謝 鵬,薛 改,劉建芳
肝硬化是多種慢性肝病發(fā)展的晚期階段,病理方面以肝臟彌漫性纖維化、再生結(jié)節(jié)和假小葉形成為特征[1]。在全球范圍的年發(fā)病率為100/10萬,發(fā)病高峰年齡在35~50歲,合并并發(fā)癥時病死率高,嚴(yán)重威脅患者的生命健康[2]。肝纖維化具有一定的可逆性,可以施加部分手段進(jìn)行干預(yù),阻止其發(fā)展成肝硬化,同時防止肝纖維化也是防止肝癌的重要突破點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞自噬在肝纖維化中出現(xiàn)增多,細(xì)胞自噬可以增強(qiáng)肝細(xì)胞活化和肝纖維化發(fā)生程度,且自噬可以通過降解脂滴為肝細(xì)胞活化提供能量[3]。有實(shí)驗(yàn)研究表明,抑制自噬可抑制肝細(xì)胞前膠原mRNA的表達(dá)及肝細(xì)胞株的增殖[4]。因此通過調(diào)節(jié)自噬水平可能成為防止肝纖維化的新靶點(diǎn)。最新研究發(fā)現(xiàn),川芎嗪可降低血清Ⅲ型前膠原、透明質(zhì)酸、層粘連蛋白水平,延緩肝纖維化形成,且能夠抑制肝纖維化大鼠干細(xì)胞凋亡,進(jìn)而抑制肝細(xì)胞激活,減少轉(zhuǎn)化生長因子-β1(RGF-β1)的分泌[5]。有報道川芎嗪對抑制、減輕肝纖維化有一定療效,但是川芎嗪對活化肝細(xì)胞株自噬作用是否有影響未見報道,因此本實(shí)驗(yàn)使用不同濃度的川芎嗪對活化肝細(xì)胞株HSC-T6進(jìn)行干預(yù),利用MDC染色法結(jié)合熒光顯微鏡觀察肝細(xì)胞株HSC-T6中自噬溶酶體的形態(tài)改變,檢測肝細(xì)胞株HSC-T6中自噬信號蛋白的表達(dá),研究其對肝細(xì)胞株HL7702自噬的影響,為將來篩選肝纖維化的中藥研究積累資料。
1.1細(xì)胞株與主要試劑 正常大鼠肝星狀細(xì)胞系HSC-T6購自武漢大學(xué)細(xì)胞中心。細(xì)胞培養(yǎng)條件:含10%胎牛血清的RPMI 1640,37℃,5% CO2條件下培養(yǎng)。胎牛血清,RPMI 1640培養(yǎng)基均購自HyClone公司。MDC試劑盒購于碧云天生物有限公司。ATG5、beclin1、LC3Ⅱ兔單克隆抗體均購自Abcam(ab108327、ab207612、ab51520)。
1.2平板克隆實(shí)驗(yàn) 使用常規(guī)培養(yǎng)的肝星狀細(xì)胞系HSC-T6經(jīng)胰酶消化后,1200 r/min,3 min,棄去上清液。加入5 ml的無菌PBS溶液,輕輕吹散洗滌細(xì)胞沉淀并再次離心。反復(fù)洗滌3次后加入培養(yǎng)基,制備成單細(xì)胞懸液。測定細(xì)胞濃度并調(diào)整為1000個/ml,將單細(xì)胞懸液均勻的種植在無菌6孔板內(nèi),進(jìn)行平板克隆實(shí)驗(yàn)。2周后觀察平板克隆細(xì)胞形成情況。
1.3MDC染色 使用去離子水稀釋W(xué)ash buffer,1000 r/min離心5 min收集細(xì)胞,使用Wash buffer洗滌細(xì)胞,介入適量的Wash buffer重懸細(xì)胞,計(jì)數(shù)并調(diào)節(jié)細(xì)胞濃度到1×106個/ml。取適量細(xì)胞懸液到新EP管中,加入MDC染色,輕輕混勻。室溫避光染色,離心收集細(xì)胞,清洗細(xì)胞2次,棄上清。滴加于載玻片,加蓋玻片,熒光顯微鏡下觀察并拍照。
1.4蛋白免疫印跡法(Western blotting)檢測自噬相關(guān)蛋白 在培養(yǎng)瓶中加入適量細(xì)胞裂解液,提取細(xì)胞蛋白,低溫保存待用。配制15% SDS-PAGE,樣品孔上樣25 μl,于80 V恒壓40 min,120 V恒壓60 min,使用濕轉(zhuǎn)法電轉(zhuǎn)至PVDF膜,使用5%脫脂奶粉封閉2 h于搖床上,一抗(ATG5,beclin1,LC3Ⅱ,濃度1∶2000)孵化,4℃過夜;二抗室溫孵育2 h;ECL發(fā)光。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
2.1不同濃度川芎嗪對肝星狀細(xì)胞系HSC-T6影響 不同濃度川芎嗪對肝星狀細(xì)胞系HSC-T6中ATG5蛋白影響水平不同,25 ng/ml是川芎嗪作用于肝星狀細(xì)胞系HSC-T6最佳濃度(圖1)。結(jié)合以上結(jié)果,后續(xù)實(shí)驗(yàn)我們采取25 ng/ml濃度進(jìn)行。
2.2川芎嗪對大鼠肝星狀細(xì)胞系HSC-T6增殖作用的影響 對照組平板克隆實(shí)驗(yàn)形成的細(xì)胞球數(shù)目為179.2±7.4,川芎嗪組為42.6±2.9。川芎嗪組平板克隆實(shí)驗(yàn)形成的細(xì)胞球數(shù)目少于對照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
2.3大鼠肝星狀細(xì)胞系HSC-T6中自噬溶酶體的形態(tài)改變 相對對照組,川芎嗪組大鼠肝星狀細(xì)胞系HSC-T6出現(xiàn)明顯的點(diǎn)狀聚集,亮度增加,自噬體降解數(shù)量明顯增加。見圖2。
圖1不同濃度川芎嗪對大鼠肝星狀細(xì)胞系HSC-T6自噬功能的影響
圖2川芎嗪對大鼠肝星狀細(xì)胞系HSC-T6自噬溶酶體的影響
2.4川芎嗪對自噬信號分子蛋白ATG5、beclin1、LC3Ⅱ表達(dá)的影響 加入25 ng/ml的川芎嗪后,大鼠肝星狀細(xì)胞系HSC-T6 ATG5、beclin1及LC3Ⅱ表達(dá)水平為(18.16±1.36) %、(82.94±5.93)%及(76.54±9.19)%,對照組表達(dá)水平分別為(86.12±3.42)%、(22.72±2.86)%和(16.43±3.8)%。川芎嗪組大鼠肝星狀細(xì)胞系HSC-T6 ATG5表達(dá)水平低于對照組,beclin1及LC3Ⅱ表達(dá)水平高于對照組(P<0.05)。見圖3。
圖32組大鼠肝星狀細(xì)胞系HSC-T6中自噬蛋白的變化水平
肝纖維化是慢性肝臟疾病導(dǎo)致的過度損傷修復(fù)的過程[6]。在這個過程中,肝細(xì)胞外基質(zhì)成分過多的沉積在肝內(nèi)引起肝纖維化[7]。肝臟損傷后導(dǎo)致位于肝竇狀隙內(nèi)的肝細(xì)胞活化并分化為肌成纖維細(xì)胞,其細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變,細(xì)胞明顯增殖并分泌大量細(xì)胞活化因子及細(xì)胞外基質(zhì),導(dǎo)致肝纖維化[8]。
自噬是通過自我清除體內(nèi)無用的累積蛋白質(zhì)聚集物和有缺陷的細(xì)胞器等,維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)[9]。在受到外界環(huán)境刺激,細(xì)胞通過提高自噬水平,將胞漿內(nèi)組分分解為游離氨基酸、脂肪酸和核苷酸,維持細(xì)胞能量代謝[10]。劉曼等[11]報道自噬和肝星狀細(xì)胞系HSC-T6活化有關(guān)。Salemi等[12]也發(fā)現(xiàn)在肝星狀細(xì)胞系HSC-T6活化過程中,代表自噬溶酶體的紅色斑點(diǎn)增加,說明自噬流量增加。乙型或丙型肝炎病毒利用自噬促進(jìn)病毒復(fù)制[13]。在酒精性肝損害中,抑制自噬水平有助于清除沉積的無功能大分子蛋白[14]。根據(jù)不同疾病自噬作用,通過調(diào)節(jié)自噬水平有助于疾病轉(zhuǎn)歸及預(yù)防肝纖維化形成。
川芎嗪具有抗血小板、使血小板解聚的作用,對心腦血管供血不足引起的各種癥狀有很好的緩解作用[15]。孫偉大等[16]發(fā)現(xiàn)川芎嗪能抑制肝纖維化大鼠細(xì)胞凋亡,進(jìn)而抑制肝細(xì)胞株激活,從而改善肝纖維化。本實(shí)驗(yàn)通過檢測不同濃度川芎嗪對活化肝星狀細(xì)胞系HSC-T6的作用,篩選出活化肝星狀細(xì)胞系HSC-T6最佳濃度為25 ng/ml,然后通過MDC染色顯示肝星狀細(xì)胞系HSC-T6內(nèi)自噬溶酶體呈現(xiàn)膨脹狀態(tài),有較多偽足,質(zhì)膜相對不完整,表明該濃度川芎嗪可促進(jìn)肝細(xì)胞自溶進(jìn)程,加速自噬溶酶體破解。本研究結(jié)果顯示,川芎嗪組平板克隆實(shí)驗(yàn)形成細(xì)胞球數(shù)目少于對照組,自噬體降解數(shù)量明顯增加,ATG5表達(dá)水平低于對照組,beclin1及LC3Ⅱ表達(dá)水平高于對照組。提示川芎嗪可抑制肝星狀細(xì)胞系HSC-T6增殖能力,加速自噬溶酶體降解過程,下調(diào)自噬蛋白表達(dá)水平。
綜上所述,川芎嗪可以抑制肝細(xì)胞的增殖,還可影響其自噬溶酶體的形態(tài)變化,其可以干擾肝纖維化發(fā)展至肝硬化的進(jìn)程,有可能對肝纖維化的治療提供理論依據(jù)。
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