【摘要】 目的 探討miR-24對(duì)氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)誘導(dǎo)下的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)自噬的影響及其相關(guān)機(jī)制,為進(jìn)一步闡明miR-24在動(dòng)脈粥樣硬化(AS)中的作用提供理論依據(jù)。
方法 采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)檢測(cè)miR-24的表達(dá);應(yīng)用蛋白免疫印跡法(western blot)和qRT-PCR法檢測(cè)Beclin-1、LC3Ⅰ/LC3Ⅱ、p-mTOR、p-PI3K、p-Akt的蛋白和mRNA表達(dá)水平;應(yīng)用透射電子顯微鏡技術(shù)檢測(cè)細(xì)胞的自噬小體生成情況;應(yīng)用四甲基偶氮唑鹽(MTT)法、細(xì)胞劃痕法、Caspase-3比色法和Hoechst 33258染色法分別檢測(cè)細(xì)胞活性、遷移和凋亡情況。
結(jié)果 應(yīng)用ox-LDL誘導(dǎo)HUVECs后,發(fā)現(xiàn)HUVECs中miR-24的表達(dá)顯著降低(P<0.05)。miR-24過表達(dá)可明顯抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs自噬(P<0.05),而miR-24低表達(dá)則會(huì)增加ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs自噬(P<0.05)。miR-24過表達(dá)可顯著降低Beclin-1的表達(dá)水平,上調(diào)LC3Ⅰ/LC3Ⅱ的水平(P<0.05),同時(shí),miR-24過表達(dá)可顯著促進(jìn)p-PI3K、p-Akt和p-mTOR的表達(dá)(P<0.05)。此外,miR-24過表達(dá)顯著抑制HUVECs的活力和遷移,增加Caspase-3活性并促進(jìn)其凋亡(P<0.05)。
結(jié)論 miR-24的過表達(dá)可激活PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路而降低ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs的自噬水平并促進(jìn)其凋亡,miR-24可能成為AS的潛在治療新靶點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】 氧化低密度脂蛋白;人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞;PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路;miR-24;自噬;凋亡
中圖分類號(hào):R36.1+2;R544 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2024.09.002
Study on the regulation of ox-LDL induced autophagy mechanism in HUVECs by miR-24 based on PI3K/Akt/mTOR signaling pathway
YANG Peng, YANG Zengyan, ZHAI Yang, ZHOU Weiqian, LUO Xuelan, OU Hesheng▲
(Department of Science and Technology, Guangxi International Zhuang Medical Hospital, Nanning 530201, Guangxi, China)
【Abstract】 Objective To investigate the effect of miR-24 on autophagy in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) induced by oxidized low-density lipoprotein (ox-LDL) and its related mechanism, so as to provide a theoretical basis for further elucidating the role of miR-24 in atherosclerosis (AS).
Methods Real-time fluorescence quantitative PCR (qRT-PCR) was used to detect the expression of miR-24; western blot and qRT-PCR were applied to detect the protein and mRNA expression levels of Beclin-1, LC3Ⅰ/LC3Ⅱ, p-mTOR, p-PI3K, and p-Akt; transmission electron microscopy was used to measure the formation of autophagosomes in cells; MTT assay, cell scratch assay, Caspase-3 colorimetric assay, and Hoechst 33258 staining were used to assess cell viability, migration, and apoptosis, respectively.
Results After inducing HUVECs with ox-LDL, it was found that the expression of miR-24 in HUVECs was significantly reduced (P<0.05). Overexpression of miR-24 significantly inhibited autophagy induced by ox-LDL in HUVECs (P<0.05), while downregulation of miR-24 increased autophagy induced by ox-LDL in it (P<0.05). The overexpression of miR-24 could significantly reduce the expression levels of Beclin-1 and upregulate the levels of LC3Ⅰ/LC3Ⅱ(P<0.05). At the same time, the overexpression of miR-24 could significantly promote the expressions of p-PI3K, p-Akt, and p-mTOR (P<0.05). Furthermore, overexpression of miR-24 significantly inhibited the viability and migration of HUVECs, increased the activity of Caspase-3, and promoted apoptosis (P<0.05).
Conclusion Overexpression of miR-24 can activate PI3K/Akt/mTOR signaling pathway, reduce the level of autophagy induced by ox-LDL in HUVECs, and promote apoptosis, which miR-24 may become a potential new therapeutic target for AS.
【Keywords】 oxidized low-density lipoprotein (ox-LDL); human umbilical vein endothelial cells (HUVECs); PI3K/Akt/mTOR signaling pathway; miR-24; autophagy; apoptosis
動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis, AS)的病理過程十分復(fù)雜,血管內(nèi)皮細(xì)胞(vascular endothelial cells, VECs)損傷、自噬功能障礙和miRNA的異常表達(dá)等多種因素都參與了AS的發(fā)生發(fā)展過程[1-2]。氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein, ox-LDL)是一種促AS發(fā)展的關(guān)鍵因子[3],其可導(dǎo)致VECs損傷、內(nèi)皮細(xì)胞自噬功能障礙和凋亡,這有助于促進(jìn)AS的發(fā)生發(fā)展[4]。
自噬是一種維護(hù)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境和組織穩(wěn)態(tài)的機(jī)制。在某些應(yīng)激條件下,細(xì)胞需要降解胞內(nèi)不必要的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器來維持自身生存及穩(wěn)態(tài),這一過程可通過自噬來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)VECs損傷后,可誘發(fā)自噬以保護(hù)細(xì)胞,而當(dāng)自噬誘發(fā)失敗或被抑制時(shí),內(nèi)皮的完整性被破壞而促進(jìn)局部脂質(zhì)沉積,導(dǎo)致AS、斑塊不穩(wěn)定、急性血管閉塞甚至猝死[5]。自噬調(diào)節(jié)機(jī)制復(fù)雜,目前被認(rèn)為與多條信號(hào)通路有關(guān),其中PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路是典型的自噬信號(hào)傳導(dǎo)途徑,該通路可能參與AS自噬的誘導(dǎo)[6-7],但其具體的分子機(jī)制還需進(jìn)一步探索。AS的發(fā)生還受到基因表達(dá)的調(diào)控,在基因的轉(zhuǎn)錄過程中,microRNAs(miRNAs)的差異性表達(dá)與AS的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。有研究表明,部分miRNAs可通過影響VECs的增殖、遷移、自噬和凋亡來促進(jìn)AS的進(jìn)展[8],如位于人類9號(hào)染色體上的miR-24,其成熟序列在心血管疾病中起著至關(guān)重要的作用[9]。在前期的研究中,已發(fā)現(xiàn)miR-24可顯著抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(humanumbilical vein endothelial cell, HUVECs)自噬及增殖[10]。因此,本研究為進(jìn)一步探討miR-24與HUVECs自噬之間的相關(guān)分子機(jī)制及其是否對(duì)AS有潛在作用,將采用ox-LDL誘導(dǎo)HUVECs自噬并體外模擬AS模型,以PI3K/Akt/mTOR為切入點(diǎn)探究miR-24調(diào)控HUVECs自噬的相關(guān)分子機(jī)制,進(jìn)一步探討miR-24通過調(diào)控自噬在AS中的潛在價(jià)值,為AS提供潛在的治療靶點(diǎn)。
1 材料與方法
1.1 細(xì)胞培養(yǎng)與ox-LDL誘導(dǎo)HUVECs
HUVECs購自中國(guó)科學(xué)院細(xì)胞庫,用含15%新生胎牛血清(15% FBS)的DMEM培養(yǎng)液,加入青霉素100 IU/mL和鏈霉素0.1 mg/mL,置于37 ℃、5%CO2飽和濕度培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。將實(shí)驗(yàn)HUVECs分別用0、25、50、100和200 g/mL濃度的ox-LDL處理0、6、12、24和48小時(shí),檢測(cè)miR-24在ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs中表達(dá)情況。
1.2 細(xì)胞轉(zhuǎn)染
委托上海吉?jiǎng)P基因化學(xué)技術(shù)有限公司,設(shè)計(jì)合成并得到miR-24高表達(dá)、anti-miR-24和miR-NC三種載體質(zhì)粒,見表1。取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞,分別以每孔5×104個(gè)細(xì)胞接種到6孔板,正常靜置培養(yǎng)24 h,按照轉(zhuǎn)染試劑說明書要求,將以上3種質(zhì)粒分別轉(zhuǎn)染至HUVECs中,繼續(xù)置于培養(yǎng)箱中孵育48 h,在倒置熒光顯微鏡下觀察熒光表達(dá)情況,加入10 μg/mL嘌呤霉素進(jìn)行6sQQ26LA1K0cH66ynfgkDTh+0xWh2F+Sx7YY7msOMdI=篩選。
1.3 qRT-PCR檢測(cè)miR-24及其他基因mRNA的表達(dá)
按TRLzol試劑說明提取HUVECs總RNA,然后使用miRNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成互補(bǔ)DNA,使用SYBR Green PCR Master Mix試劑(Qiagen)進(jìn)行qPCR分析。miRNA和mRNA的表達(dá)以U6或GAPDH為內(nèi)參,并采用2-△△Ct進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。本實(shí)驗(yàn)中使用的引物序列見表2。
1.4 MTT法檢測(cè)HUVECs的活性
將HUVECs以5×103個(gè)/孔的密度接種到96孔板中,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待細(xì)胞貼壁后向每個(gè)孔中加入MTT試劑10 L,繼續(xù)孵育4小時(shí),然后除去上清液,再加入150 L DMSO,振蕩10 s,最后用酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀(Model-450)測(cè)定490 nm波長(zhǎng)下的吸光度(A490nm),通過測(cè)試孔的吸光度減去空白孔的光密度表示細(xì)胞的存活/增殖。
1.5 劃痕試驗(yàn)檢測(cè)HUVECs的遷移
將HUVECs以5×104個(gè)/孔的密度接種到24孔板上并孵育至融合(每組3次重復(fù)),隨后用槍頭垂直于培養(yǎng)板底部劃“一”字痕,PBS洗去被劃下的細(xì)胞,再加入無血清培養(yǎng)基,在劃痕后0和24小時(shí)的時(shí)間點(diǎn)對(duì)HUVECs進(jìn)行拍照。計(jì)算公式為:細(xì)胞遷移率(%)=(A0-An)/A0×100,其中A0代表初始劃痕面積,An代表時(shí)間計(jì)量點(diǎn)處劃痕面積。
1.6 Caspase-3活性測(cè)定檢測(cè)HUVECs的凋亡
按照說明書上的步驟,將細(xì)胞裂解液與酶特異性底物(100 uM)在37 ℃下孵育4小時(shí),然后使用酶標(biāo)儀在405 nm處測(cè)量吸光度。
1.7 Hoechst 33258染色法檢測(cè)HUVECs的凋亡
將細(xì)胞以5×104個(gè)/孔的密度接種到12孔板中。培養(yǎng)24小時(shí)待細(xì)胞貼壁后,用冷PBS沖洗細(xì)胞2次,然后用4%多聚甲醛溶液將貼壁細(xì)胞在4 ℃中固定10 min,隨后再次用冷PBS沖洗2遍,接著加入Hoechst 33258試劑(0.2 mM),并在室溫避光下培養(yǎng)10 min,應(yīng)用熒光顯微鏡觀察細(xì)胞核形態(tài)變化。細(xì)胞核固縮或碎裂成致密顆粒狀,呈亮藍(lán)色熒光的細(xì)胞為凋亡細(xì)胞。
1.8 透射電子顯微鏡法觀察各組HUVECs的自噬小體
將細(xì)胞漂洗后置于2.5%戊二醛溶液中,避光并置于4 ℃冰箱中固定過夜。次日用PBS漂洗3次后,鋨酸溶液固定2 h。重復(fù)用PBS溶液漂洗3次,丙酮梯度脫水,純樹脂滲透過夜,環(huán)氧樹脂包埋,烘箱聚合。超薄切片,醋酸鈾、檸檬酸鉛雙染色,使用透射電子顯微鏡(H-7650)觀察并拍照。
1.9 western blot法檢測(cè)Beclin-1、LC3Ⅰ/LC3Ⅱ、p-mTOR、mTOR、p-PI3K、PI3K、p-Akt和Akt的蛋白表達(dá)
將實(shí)驗(yàn)細(xì)胞裂解取上清液,用BCA標(biāo)準(zhǔn)曲線蛋白定量,分別取各組30 μg蛋白進(jìn)行SDS-PAGE電泳,經(jīng)電泳后轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。封閉后加入一抗孵育置于4 ℃冰箱過夜,次日用TBST沖洗3次,然后加入熒光二抗孵育1 h后反復(fù)沖洗3次。用雙色熒光掃描成像系統(tǒng)分析蛋白電泳條帶的灰度值,以β-actin為內(nèi)參,蛋白相對(duì)表達(dá)量=目的蛋白灰度值/β-actin灰度值。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。
1.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,所有數(shù)據(jù)用(±s)表示。多組間比較用單因素方差分析,組內(nèi)兩兩比較用SNK-q檢驗(yàn),檢驗(yàn)水準(zhǔn):α=0.05,雙側(cè)檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)獨(dú)立重復(fù)三次。
2 結(jié) 果
2.1 miR-24在ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs中表達(dá)降低
為探討miR-24在ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs中表達(dá)的水平,本研究采用qRT-PCR檢測(cè)miR-24的表達(dá)。如圖1A和1B所示,miR-24在ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs中的表達(dá)呈時(shí)間和劑量依賴性下調(diào),用100 g/mL的ox-LDL干預(yù)HUVECs 24 h后,miR-24表達(dá)水平下調(diào)約50%(P<0.05),提示ox-LDL可明顯降低HUVECs中miR-24表達(dá)水平,miR-24的降低可能與ox-LDL誘導(dǎo)HUVECs損傷有關(guān)。
2.2 ox-LDL可誘導(dǎo)HUVECs自噬
為研究ox-LDL誘導(dǎo)HUVECs自噬的情況,本研究用100 g/mL的ox-LDL干預(yù) HUVECs 6 h建立自噬模型。通過透射電鏡法觀察建模前后自噬小體生成情況,結(jié)果顯示與正常對(duì)照組比較,ox-LDL組中HUVECs的細(xì)胞質(zhì)中含有更多具有雙膜結(jié)構(gòu)的自噬小體和含細(xì)胞器的空泡型自噬溶酶體(圖2A)。此外,通過western blot和qRT-PCR法檢測(cè)發(fā)現(xiàn),ox-LDL能顯著上調(diào)自噬標(biāo)志基因Beclin-1的表達(dá)水平,并下調(diào)LC3Ⅰ/LC3Ⅱ的水平(P<0.05)。見圖2B和2C。以上結(jié)果表明,用100 g/mL的ox-LDL干預(yù) HUVECs 6 h可誘導(dǎo)HUVECs自噬。
2.3 miR-24的過表達(dá)可抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs自噬
為了研究miR-24對(duì)ox-LDL誘導(dǎo)自噬的調(diào)控作用,本研究構(gòu)建高表達(dá)miR-24質(zhì)粒、anti-miR-24質(zhì)粒和miR-NC質(zhì)粒,并分別轉(zhuǎn)染至經(jīng)ox-LDL誘導(dǎo)過的HUVECs中,采用qRT-PCR方法檢測(cè)轉(zhuǎn)染效率(圖3B),與陰性對(duì)照組(miR-NC)和ox-LDL組比較vvjB2cPuCvjd5Aes4kQAHg==,miR-24組中的miR-24表達(dá)水平顯著升高(P<0.05),anti-miR-24組中的miR-24表達(dá)水平顯著降低(P<0.05),陰性對(duì)照組與ox-LDL組中的miR-24表達(dá)水平無明顯變化,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。此外,F(xiàn)AM熒光標(biāo)記表明(圖3A),HUVECs中的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染率達(dá)90%以上。這些結(jié)果表明,高表達(dá)miR-24質(zhì)粒、anti-miR-24質(zhì)粒和miR-NC質(zhì)粒均成功轉(zhuǎn)染至ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs中。通過western blot和qRT-PCR法檢測(cè)各組Beclin-1、LC3Ⅰ/LC3Ⅱ的蛋白和mRNA表達(dá)水平,結(jié)果顯示(圖3C和3D):與miR-NC組比較,miR-24高表達(dá)組的Beclin-1蛋白和mRNA表達(dá)水平顯著降低,而LC3Ⅰ/LC3Ⅱ的蛋白和mRNA表達(dá)水平明顯升高(P<0.05),anti-miR-24組的Beclin-1蛋白和mRNA表達(dá)水平顯著升高,而LC3Ⅰ/LC3Ⅱ的蛋白和mRNA表達(dá)水平明顯降低(P<0.05),提示miR-24可抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs自噬。為了進(jìn)一步證明miR-24對(duì)ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs自噬的調(diào)控作用,我們通過透射電鏡觀察各組自噬小體的生成情況(圖3E),與miR-NC組相比,miR-24高表達(dá)組細(xì)胞質(zhì)中可見數(shù)個(gè)散在于細(xì)胞質(zhì)中的雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬小體及內(nèi)含細(xì)胞器的空泡狀自噬溶酶體,而anti-miR-24組細(xì)胞質(zhì)中可見較多的自噬小體,進(jìn)一步證明miR-24可抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs自噬。
2.4 miR-24通過激活PI3K/Akt/mTOR通路抑制自噬
為了進(jìn)一步探討miR-24抑制ox-LDL誘導(dǎo)HUVECs自噬的潛在機(jī)制,本研究采用western blot和qRT-PCR檢測(cè)與PI3K/Akt/mTOR通路相關(guān)的蛋白和mRNA的表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):與正常對(duì)照組相比,ox-LDL明顯降低了磷酸化PI3K(p-PI3K)、磷酸化Akt(p-Akt)、磷酸化mTOR(p-mTOR)蛋白和mRNA的表達(dá)(P<0.05),見圖4A和4B。與miR-NC組相比,miR-24高表達(dá)組中p-PI3K、p-Akt、p-mTOR蛋白和mRNA的表達(dá)顯著上調(diào)(P<0.05),而anti-miR-24組中p-PI3K、p-Akt、p-mTOR蛋白和mRNA的表達(dá)顯著下調(diào)(P<0.05),見圖4C和4D,提示過表達(dá)miR-24可通過激活PI3K/Akt/mTOR通路抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs自噬。
2.5 miR-24可降低HUVECs活性和遷移能力并誘導(dǎo)HUVECs凋亡
本研究采用MTT檢測(cè)HUVECs增殖情況(圖5A),與正常對(duì)照組比較,ox-LDL組HUVECs增殖明顯受到抑制(P<0.05),陰性對(duì)照組與ox-LDL組比較無明顯變化(P>0.05)。與陰性對(duì)照組相比,miR-24高表達(dá)組的HUVECs增殖受到抑制(P<0.05),anti-miR-24組的HUVECs增殖增加(P<0.05)。本研究采用劃痕試驗(yàn)進(jìn)一步檢測(cè)miR-24對(duì)HUVECs遷移能力的影響(圖5C和5E),與正常對(duì)照組相比,ox-LDL組HUVECs遷移能力明顯受到抑制(P<0.05),陰性對(duì)照組與ox-LDL組比較無明顯變化(P>0.05)。與陰性對(duì)照組相比,miR-24高表達(dá)組HUVECs的遷移能力受到抑制(P<0.05),而anti-miR-24組細(xì)胞的遷移能力得到了提高(P<0.05)。
為證實(shí)miR-24是否參與調(diào)控HUVECs的凋亡,本研究采用Caspase-3比色法和Hoechst 33258染色法檢測(cè)分析HUVECs凋亡的變化。Caspase-3比色法結(jié)果顯示(圖5B):與正常對(duì)照組相比,ox-LDL組的Caspase-3活性明顯增加(P<0.05);與陰性對(duì)照組相比,miR-24高表達(dá)組的Caspase-3的活性更強(qiáng)(P<0.05),而anti-miR-24組的Caspase-3活性明顯降低(P<0.05)。Hoechst 33258雙染色結(jié)果顯示(圖5D和5F):正常對(duì)照組HUVECs的細(xì)胞核形態(tài)正常,結(jié)構(gòu)清晰,呈彌散均勻的淺藍(lán)色熒光,未發(fā)生凋亡,而與正常對(duì)照組相比,ox-LDL組的HUVECs的細(xì)胞核固縮或碎裂成致密顆粒狀,呈亮藍(lán)色熒光,凋亡現(xiàn)象明顯(P<0.05);與陰性對(duì)照組相比,miR-24過表達(dá)能顯著促進(jìn)ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs凋亡(P<0.05),而anti-miR-24能顯著減弱ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs凋亡(P<0.05)。以上結(jié)果提示,miR-24的過表達(dá)能降低HUVECs的增殖和遷移能力并促進(jìn)其凋亡,而下調(diào)miR-24水平則會(huì)增加HUVECs增殖和遷移能力并抑制其凋亡。
3 討 論
本項(xiàng)目通過研究miR-24調(diào)控HUVECs自噬的潛在分子機(jī)制,進(jìn)一步探討miR-24通過調(diào)控自噬在AS中的潛在價(jià)值,主要有以下兩個(gè)發(fā)現(xiàn):(1)過表達(dá)miR-24可明顯抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs自噬并抑制HUVECs的增殖和遷移能力,進(jìn)而發(fā)揮其在 AS 中的作用。(2)過表達(dá)miR-24可通過激活PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路從而降低HUVECs自噬水平并促進(jìn)其凋亡。
AS是導(dǎo)致血管疾病死亡的主要原因之一[11]。ox-LDL是一種促AS發(fā)展的關(guān)鍵因子,可誘導(dǎo)VECs損傷進(jìn)而導(dǎo)致AS的發(fā)生[12]。AS的重要特征之一為VECs的凋亡,其機(jī)制為通過ox-LDL降低Caspase-3活性而促進(jìn)VECs的凋亡[13]。本研究中,XUJ4Epn+iav3/j7vsNzXkg==我們通過ox-LDL誘導(dǎo)HUVECs模擬體外AS模型,發(fā)現(xiàn)ox-LDL能顯著降低HUVECs的活力,并增強(qiáng)Caspase-3的活性而促進(jìn)HUVECs凋亡。還有其他研究表明,細(xì)胞的自噬在脂質(zhì)代謝中發(fā)揮著重要的作用[14],其異??蓪?dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂而加速AS的發(fā)生[15]。在自噬過程中,一種以細(xì)胞質(zhì)形式的LC3(LC3-Ⅰ)會(huì)被偶聯(lián)形成LC3-磷脂酰乙醇胺偶聯(lián)物(LC3-Ⅱ)募集到自噬體膜中,而此過程中LC3-Ⅱ始終穩(wěn)定地保留在自噬體膜上直到與溶酶體融合,因此可作為自噬體的標(biāo)記蛋白[16]。Beclin-1是磷脂酰肌醇-3-激酶復(fù)合物的組成部分,參與自噬體的形成[17],因此這兩種蛋白質(zhì)可以被看作是自噬活性的標(biāo)志。ZHANG等[18]揭示了ox-LDL通過LC3/beclin-1途徑激活HUVECs自噬。同樣,我們的研究也發(fā)現(xiàn),ox-LDL能上調(diào)自噬標(biāo)志基因Beclin-1的表達(dá)水平,并下調(diào)LC3Ⅰ/LC3Ⅱ的表達(dá)水平,進(jìn)而誘發(fā)HUVECs自噬(圖2),這些結(jié)果表明ox-LDL通過LC3/Beclin1途徑激活HUVECs的自噬。
此外,近年來越來越多的研究[19-21]表明,miRNAs參與細(xì)胞自噬和凋亡的調(diào)節(jié),并在AS的發(fā)展中發(fā)揮重要作用,如通過抑制PI3K/Akt/mTOR通路恢復(fù)自噬通量來緩解ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs損傷[22]。miR-106b則通過靶向PTEN并可能激活PI3K/AKT信號(hào)通路,抑制了AS中內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡[23]。以上研究提示,miRNAs在HUVECs自噬和凋亡過程中扮演著重要角色,并與AS的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切。本課題組的前期研究發(fā)現(xiàn),miR-24能夠顯著抑制HUVECs的增殖和遷移[10],在本研究中,我們首先在HUVECs中轉(zhuǎn)染過表達(dá)miR-24的質(zhì)粒,再用ox-LDL誘導(dǎo)HUVECs,通過MTT實(shí)驗(yàn)和Hoechst 33258染色檢測(cè)發(fā)現(xiàn),miR-24的過表達(dá)會(huì)增加ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs凋亡(圖5A、5D、5F)。此外,我們還發(fā)現(xiàn)miR-24過表達(dá)可增加Caspase-3活性(圖5B)并下調(diào)Beclin-1的蛋白表達(dá),同時(shí)上調(diào)LC3Ⅰ/LC3Ⅱ的蛋白表達(dá)(圖3C)。這些結(jié)果表明,miR-24能夠加劇ox-LDL誘導(dǎo)的HUVEC的損傷,而這與其調(diào)節(jié)HUVECs的自噬和凋亡有關(guān)。而在自噬信號(hào)通路中,PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路最具有代表性,它在細(xì)胞存活、增殖、凋亡和自噬等多種細(xì)胞功能中扮演著重要的角色[24-26]。LI等[27]研究發(fā)現(xiàn),通過抑制PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞自噬,促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2表型的極化,可減少動(dòng)脈粥樣硬化斑塊損傷,改善血脂代謝和炎癥水平。FENG等[28]報(bào)道可通過抑制PI3K來調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞中的AKT/mTOR和NF-κB信號(hào)通路的激活,減少炎癥及與之相關(guān)的淋巴管生成,從而對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化展現(xiàn)出全面的保護(hù)效果。這些研究表明PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路與細(xì)胞自噬和凋亡關(guān)系緊密。我們的研究結(jié)果顯示,miR-24能夠顯著促進(jìn)p-PI3K、p-Akt和p-mTOR的表達(dá),這表明miR-24可通過激活PI3K/Akt/mTOR通路抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVEC自噬并加劇細(xì)胞凋亡。
在本研究中,我們僅僅對(duì)miR-24在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中的調(diào)控作用及機(jī)制進(jìn)行了初步探索,對(duì)于如何更好地揭示miR-24、自噬和細(xì)胞凋亡之間的關(guān)系仍需通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行更深層次的驗(yàn)證。
綜上所述,本研究結(jié)果表明了miR-24可通過激活PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路以抑制ox-LDL誘導(dǎo)的自噬,并促進(jìn)HUVECs凋亡,這可能加重血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,促進(jìn)AS的發(fā)生發(fā)展。但是它們之間是否存在靶向調(diào)控關(guān)系還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,隨著進(jìn)一步的體內(nèi)驗(yàn)證和傳遞系統(tǒng)的優(yōu)化,外源性anti-miR-24有望成為治療AS的一種有前景的分子藥物。
參 考 文 獻(xiàn)
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(收稿日期:2024-05-08 修回日期:2024-08-22)