碎細(xì)胞,冰上裂解30min后,4℃,15 000 r/min離心10min,提取細(xì)胞總蛋白。取上清,采用BCA法測(cè)定上清液中蛋白質(zhì)含量,并取等量蛋白上樣,經(jīng)SDS-PAGE凝膠電泳后,低溫轉(zhuǎn)移至PVDF膜,封閉,分別加入相應(yīng)一抗和二抗,經(jīng)顯色,用數(shù)字成像儀對(duì)圖像進(jìn)行拍照和分析。
1.5 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS含量的變化
收集不同處理組的胃癌細(xì)胞至EP管中,3 000 r/min離心5min,用PBS沖洗3次,ROS檢測(cè)探針DCFHDA用無(wú)血清培養(yǎng)液按照1∶1 000 稀釋,37℃孵育20min,用無(wú)血清培養(yǎng)液洗滌細(xì)胞3次以充分去除未進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的DCFH-DA,加少量PBS稀釋,用濾網(wǎng)過(guò)濾到上樣管中,通過(guò)流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS含量。
1.6 RNA瞬時(shí)干擾阻斷自噬關(guān)鍵基因BECN-1的表達(dá)
將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞按2×105/mL的密度接種至6孔板中,37℃、CO2體積分?jǐn)?shù)為5%的條件下溫育過(guò)
夜。待細(xì)胞密度達(dá)到30%~50%時(shí),按照HiperFect轉(zhuǎn)染試劑說(shuō)明書進(jìn)行操作。將2.5μL siRNA稀釋于100μL無(wú)血清培養(yǎng)基中(siRNA的最終工作濃度為5 nmol/L)。加入3μLhiperFect轉(zhuǎn)染試劑,漩渦震蕩混勻,室溫孵育10min 以形成轉(zhuǎn)染復(fù)合物,將轉(zhuǎn)染復(fù)合物滴入細(xì)胞,輕晃培養(yǎng)板使其混勻,以常規(guī)條件培養(yǎng)帶有轉(zhuǎn)染復(fù)合物的細(xì)胞,6h后換含有10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液,24h后用終濃度20μg/mL的VES處理24h,同時(shí)設(shè)置單純BECN-1 siRNA干擾細(xì)胞24h組,通過(guò)流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS水平。
1.7 Real-time PCR檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)BECN-1m RNA表達(dá)
用Trizol法提取細(xì)胞總RNA,反轉(zhuǎn)錄成cDNA,以cDNA為模板,采用SYBR Green進(jìn)行Real-time PCR反應(yīng)。反應(yīng)參數(shù):95℃、10min,1個(gè)循環(huán);95℃、15 s,60℃、60 s,40個(gè)循環(huán),樣本中目的基因表達(dá)的計(jì)算方法為2-ΔΔCT。各基因引物序列見(jiàn)表1。
表1 Real-time PCR引物序列和產(chǎn)物長(zhǎng)度
1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法-
2.1 VES誘導(dǎo)SGC-7901細(xì)胞發(fā)生自噬
結(jié)果如圖1。圖中對(duì)照組未觀察到明顯的LC3點(diǎn)狀分布情況,隨著VES劑量的增加,LC3熒光強(qiáng)度增強(qiáng),點(diǎn)狀聚集逐漸增多,20μg/mL VES組能觀察到明顯聚集的LC3點(diǎn)狀熒光,呈現(xiàn)劑量依賴性。隨后檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)自噬標(biāo)志蛋白LC3和Beclin-1的表達(dá)結(jié)果如圖2,與對(duì)照組相比,隨著VES劑量的增加,Beclin-1蛋白的表達(dá)逐漸增強(qiáng),LC3蛋白表達(dá)增強(qiáng),同時(shí)LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比例也呈上升趨勢(shì),呈現(xiàn)劑量依賴性(P< 0.05),該結(jié)果提示VES可誘導(dǎo)人胃癌SGC-7901細(xì)胞發(fā)生自噬。
圖1 免疫熒光染色觀察不同濃度VES處理SGC-7901細(xì)胞24h后LC3的熒光強(qiáng)度(×400)
圖2 VES誘導(dǎo)人胃癌SGC-7901細(xì)胞發(fā)生自噬后LC3和Bedclin-1蛋白的表達(dá)
2.2 VES誘導(dǎo)人胃癌SGC-7901細(xì)胞發(fā)生ROS蓄積
流式細(xì)胞術(shù)定量檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS含量,結(jié)果如圖3所示。隨著VES劑量增加,細(xì)胞內(nèi)ROS含量逐漸升高,用NAC預(yù)處理細(xì)胞后,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)ROS含量與20μg/mL VES組相比明顯下降(P<0.05)(圖3A和3B)。提示VES可顯著提高胃癌細(xì)胞內(nèi)ROS水平,同時(shí)NAC可有效降低細(xì)胞內(nèi)的ROS水平。
圖3 VES誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞內(nèi)ROS蓄積
2.3 淬滅細(xì)胞內(nèi)ROS后對(duì)細(xì)胞自噬的影響
VES處理前2h用20mmol/L NAC淬滅細(xì)胞內(nèi)ROS,再以20μg/mL的VES處理細(xì)胞24h,試驗(yàn)分為對(duì)照組、
NAC組、VES組、VES+NAC組共4組。共聚焦顯微鏡觀察細(xì)胞內(nèi)LC3熒光強(qiáng)度及分布情況,結(jié)果如圖4A所示,與對(duì)照組相比,NAC組LC3的熒光強(qiáng)度和分布無(wú)明顯變化,而20μg/mL VES組LC3的熒光強(qiáng)度和點(diǎn)狀聚集顯著增強(qiáng),VES+NAC組LC3的熒光強(qiáng)度和點(diǎn)狀聚集明顯弱于單獨(dú)VES處理組。Western blot檢測(cè)自噬標(biāo)志蛋白Beclin-1及LC3蛋白表達(dá),結(jié)果如圖4B所示,與對(duì)照組相比,NAC組的Beclin-1及LC3蛋白表達(dá)無(wú)明顯差異,而20μg/mL VES組能明顯上調(diào)Beclin-1及LC3蛋白表達(dá),VES+NAC組的Beclin-1及LC3蛋白表達(dá)低于單獨(dú)VES處理組,表明細(xì)胞內(nèi)ROS水平降低后,其自噬水平也隨之降低。
圖4 淬滅細(xì)胞內(nèi)ROS后對(duì)細(xì)胞自噬的影響
2.4 RNA瞬時(shí)干擾阻斷自噬關(guān)鍵基因BECN-1的表達(dá)后對(duì)自噬的影響
運(yùn)用RNAi技術(shù)瞬時(shí)阻斷自噬關(guān)鍵基因BECN-1。Real-time PCR檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)BECN-1mRNA表達(dá)水平,結(jié)果如圖5A所示,與VES單獨(dú)處理組相比,BECN-1 siRNA轉(zhuǎn)染后,細(xì)胞內(nèi)BECN-1mRNA水平顯著下降(P<0.05)。提示BECN-1 siRNA有效的阻斷了BECN-1基因的表達(dá)。隨后Western blot檢測(cè)自噬標(biāo)志蛋白Beclin-1表達(dá),結(jié)果如圖5B,BECN-1 siRNA轉(zhuǎn)染后,細(xì)胞內(nèi)Beclin-1表達(dá)與VES單獨(dú)處理組相比明顯下降,提示BECN-1 siRNA轉(zhuǎn)染后細(xì)胞內(nèi)自噬水平受到了抑制。
圖5 RNA瞬時(shí)干擾阻斷自噬關(guān)鍵基因BECN-1的表達(dá)后對(duì)自噬的影響
2.5 抑制自噬后檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS水平
試驗(yàn)分為對(duì)照組、BECN-1 siRNA組、VES組、VES+BECN-1 siRNA組共4組。流式細(xì)胞儀定量檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS水平,結(jié)果如圖6所示,與對(duì)照組相比,BECN-1 siRNA組的ROS含量無(wú)明顯變化,而20μg/mL VES組ROS含量明顯上升,VES+BECN-1 siRNA組的ROS含量明顯高于單獨(dú)VES處理組(P<0.05)(圖6)。結(jié)果表明,抑制自噬后,細(xì)胞內(nèi)ROS蓄積增強(qiáng),提示自噬可能參與了細(xì)胞內(nèi)ROS的清除過(guò)程。
圖6 抑制自噬后細(xì)胞內(nèi)ROS蓄積增強(qiáng)
自噬是生物體通過(guò)溶酶體或囊泡降解胞內(nèi)成分的總稱,不但在細(xì)胞的分化和成熟過(guò)程中起重要作用,而且在應(yīng)對(duì)各種應(yīng)激時(shí)也發(fā)揮著關(guān)鍵作用[9]。隨著酵母模型的建立和基因技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)自噬分子機(jī)制和形態(tài)特點(diǎn)的了解才逐漸深入,并認(rèn)識(shí)到自噬與人類的多種疾病,尤其是惡性腫瘤存在密切關(guān)系。通過(guò)
對(duì)自噬作用的研究,可進(jìn)一步揭示腫瘤發(fā)生、發(fā)展的潛在機(jī)制,為腫瘤的預(yù)防和治療提供新的思路。
調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬的因素目前發(fā)現(xiàn)有很多種,包括饑餓、生長(zhǎng)因子缺乏、微生物感染、細(xì)胞器損傷、蛋白
質(zhì)折疊錯(cuò)誤或聚集、DNA損傷、放療、化療等。另外,近年來(lái),ROS誘導(dǎo)的線粒體氧化損傷在腫瘤細(xì)胞自噬的研究中越來(lái)越受到關(guān)注。本課題組前期研究結(jié)果已證實(shí),VES可誘導(dǎo)人胃癌SGC-7901細(xì)胞發(fā)生由ROS蓄積導(dǎo)致的氧化應(yīng)激及進(jìn)一步發(fā)生凋亡,又有相關(guān)研究表明ROS可通過(guò)一系列途徑上調(diào)細(xì)胞自噬[10],故提示我們,在VES處理人胃癌SGC-7901細(xì)胞過(guò)程中,自噬有可能與氧化應(yīng)激存在某種聯(lián)系,基于上述假設(shè)而產(chǎn)生了本研究思路。
Beclin-1是酵母ATG6的同系物,也是哺乳動(dòng)物中調(diào)控自噬的特異性基因,在自噬泡形成過(guò)程中起關(guān)鍵作用。LC3分為胞質(zhì)型的LC3-Ⅰ及膜結(jié)合型的LC3-Ⅱ,當(dāng)自噬發(fā)生時(shí),自噬體形成增多,不僅僅表現(xiàn)為胞漿內(nèi)LC3蛋白表達(dá)增加,同時(shí),胞漿內(nèi)的LC3-Ⅰ會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽允审w膜上的LC3-Ⅱ,使LC3-Ⅱ蛋白的比例增加,提示細(xì)胞自噬的發(fā)生。本研究結(jié)果顯示,不同濃度VES作用于人胃癌SGC-7901細(xì)胞后,隨著VES劑量的增加,用激光共聚焦顯微鏡觀察到細(xì)胞內(nèi)LC3點(diǎn)狀聚集逐漸增多和加強(qiáng);Western blot結(jié)果顯示,隨著VES劑量的增加,Beclin-1蛋白表達(dá)逐漸增強(qiáng),LC3蛋白表達(dá)增強(qiáng),同時(shí)LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比例也呈上升趨勢(shì),這些結(jié)果表明,VES能夠誘導(dǎo)人胃癌SGC-7901細(xì)胞發(fā)生自噬。
一般情況下,細(xì)胞內(nèi)的ROS處于較低水平,并不會(huì)對(duì)細(xì)胞造成過(guò)度損傷。但在一些不利的狀態(tài)下,如劇烈的細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境變化以及各種疾病等,就使得ROS在細(xì)胞內(nèi)蓄積從而引起氧化應(yīng)激。NAC是一種巰醇化合物,作為細(xì)胞內(nèi)還原型谷胱甘肽的前體,能促進(jìn)谷胱甘肽合成,增強(qiáng)谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(glutathione transferas,GST)的活性,直接作用于氧自由基并促進(jìn)解毒,是一種強(qiáng)有力的抗氧化劑[11-12]。本研究結(jié)果顯示,不同濃度VES作用于人胃癌SGC-7901細(xì)胞后,隨著VES劑量的增加,流式細(xì)胞儀結(jié)果表明細(xì)胞內(nèi)ROS水平逐漸增強(qiáng),因此提示VES可誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞發(fā)生ROS的蓄積。20mmol/L NAC預(yù)處理胃癌細(xì)胞2h能顯著抑制ROS的產(chǎn)生,證實(shí)NAC具有清除ROS的作用。
目前相關(guān)研究表明,一些外源物質(zhì)通過(guò)刺激細(xì)胞產(chǎn)生ROS,進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞自噬。例如檳榔提取物和線粒體電子傳遞鏈抑制劑等能夠引起腫瘤細(xì)胞中ROS水平升高,誘導(dǎo)自噬產(chǎn)生[13-14];在壞死性小腸結(jié)腸炎疾病中,腫瘤壞死因子TNF-α可以造成線粒體功能異常,進(jìn)而產(chǎn)生大量ROS,誘導(dǎo)線粒體自噬的產(chǎn)生[15-16]。本研究中,我們?cè)赩ES處理前2h用20mmol/L NAC淬滅細(xì)胞內(nèi)ROS后,比較不同處理組間LC3的熒光強(qiáng)度及Beclin-1和LC3蛋白表達(dá)情況,結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,NAC組LC3的熒光強(qiáng)度、Beclin-1及LC3蛋白表達(dá)均無(wú)明顯變化,而20μg/mL VES組的熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)并能明顯上調(diào)Beclin-1及LC3蛋白表達(dá),VES+NAC組的LC3熒光強(qiáng)度、Beclin-1及LC3蛋白表達(dá)均明顯低于VES單獨(dú)處理組,提示ROS的蓄積有可能誘導(dǎo)自噬
的發(fā)生。
目前較為普遍的觀點(diǎn)是,如果體內(nèi)固有的ROS系統(tǒng)發(fā)生異常,致使ROS 蓄積,那么機(jī)體會(huì)補(bǔ)償性地提高自噬水平來(lái)降解ROS。例如,在自噬相關(guān)基因突變的酵母菌細(xì)胞內(nèi)ROS水平會(huì)比野生型酵母菌株的高[17]。本研究中,我們阻斷自噬起始關(guān)鍵基因BECN-1表達(dá)后,流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,BECN-1 siRNA組的ROS水平無(wú)明顯變化,而20μg/mL VES組ROS水平顯著增強(qiáng),VES+BECN-1 siRNA組的ROS水平明顯高于單獨(dú)VES處理組,因此提示,自噬有可能減輕了細(xì)胞內(nèi)ROS的蓄積。
綜上所述,VES在誘導(dǎo)人胃癌SGC-7901細(xì)胞發(fā)生ROS蓄積的同時(shí),也誘導(dǎo)了自噬,當(dāng)淬滅胞內(nèi)ROS時(shí),細(xì)胞內(nèi)的自噬水平會(huì)降低,說(shuō)明ROS是自噬的誘導(dǎo)因素之一。當(dāng)干擾阻斷自噬起始關(guān)鍵基因BECN-1時(shí),細(xì)胞內(nèi)ROS水平上升,提示自噬可以緩解ROS的蓄積。值得注意的是,雖然VES誘導(dǎo)的自噬參與了細(xì)胞內(nèi)ROS的清除過(guò)程,但是并未從根本上扭轉(zhuǎn)細(xì)胞內(nèi)ROS升高的最終結(jié)果,說(shuō)明VES誘導(dǎo)的自噬并不足以完全清除VES誘導(dǎo)的ROS,只能緩解部分ROS的胞內(nèi)蓄積。本研究闡明了VES處理人胃癌細(xì)胞過(guò)程中自噬與ROS水平可以相互調(diào)節(jié),具有交互作用。這將對(duì)胃癌的臨床治療提供新的思路。
[1] Neuzil J,Tomasettim,Mellick AS,etal.Vitamin E analogues:a new class of inducers of apoptosis with selective anti-cancer effects[J].Curr Cancer Drug Targets,2004,4(4):355-372.
[2] Neuzil J,Weber T,Gellert N,etal.Selective cancer cell killing by alpha-tocopheryl succinate[J].Br J Cancer,2001,84(1):87-89.
[3] Sun Y,Zhao Y,Hou L,etal.RRR-alpha-tocopheryl succinate induces apoptosisinhuman gastric cancer cells via the NF-kappaB signaling pathway[J].Oncol Rep,2014,32(3):1243-1248.
[4] Fleury C,Mignotte B,Vayssiere JL.Mitochondrial reactive oxygen speciesin cell death signaling[J].Biochimie,2002,84(2/3):131-141.
[5] 尤壽江,石際俊,張艷林,等.ROS介導(dǎo)的自噬及其在相關(guān)疾病中的作用[J].中國(guó)病理生理雜志,2011,27(1): 187-195.
[6]he C,Klionsky DJ.Regulationmechanisms and signaling pathways of autophagy[J].Annu Rev Genet,2009,43:67-93.
[7]hou L,Li Y,Songh,etal.Protectivemacroautophagy isinvolved in vitamin e succinate effects onhuman gastric carcinoma cell line SGC-7901 by inhibitingmTOR axis phosphorylation[J].PLoS One,2015,10(7):e0132829.
[8] Jia L,Huang XL,Zhao Y,etal.Vitamin E succinate (VES) inhibits cell growth and induces apoptosis bymitochondrialderived ROsin SGC-7901 cells[J].Med Scimonit,2010,16(5):131-139.
[9] Klionsky DJ,Emr SD.Autophagy as a regulated pathway of cellular d egradation[J].S cience,2000,290(5497):1717-1721.
[10] LisantimP,Martinez-Outschoorn UE,Chiavarina B,etal.Understanding the "lethal" drivers of tumor-stroma coevolution:emerging role(s) forhypoxia,oxidative stress and autophagy/mitophagy in the tumormicro-environment[J].Cancer Biol Ther,2010,10(6):537-542.
[11] Deano,Giorlandof,Berkm.N-acetylcysteine in psychiatry:current therapeutic evidence and potentialmechanisms of action[J].J Psychiatry Neurosci,2011,36(2):7 8-86.
[12] Nakayama A,Alladin KP,Igbokwe O,etal.Systematic review:generatingevidence-based guidelines on the concurrent use of dietary antioxidants and chemotherapy or radiotherapy[J].Cancer Invest,2011,29(10):655-667.
[13] Chen Y,Gibson SB.Ismitochondrial generationof reactive oxygen species a trigger for autophagy?[J].Autophagy,2008,4(2):246-248.
[14] LinmH,Hsieh WF,Chiang WF,etal.Autophagy induction by the 30-100 kDa fractionof areca nut in both normal andmalignant cells through reactive oxygen species[J].Oral Oncol,2010,46(11):822-828.
[15] Baregamian N,Song J,Bailey CE,etal.Tumor necrosis factor-alpha and apoptosis signal-regulating kinase 1 control reactive oxygen species release,mitochondrial autophagy,and c-Jun N-terminal kinase/p38 phosphorylation during necrotizingenterocolitis[J].Oxidmed Cell Longev,2009,2(5):297-306.
[16] Xu YN,Cui XS,Sun SC,etal.Mitochondrial dysfunction influences apoptosis and autophagy in porcine parthenotes developing in vitro[J].J Reprod Dev,2011,57(1):143-150.
[17] Zhang Y,Qih,Taylor R,etal.The role of autophagy inmitochondriamaintenance:characterizationofmitochondrial functionsin autophagy-deficient S.cerevisiae strains[J].Autophagy,2007,3(4):337-346.
Inductionof autophagy and reactive oxygen by vitamin E succinate inhuman gastric carcinoma cells
XU Peixiang,HOU Liying,SONGhuacui,YU Yang,WU Kun*
(Departmentof Nutrition and Foodhygiene, School of Publichealth,harbinmedical University,harbin 150081,heilongjiang, China)
目的: 探討維生素E琥珀酸酯(VES)處理人胃癌SGC-7901細(xì)胞過(guò)程中自噬與活性氧(ROS)蓄積是否存在交互作用。方法:不同劑量(0、5、10、15、20μg/mL)VES處理人胃癌SGC-7901細(xì)胞24h,采用免疫熒光染色觀察細(xì)胞內(nèi)自噬標(biāo)志蛋白微管相關(guān)蛋白l輕鏈3(LC3)的熒光強(qiáng)度和分布情況,Western blot檢測(cè)自噬標(biāo)志蛋白LC3和Beclin-1的表達(dá)情況,流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS水平;用ROS淬滅劑N-乙酰半胱氨酸(NAC)預(yù)處理2h后以20μg/mL VES處理人胃癌SGC-7901細(xì)胞24h,免疫熒光染色觀察細(xì)胞內(nèi)LC3熒光強(qiáng)度和分布情況,Western blot檢測(cè)LC3和Beclin-1的表達(dá)情況;RNA瞬時(shí)干擾阻斷BECN-1基因的表達(dá)后,以20μg/mL VES處理人胃癌SGC-7901細(xì)胞24h,流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS水平。結(jié)果:與對(duì)照組相比,隨著VES作用劑量的增加,LC3的熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng);LC3和Beclin-1蛋白表達(dá)均逐漸升高;流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)結(jié)果顯示胞內(nèi)ROS水平逐漸增強(qiáng);淬滅ROS之后LC3熒光強(qiáng)度以及LC3和Beclin-1蛋白表達(dá)水平均明顯低于VES單獨(dú)處理組(P<0.05);阻斷自噬關(guān)鍵基因BECN-1后細(xì)胞內(nèi)ROS水平高于VES單獨(dú)處理組(P<0.05)。結(jié)論:VES可誘導(dǎo)人胃癌細(xì)胞發(fā)生自噬及ROS蓄積,并且VES處理人胃癌細(xì)胞過(guò)程中自噬與ROS水平可以相互調(diào)節(jié),具有交互作用。
維生素E琥珀酸酯;胃癌細(xì)胞;自噬;活性氧
OBJECTIVE:To investigate the expressionof autophagy and accumulationof reactive oxygen species (ROS) afterhuman gastric cancer SGC-7901 cells were treated with vitamin E succinate (VES).METHODS:Human gastric cancer SGC-7901 cells were treated with VES at different doses (0,5,10,15,20μg/mL) for 24h.Then,laser confocalmicroscopy was used to observe fluorescence intensity and distributionof the autophagymarker protein:microtubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3).Western blot was used to evaluate the expression levels of LC3 and Beclin-1.Flow cytometry was used to detect the level of intracellular ROS.In addition,cells exposed to 20μg/mL VES for 24h with or withoutantioxidant N-acetyl-L-cysteine (NAC,20mmol/L),were observed for fluorescence intensity and distributionof LC3.Western blot was used to evaluate levels of LC3 and Beclin-1.Furthermore,cells with BECN-1 knocked-down by RNA interference were treated with 20μg/mL VES for 24h.Then,flow cytometry was used to detect the level of intracellular ROS.RESULTS:Compared with the control group,VES treatment increased the amountof intracellular LC3 punctate fluorescence and the numberof autophagic vacuoles,and increased the expressionof endogenous autophagymarker protein LC3 and Beclin-1.Flow cytometry showed that the level of intracellular ROS was gradually increased.When ROS production was reduced by the antioxidant NAC,the fluorescence intensity of LC3,the expressionof LC3 and Beclin-1 were significantly lower compared with VES-treatmentalone.After the cells were transfected with BECN-1 siRNA,the level of intracellular ROS washigher compared with VES alone.CONCLUSION:VEsinduced autophagy and accumulationof ROsinhuman gastric cancer SGC-7901 cells.In addition,there were
vitamin E succinate;gastric cancer cells;autophagy;reactive oxygen species
R730.2
A
1004-616X(2016)06-0413-07
10.3969/j.issn.1004-616x.2016.06.001
2016-05-05;
2016-06-27
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81172651)
作者信息: 徐培翔,E-mail:xupeixiang1234@126.com。*通信作者,吳坤,E-mail:wukun_15000@126.com
interactions between autophagy and ROS level in VES-treated cells.