李 薇 ,劉振興,楊 萌,趙 爽,刁愛坡
(1.天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院,天津 300457;2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,呼和浩特 010110)
轉(zhuǎn)錄因子EB(Transcription Factor EB,TFEB)是第一個鑒定出的MiTF/TFE 家族的基本螺旋-環(huán)-螺旋亮氨酸拉鏈(basic-helix-loop-helix leucine zipper,bHLH-Zip)類轉(zhuǎn)錄因子[1].TFEB 的細(xì)胞定位和活性調(diào)節(jié)與其磷酸化修飾狀態(tài)相關(guān).TFEB 蛋白至少可以在20 個位點(diǎn)被磷酸化[2-3],其中的Ser142 和Ser211這兩個絲氨酸殘基對其亞細(xì)胞的定位具有關(guān)鍵作用[4-7].當(dāng)這兩個絲氨酸殘基都被磷酸化時,TFEB 定位在細(xì)胞質(zhì)中且無轉(zhuǎn)錄活性.TFEB 的活性嚴(yán)格地受到翻譯后修飾、蛋白質(zhì)間相互作用和空間組織的調(diào)控.在營養(yǎng)豐富的條件下,TFEB 主要以無活性狀態(tài)存在于細(xì)胞質(zhì),但在饑餓或溶酶體功能發(fā)生障礙的條件下,TFEB 迅速轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核并激活其靶基因的轉(zhuǎn)錄[4,8].研究[9]表明,很多構(gòu)成溶酶體的蛋白表達(dá)由TFEB 調(diào)控.溶酶體功能正常是維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的必要條件[10],參與內(nèi)吞作用、自噬和溶酶體胞吐作用等許多基本的細(xì)胞過程[11].表達(dá)溶酶體蛋白增強(qiáng)溶酶體活性,如增強(qiáng)細(xì)胞自噬功能,可以防止溶酶體相關(guān)疾病的發(fā)生.TFEB 的失調(diào)會導(dǎo)致多種類型的癌癥,腫瘤細(xì)胞依賴于有效的溶酶體功能,并且在致癌過程期間發(fā)生溶酶體組成和數(shù)量的多種改變.腎細(xì)胞癌(RCC)是由腎小管上皮產(chǎn)生的異質(zhì)性腫瘤,其中的易位RCC(t-RCC)就是由MiTF/TFE 家族成員TFE3 和低頻率的TFEB 有關(guān)的基因融合引起的[12-13].在人類胰腺癌細(xì)胞(PANC1)中發(fā)現(xiàn)了TFEB 的非典型核定位[14].最近在非整倍體細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn),TFEB激活是對未降解的自噬物的溶酶體積累后的溶酶體應(yīng)激的細(xì)胞應(yīng)答[15].
TFEB 在對細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)中起作用,在細(xì)胞適應(yīng)各種內(nèi)部壓力和環(huán)境波動中的作用與其全面調(diào)節(jié)自噬/溶酶體系統(tǒng)的獨(dú)特能力密切相關(guān).TFEB 控制參與調(diào)節(jié)自噬、線粒體功能、代謝、未折疊蛋白反應(yīng)(UPR)、凋亡和炎癥反應(yīng)關(guān)鍵基因的表達(dá),具有廣泛的功能[16].此外,TFEB 的功能可能具有細(xì)胞類型的特異性,它的激活對于肝細(xì)胞中的脂質(zhì)分解代謝、巨噬細(xì)胞中的免疫應(yīng)答以及肌肉中有效的線粒體功能發(fā)揮重要作用.
但到目前為止,發(fā)現(xiàn)的具有誘導(dǎo)TFEB 發(fā)揮功能的化學(xué)藥物數(shù)量較少,而對于可以利用TFEB 作為靶點(diǎn)的治療腫瘤疾病和神經(jīng)退行性疾病等頑疾的藥物鮮有報道.本研究的目的在于構(gòu)建穩(wěn)定表達(dá)TFEBGFP 的人子宮頸癌細(xì)胞HeLa,采用該細(xì)胞模型篩選新的促進(jìn)TFEB 入核并發(fā)揮其轉(zhuǎn)錄功能的小分子化合物,并研究其對TFEB 的誘導(dǎo)作用及對細(xì)胞生長的影響.本研究將為以TFEB 為靶點(diǎn)調(diào)控溶酶體功能的藥物發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用提供理論和實(shí)物基礎(chǔ).
1.1.1 菌種、細(xì)胞及質(zhì)粒
大腸桿菌(E.coli)STBL3、人胚腎細(xì)胞HEK293T、人子宮頸癌細(xì)胞HeLa、人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB231、穩(wěn)定表達(dá)EGFP-LC3 的HeLa 細(xì)胞,慢病毒表達(dá)載體系統(tǒng)包括 pLVX-AcGFP1-N1、pMD2.G 和psPAX2 質(zhì)粒均為本實(shí)驗(yàn)室保存.
1.1.2 主要試劑
Pfu DNA 聚合酶、T4 DNA 連接酶、Taq DNA 聚合酶、限制性內(nèi)切酶 EcoR Ⅰ和 BamH Ⅰ、DNA marker、蛋白預(yù)染marker、TurboFect?,Thermo 公司;PCR 產(chǎn)物純化試劑盒、DNA 膠回收試劑盒、質(zhì)粒DNA 小量抽提試劑盒,上海生工生物工程有限公司;胎牛血清(FBS),浙江天杭生物科技有限公司;胰酶、DMEM 高糖培養(yǎng)基、嘌呤霉素、DAPI、LC3 抗體,美國Sigma 公司;Opti-MEM 培養(yǎng)基,美國Gibco 公司;噻唑藍(lán)(MTT),北京索萊寶生物科技有限公司;βactin 抗體、TFEB 抗體,Santa 公司;p62 抗體,CST公司;Cathepsin B 抗體,Abcam 公司;Histone 抗體、GFP 抗體、HRP 標(biāo)記的鼠二抗、兔二抗,天津三箭生物技術(shù)有限公司.引物合成和基因測序由北京華大基因公司完成.
1.2.1 pLVX-AcGFP1-N1-TFEB 表達(dá)載體的構(gòu)建
應(yīng)用Primer 5.0 軟件,根據(jù)NCBI 數(shù)據(jù)庫中的人TFEB 基因序列設(shè)計(jì)引物.通過比對序列,選擇兩端加上EcoRⅠ和BamHⅠ酶切位點(diǎn)(下劃線部分)及保護(hù)堿基.引物序列上游為 5'-CGGAATTCTGATG GCGTCACGCATAGGGTTGC-3',下游為 5'-CGGG ATCCCGCAGCACATCGCCCTCCTCCATG-3'.以本實(shí)驗(yàn)室保存的pcDNA3.1+-flag-TFEB-HA 重組質(zhì)粒為模板,PCR 反應(yīng)體系:上、下游引物(10μmol/L)各2μL、模板cDNA 1μL、10×Pfu Buffer(with MgSO4)10μL、dNTP Mix(10 mmol/ L)2μL、Pfu DNA 聚合酶(2.5 U/μL)1μL、ddH2O 82μL.反 應(yīng) 條 件:95 ℃2 min;95 ℃ 30 s,60 ℃ 30 s,72 ℃ 3 min,共30 個循環(huán);72 ℃ 5 min.擴(kuò)增得到TFEB 基因片段.將純化后的目的基因片段與 pLVX-AcGFP1-N1 載體采用EcoRⅠ和BamHⅠ雙酶切后純化回收,T4 DNA 連接酶于16 ℃連接過夜.連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化STBL3 感受態(tài)細(xì)胞.隨機(jī)挑取大腸桿菌轉(zhuǎn)化子,接種到5 mL 含有200μg/mL 氨芐霉素的LB 液體培養(yǎng)基中,37 ℃、180 r/min 搖床振蕩培養(yǎng)12~16 h.提質(zhì)粒后采用Taq DNA 聚合酶系統(tǒng)進(jìn)行PCR 驗(yàn)證.同時采用EcoRⅠ和BamHⅠ進(jìn)行雙酶切驗(yàn)證.分別取5μL PCR 產(chǎn)物和酶切產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠(0.8%)電泳檢測.選取經(jīng)酶切和PCR 驗(yàn)證都正確的重組質(zhì)粒進(jìn)行測序鑒定.
1.2.2 細(xì)胞培養(yǎng)
HEK293T、HeLa、MDA-MB231 細(xì)胞均用含有10% FBS 的DMEM 培養(yǎng)基,置于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),定期換液傳代.
1.2.3 慢病毒包裝
在60 mm 培養(yǎng)皿中接種適量HEK293T 細(xì)胞,細(xì)胞生長24 h 融合度達(dá)70%~80%時進(jìn)行轉(zhuǎn)染.用TurbofectTM將pLVX-AcGFP1-N1-TFEB 重組質(zhì)粒及pLVX-AcGFP1-N1 質(zhì)粒分別與psPAX2、pMD2.G 兩個包裝質(zhì)粒按照4∶3∶1 的比例(共加入6μg)轉(zhuǎn)染HEK293T 細(xì)胞.轉(zhuǎn)染12 h 更換新鮮培養(yǎng)基,再分別于24 h 和48 h 吸取上清液,將兩次收集液合并,分別為實(shí)驗(yàn)組病毒收集液及對照組病毒收集液,1 500 r/min 離心15 min,小管分裝,每管500 μL,-80 ℃避光保存.
1.2.4 HeLa 細(xì)胞最佳嘌呤霉素篩選濃度的確定
在96 孔板中接種適量HeLa 細(xì)胞,常規(guī)培養(yǎng)24 h 細(xì)胞長至70%~80%融合度時,更換含有不同濃度嘌呤霉素的培養(yǎng)基,設(shè)置嘌呤霉素終質(zhì)量濃度為0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.4μg/mL,每天鏡下觀察,并隔天更換含有不同濃度嘌呤霉素的新鮮培養(yǎng)基.3~5 d 后,導(dǎo)致細(xì)胞全部死亡的嘌呤霉素最低濃度即為最低致死濃度(一般以4 d 完全致死為準(zhǔn)).
1.2.5 構(gòu)建穩(wěn)定表達(dá)TFEB-GFP 的HeLa 細(xì)胞系
在35 mm 培養(yǎng)皿中接種適量HeLa 細(xì)胞,常規(guī)培養(yǎng)24 h 細(xì)胞長至70%~80%融合度時,更換含有8 μg/mL 聚凝胺(polybrene)的新鮮培養(yǎng)基;再分別加入500 μL 實(shí)驗(yàn)組病毒收集液和對照組病毒收集液,溫和地混勻,37 ℃、5% CO2條件下避光侵染24 h;更換含有最佳嘌呤霉素篩選濃度(終質(zhì)量濃度1μg/mL)的新鮮培養(yǎng)基,篩選培養(yǎng)5 d 后,計(jì)數(shù)并重新鋪細(xì)胞至60 mm 培養(yǎng)皿,一般每個培養(yǎng)皿700~800 個細(xì)胞,一直用含有1μg/mL 嘌呤霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng).待單克隆長至肉眼可見時,將單克隆挑起并轉(zhuǎn)移至新的培養(yǎng)皿擴(kuò)大培養(yǎng)獲得穩(wěn)定細(xì)胞系.熒光顯微鏡下拍照觀察,同時收集細(xì)胞,蛋白免疫印跡技術(shù)檢測成功表達(dá)TFEB-GFP 的細(xì)胞系.
1.2.6 免疫印跡實(shí)驗(yàn)(Western blot)
收集對數(shù)生長期的細(xì)胞,加入適量RIPA 細(xì)胞裂解液(50 mmol/L Tris-Cl(pH 7.4),150 mmol/L NaCl,2 mmol/L EDTA(pH 8.0),1% TritonX-100,0.1%SDS)(含蛋白酶抑制劑)在冰上裂解30 min,4 ℃離心收集上清液并按比例加入SDS 上樣緩沖液,經(jīng)10%SDS-PAGE 分離后轉(zhuǎn)至PVDF 膜上,用含有5%脫脂奶粉的PBST 緩沖液(膜封閉液)室溫封閉1 h,于4 ℃條件下進(jìn)行一抗(稀釋比例分別為TFEB 1∶200、β-actin 1∶5 000、Histone 1∶1 000、p62 1∶1 000、Cathepsin B 1∶2 000、LC3 1∶5 000、GFP 1∶1 000)孵育過夜,PBST 洗膜后再與二抗孵育2 h,PVDF 膜在MiniChemiTM迷你型化學(xué)發(fā)光成像儀下曝光成像.
1.2.7 藥物篩選
待60 mm 培養(yǎng)皿中TFEB-GFP 穩(wěn)定細(xì)胞系長至所需密度時即可進(jìn)行96 孔板鋪板.收集細(xì)胞,血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù),調(diào)整細(xì)胞懸液的濃度,鋪板使待測細(xì)胞密度8 000 個/孔,常規(guī)培養(yǎng)24 h 后加入終濃度為5μmol/L 的藥物處理,24 h 時用熒光顯微鏡拍照觀察.
1.2.8 MTT 法檢測細(xì)胞活力
收集對數(shù)期HeLa、MDA-MB231 細(xì)胞接種于96孔板中,血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù),調(diào)整細(xì)胞懸液的濃度,鋪板使待測細(xì)胞密度5 000 個/孔,設(shè)復(fù)孔3 個.常規(guī)培養(yǎng)24 h 后加入不同濃度的藥物處理(1、2.5、5、10、15、20μmol/L),DMSO 為對照組.分別檢測24、48、72 h 的細(xì)胞活力.每孔加入20μL 5 mg/mL MTT 溶液,繼續(xù)培養(yǎng)4 h 后,小心吸去孔內(nèi)培養(yǎng)基,每孔加入200μL DMSO 溶解沉淀,置水平搖床上振蕩10 min,使結(jié)晶充分溶解.利用酶標(biāo)儀檢測490 nm 波長下各孔的吸光度.
應(yīng)用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用t 檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較,*、**和***分別表示P<0.05、P<0.01 和P<0.001.
pLVX-AcGFP1-N1-TFEB 表達(dá)載體的構(gòu)建如圖1所示.對以pcDNA3.1+-flag-TFEB-HA 質(zhì)粒為模板的PCR 產(chǎn)物進(jìn)行0.8%瓊脂糖凝膠電泳鑒定,可見大小約為1.5 kbp 的特異性PCR 擴(kuò)增條帶,與預(yù)期一致(圖 1(a)).將純化后的目的片段與載體 pLVXAcGFP1-N1 進(jìn)行雙酶切純化后連接,轉(zhuǎn)化 E.coli STBL3 宿主菌,挑取陽性轉(zhuǎn)化子培養(yǎng),提質(zhì)粒后進(jìn)行PCR 及雙酶切驗(yàn)證,PCR 產(chǎn)物和酶切產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳檢測.實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:PCR 擴(kuò)增出目的條帶大小與TFEB 基因(1.5 kbp)相符(圖1(b));雙酶切重組質(zhì)粒2 出現(xiàn)的兩條帶的大小分別與TFEB 基因(1.5 kbp)和pLVX-AcGFP1-N1 載體(8.8 kbp)大小相符(圖1(c)).選取電泳條帶位置正確的重組質(zhì)粒2進(jìn)行測序,驗(yàn)證載體上插入的TFEB cDNA 序列方向、位置及大小均正確,表明 pLVX-AcGFP1-N1-TFEB 重組表達(dá)質(zhì)粒構(gòu)建成功.
(a)中M.DNA marker;1.PCR 產(chǎn)物.(b)中M.DNA marker;1—2.重組質(zhì)粒PCR 產(chǎn)物;P.陽性對照;N.陰性對照.(c)中M.DNA marker;1—2.重組質(zhì)粒雙酶切產(chǎn)物
用嘌呤霉素篩選出穩(wěn)定表達(dá)TFEB-GFP 的HeLa細(xì)胞株(TFEB-GFP).對照組病毒收集液侵染的HeLa細(xì)胞作為對照,通過熒光顯微鏡拍照觀察,結(jié)果如圖2(a)所示,穩(wěn)定表達(dá)TFEB-GFP 的HeLa 細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中有綠色熒光.
圖2 穩(wěn)定表達(dá)TFEB-GFP HeLa細(xì)胞系的鑒定Fig.2 Identification of the expression of TFEB-GFP in the HeLa stable cell lines
收集細(xì)胞制成蛋白樣品,通過Western blot 證實(shí)實(shí)驗(yàn)組TFEB-GFP 蛋白表達(dá)明顯增高(圖2(b)).結(jié)果表明穩(wěn)定表達(dá)TFEB-GFP 的HeLa 細(xì)胞系構(gòu)建成功.
利用穩(wěn)定表達(dá)TFEB-GFP 的HeLa 細(xì)胞模型,對來自 Selleck 的小分子化合物庫中的藥物進(jìn)行篩選.DMSO 為陰性對照,Torin 1(終濃度250 nmol/L)為陽性對照,熒光顯微鏡下拍照觀察TFEB-GFP 的定位,確定Sertraline HCl 能夠促進(jìn)TFEB-GFP 入核,并且以時間(6、12、24 h)依賴性方式誘導(dǎo)TFEB-GFP核聚集(圖3(a)).進(jìn)一步通過核質(zhì)分離方法研究Sertraline HCl 對內(nèi)源性TFEB 細(xì)胞定位的影響.6 孔板中接種適宜密度的HeLa、MDA-MB231 細(xì)胞,24 h后分別換成加了Sertraline HCl(終濃度5μmol/L)的培養(yǎng)基處理24 h,DMSO 為陰性對照,核質(zhì)分離以后,以核內(nèi)TFEB 蛋白量比核內(nèi)參(Histone)蛋白量統(tǒng)計(jì)Sertraline HCl 處理后TFEB 相對核內(nèi)蛋白量,Western blot 檢測結(jié)果如圖3(b,c)所示,Sertraline HCl 處理后,HeLa、MDA-MB231 細(xì)胞核中TFEB 蛋白表達(dá)量明顯比對照組增多,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,進(jìn)一步確定Sertraline HCl 促進(jìn)TFEB 入核.
圖3 Sertraline HCl促進(jìn)TFEB入核Fig.3 Sertraline HCl promoting TFEB nuclear translocation
為了研究Sertraline HCl 對HeLa、MDA-MB231細(xì)胞中TFEB 靶基因表達(dá)的影響,以DMSO 作為對照,用10μmol/L Sertraline HCl 處理HeLa、MDAMB231 細(xì)胞48 h 后,收集并裂解細(xì)胞,蛋白免疫印跡技術(shù)檢測結(jié)果如圖4 所示.Sertraline HCl 處理后,HeLa、MDA-MB231 細(xì)胞中 p62、組織蛋白酶B(Cathepsin B)表達(dá)均比對照組增加,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.這表明Sertraline HCl 促進(jìn)TFEB 靶基因p62、Cathepsin B 的表達(dá).
圖4 Sertraline HCl促進(jìn)TFEB靶基因的表達(dá)Fig.4 Sertraline HCl promoting the expression of TFEB target genes
以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Sertraline HCl 促進(jìn)TFEB 入核并增強(qiáng)TFEB 的轉(zhuǎn)錄活性,而TFEB 調(diào)控很多溶酶體蛋白的表達(dá).因此,進(jìn)一步研究Sertraline HCl 對細(xì)胞自噬的作用.LC3 在自噬形成過程中發(fā)生聚集的原理為:無自噬時,EGFP-LC3 融合蛋白彌散在胞漿中;自噬形成時,EGFP-LC3 融合蛋白轉(zhuǎn)位至自噬體膜,在熒光顯微鏡下可以觀察到形成多個明亮的EGFP-LC3 綠色熒光斑點(diǎn),通過計(jì)數(shù)評價自噬活性的高低.
將穩(wěn)定表達(dá)EGFP-LC3 的HeLa 細(xì)胞培養(yǎng)于96孔板中,常規(guī)培養(yǎng)24 h 后加入Sertraline HCl(終濃度5μmol/L),DMSO 為 陰 性 對 照,雷 帕 霉 素(Rapamycin)(終濃度500 nmol/L)為陽性對照.繼續(xù)培養(yǎng)6 h,用4% PFA 室溫固定15~20 min,棄去PFA,PBS 洗3 次,熒光顯微鏡下拍照觀察EGFPLC3 點(diǎn)狀分布.圖5(a)結(jié)果顯示,Sertraline HCl 處理后,EGFP-LC3 綠色亮點(diǎn)聚集,而且數(shù)量比陰性對照增多,說明Sertraline HCl 能夠增加LC3-Ⅱ蛋白的聚集程度,由此表明Sertraline HCl 促進(jìn)HeLa 細(xì)胞自噬體的形成.
圖5 Sertraline HCl促進(jìn)細(xì)胞自噬Fig.5 Sertraline HCl promoting autophagy
在自噬過程中,LC3 在相關(guān)蛋白酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谢钚缘腖C3-Ⅱ并結(jié)合到自噬體膜上,因此,LC3-Ⅱ蛋白水平直接反映自噬體數(shù)量.LC3-Ⅱ的含量或LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ或LC3-Ⅱ/β-actin 的比例與自噬體的數(shù)量呈正相關(guān),在某種程度上反映了細(xì)胞的自噬活性[17-18].因此,進(jìn)一步研究了Sertraline HCl 對LC3-Ⅱ蛋白表達(dá)的影響.將HeLa、MDA-MB231 細(xì)胞培養(yǎng)于6 孔板中,加入10μmol/L Sertraline HCl 常規(guī)培養(yǎng)48 h,DMSO 作為對照,通過蛋白免疫印跡技術(shù)檢測自噬標(biāo)志物L(fēng)C3 的表達(dá)情況.結(jié)果如圖5(b,c)所示,Sertraline HCl 處理的HeLa、MDA-MB231細(xì)胞中 LC3-Ⅱ蛋白水平明顯高于對照組,表明Sertraline HCl 能夠上調(diào)HeLa、MDA-MB231 細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)量.
自噬體形成后會運(yùn)送到溶酶體,與其融合形成自噬溶酶體,在自噬發(fā)生時,EGFP-LC3 連同自噬體內(nèi)膜和內(nèi)容物一起被降解;但與LC3 易被降解不同的是,EGFP 在溶酶體中僅表現(xiàn)熒光信號淬滅,本身并不被降解,在自噬溶酶體降解后會釋放出游離的EGFP[19-20].因此,游離EGFP 也可以作為檢測自噬流降解是否發(fā)生的依據(jù).通過蛋白免疫印跡技術(shù)檢測不同終濃度的Sertraline HCl 處理穩(wěn)定表達(dá)EGFPLC3 的HeLa 細(xì)胞12 h 后細(xì)胞中EGFP 蛋白的變化,結(jié)果如圖 5(d)所示,隨著藥物濃度的增加,游離EGFP 蛋白的數(shù)量增加,表明Sertraline HCl 能夠促進(jìn)自噬流.
為了研究Sertraline HCl 是否具有抗腫瘤活性,通過MTT 法檢測Sertraline HCl 對腫瘤細(xì)胞活力的影響,結(jié)果如圖6 所示.
圖6 Sertraline HCl對腫瘤細(xì)胞活力的影響Fig.6 Effect of Sertraline HCl on cancer cells viability
Sertraline HCl 在10μmol/L 以上濃度時,HeLa、MDA-MB231 細(xì)胞的活力均受到抑制,并呈濃度梯度依賴性;10μmol/L Sertraline HCl 處理HeLa、MDAMB231 細(xì)胞48 h 時,細(xì)胞活力均出現(xiàn)了明顯降低(P<0.01),72 h 更明顯(P<0.001),并呈時間梯度依賴性,表明Sertraline HCl 抑制腫瘤細(xì)胞的活力.
TFEB 與人類疾病的發(fā)生存在相關(guān)性,它的激活對許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病和溶酶體疾病的治療有潛在的作用.因此,以精確的時間和組織特異性方式調(diào)節(jié)TFEB 活性的小分子化合物的開發(fā)具有很好的前景.這些小分子有潛力用于眾多的人類疾病的治療,包括肝細(xì)胞代謝調(diào)節(jié)、巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)、肌肉線粒體功能以及神經(jīng)元細(xì)胞清除等方面.
TFEB 參與細(xì)胞內(nèi)清除的多個途徑,TFEB 可以作為治療靶點(diǎn)用于治療許多與自噬或溶酶體功能障礙有關(guān)的疾病和與有毒聚集物累積相關(guān)的疾病.研究證明調(diào)節(jié)TFEB 的活性具有作為溶酶體疾病治療策略的潛力,因?yàn)樽允?溶酶體途徑的缺陷是這類疾病發(fā)病機(jī)制的重要原因[21-23].
因此,構(gòu)建穩(wěn)定表達(dá)TFEB-GFP 的HeLa 細(xì)胞系用于篩選和研究激活TFEB 活性小分子化合物具有重要意義.本研究篩選到Sertraline HCl 具有促進(jìn)TFEB 轉(zhuǎn)錄活性的作用.Sertraline HCl 是選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑(SSRIs)類的抗抑郁藥[24],主要用于治療抑郁癥、焦慮癥、強(qiáng)迫癥、恐慌癥和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙,還可用于早泄[25-26]、神經(jīng)心源性暈厥[2]等疾病的治療.Sertraline HCl 也適合治療包括患阿爾茨海默氏病(AD)在內(nèi)的老年患者的抑郁癥狀[27],控制AD 患者出現(xiàn)的其他可能由血清素能系統(tǒng)介導(dǎo)的行為問題,如焦慮、易怒和攻擊性等[28].能夠改善伴有抑郁癥的穩(wěn)定型慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者生活質(zhì)量的療效[29],在治療腦卒中后抑郁癥[30]、糖尿病抑郁癥[31]、冠心病介入術(shù)后抑郁癥[32]、帕金森病后抑郁癥[33]也顯示了良好的臨床效果.Sertraline HCl對腦結(jié)構(gòu)的改善與強(qiáng)迫癥患者的癥狀改善有關(guān),Tang等[34]研究了Sertraline HCl 對強(qiáng)迫癥患者腦結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果顯示,用Sertraline HCl 進(jìn)行藥物治療12 周后,有11 例強(qiáng)迫癥患者的灰質(zhì)體積顯著增加,小腦活化增加.目前,Sertraline HCl 的抗抑郁療效明顯,但對腫瘤細(xì)胞的作用鮮有報道.
本次實(shí)驗(yàn)利用高效且能穩(wěn)定整合于宿主基因組的慢病毒載體構(gòu)建了穩(wěn)定表達(dá)TFEB-GFP 的HeLa細(xì)胞系,為研究TFEB 在HeLa 細(xì)胞中的功能及作用機(jī)制奠定了基礎(chǔ),該細(xì)胞系還為針對TFEB 的靶向性研究提供了一種切實(shí)可行的細(xì)胞模型;同時利用該細(xì)胞模型篩選出了促TFEB 入核藥物Sertraline HCl,該藥物能夠促進(jìn)TFEB 靶基因的表達(dá),并促進(jìn)細(xì)胞自噬,具有抗腫瘤活性.自噬在腫瘤細(xì)胞中起著抵抗腫瘤組織微環(huán)境壓力的作用,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長.當(dāng)細(xì)胞自噬處于一定的水平內(nèi),主要體現(xiàn)為促進(jìn)腫瘤細(xì)胞存活的作用,但是也存在過度激活的自噬導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡的現(xiàn)象,這也是一個可能的抑瘤機(jī)制[35].因此,可以推測Sertraline HCl 可能通過過度激活細(xì)胞自噬引起腫瘤細(xì)胞的死亡.