丹参酮ⅡA调控PI3K/Akt与Nrf2/HO-1信号通路抑制氧化应激发挥抗肝细胞癌作用
Tanshinone ⅡA exerts anti-hepatocellular carcinoma effects by inhibiting oxidative stress via PI3K/Akt and Nrf2/HO-1 signaling pathway
摘要基于磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)和核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)/血红素氧合酶1(heme oxygenase 1,HO-1)信号通路,探究丹参酮ⅡA(tanshinone ⅡA,Tan ⅡA)对二乙基亚硝胺(diethylinitrosamine,DEN)/四氯化碳(carbon tetrachloride,CCl4)/乙醇(ethanol,C2H5OH)诱导的小鼠原发性肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)模型以及过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)诱导HepG2细胞氧化损伤的保护作用及其机制.将60只雄性C57BL/6J小鼠,随机分为6组,每组10只,分别为对照组,模型组,Tan ⅡA低、中、高剂量组(10、20、40 mg·kg-1),秋水仙碱组(0.2 mg·kg-1);采用DEN/CCl4/C2H5OH诱导建立小鼠肝癌模型,于造模第20周末处死小鼠收集其血液及肝脏标本.构建TanⅡA防治HCC靶点的蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络.体外实验选用HepG2细胞,150μmol·L-1 H2O2诱导建立氧化应激模型,细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)法检测不同浓度(1、2、4μmol·L-1)Tan ⅡA对其相对活力的影响.苏木素-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察肝组织病理形态变化,全自动生化分析仪检测各组小鼠血清中丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(aspartate amino-transferase,AST)的水平.相关试剂盒检测肝脏和细胞中活性氧(reactive oxygen species,ROS)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxi-dase,GSH-Px)的含量.免疫组化、免疫荧光及蛋白免疫印迹法(Western blot)分别检测磷酸化PI3K(phosphorylated PI3K,p-PI3K)、PI3K、磷酸化Akt(phosphorylated Akt,p-Akt)、Akt、Nrf2、HO-1蛋白的表达.结果显示,与对照组相比,模型组小鼠肝组织可见典型的肝癌病理表现,血清ALT、AST水平显著升高,肝内ROS和MDA水平显著升高,SOD和GSH水平显著降低.与对照组相比,H2 O2诱导的HepG2细胞中SOD和GSH-Px活性均显著降低,ROS和MDA水平显著增加.与对照组相比,模型组小鼠肝组织和HepG2细胞中,p-PI3K和p-Akt的表达显著增加,Nrf2和HO-1蛋白的表达显著下降.与模型组比较,不同剂量的Tan ⅡA均能降低小鼠血清中ALT和AST的水平,提高肝组织和细胞中SOD、GSH、GSH-Px的水平,同时降低ROS和MDA的水平,氧化应激状态得到明显缓解.PPI网络显示,Akt是PI3K/Akt和Nrf2/HO-1信号通路的核心靶点.Western blot、免疫组化和免疫荧光结果表明,Tan ⅡA能促进Nrf2和HO-1蛋白的表达,同时抑制PI3K和Akt的磷酸化.该研究表明,Tan ⅡA可能通过调控PI3K/Akt和Nrf2/HO-1信号通路抑制氧化应激反应,从而延缓HCC的发展.
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