內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激:解鎖棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的分子密碼_第1頁(yè)
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內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激:解鎖棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的分子密碼一、引言1.1研究背景肝癌,作為全球范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅人類健康的惡性腫瘤之一,其發(fā)病率和死亡率一直居高不下。據(jù)世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)發(fā)布的2020年全球癌癥負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)顯示,肝癌的新發(fā)病例數(shù)達(dá)到90.6萬(wàn),死亡病例數(shù)高達(dá)83萬(wàn),分別位居全球惡性腫瘤發(fā)病和死亡的第六位與第三位。在中國(guó),肝癌同樣是一個(gè)沉重的公共衛(wèi)生負(fù)擔(dān),由于乙肝病毒感染的高流行率以及不良的生活方式等因素,中國(guó)肝癌的發(fā)病率和死亡率均高于全球平均水平,嚴(yán)重影響患者的生命質(zhì)量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前,臨床上針對(duì)肝癌的治療手段包括手術(shù)切除、肝移植、化療、放療、靶向治療和免疫治療等。然而,肝癌起病隱匿,大多數(shù)患者在確診時(shí)已處于中晚期,失去了手術(shù)切除的最佳時(shí)機(jī)。即使接受了手術(shù)治療,肝癌的復(fù)發(fā)率也較高,5年生存率仍不理想。化療和放療雖然能夠在一定程度上抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),但同時(shí)也會(huì)對(duì)正常細(xì)胞造成損傷,帶來(lái)一系列嚴(yán)重的不良反應(yīng),影響患者的生活質(zhì)量和治療依從性。靶向治療和免疫治療為肝癌的治療帶來(lái)了新的希望,但部分患者對(duì)這些治療方法并不敏感,且存在耐藥性問(wèn)題,限制了其廣泛應(yīng)用。因此,深入探究肝癌的發(fā)病機(jī)制,尋找新的治療靶點(diǎn)和策略,對(duì)于提高肝癌的治療效果、改善患者的預(yù)后具有至關(guān)重要的意義。近年來(lái),越來(lái)越多的研究表明,脂質(zhì)代謝異常在肝癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中扮演著重要角色。棕櫚酸作為一種飽和脂肪酸,是人體內(nèi)含量最為豐富的脂肪酸之一,參與多種細(xì)胞代謝過(guò)程。在正常生理狀態(tài)下,棕櫚酸能夠?yàn)榧?xì)胞提供能量,維持細(xì)胞的正常功能。然而,在病理?xiàng)l件下,如肥胖、糖尿病等代謝性疾病以及腫瘤微環(huán)境中,棕櫚酸的水平會(huì)顯著升高,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)蓄積,引發(fā)脂毒性作用。研究發(fā)現(xiàn),棕櫚酸可以誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡,包括肝癌細(xì)胞。其誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能與激活細(xì)胞內(nèi)的凋亡信號(hào)通路、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、氧化應(yīng)激等多種因素有關(guān)。例如,有研究表明棕櫚酸可以通過(guò)激活caspase家族蛋白酶,啟動(dòng)細(xì)胞凋亡的級(jí)聯(lián)反應(yīng),促使肝癌細(xì)胞發(fā)生凋亡;還可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的表達(dá),使肝癌細(xì)胞停滯在G0/G1期,抑制細(xì)胞增殖,進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。此外,棕櫚酸還能引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng),產(chǎn)生大量的活性氧(ROS),破壞細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡,損傷細(xì)胞的生物膜、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為細(xì)胞內(nèi)重要的細(xì)胞器,承擔(dān)著蛋白質(zhì)折疊、修飾、運(yùn)輸以及脂質(zhì)合成等關(guān)鍵生物學(xué)功能。當(dāng)細(xì)胞受到各種內(nèi)外因素的刺激,如缺氧、氧化應(yīng)激、鈣離子失衡、脂肪酸過(guò)載等,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常功能會(huì)受到干擾,導(dǎo)致未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)大量積累,從而引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)。為了應(yīng)對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)一系列適應(yīng)性反應(yīng),即未折疊蛋白反應(yīng)(UPR),試圖恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)。UPR主要通過(guò)三條信號(hào)通路來(lái)實(shí)現(xiàn):肌醇依賴酶1(IRE1)通路、蛋白激酶RNA樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PERK)通路和活化轉(zhuǎn)錄因子6(ATF6)通路。在ERS早期,UPR通過(guò)減少蛋白質(zhì)合成、增強(qiáng)蛋白質(zhì)折疊能力和促進(jìn)錯(cuò)誤折疊蛋白的降解等方式,緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的應(yīng)激狀態(tài),保護(hù)細(xì)胞免受損傷。然而,如果內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激持續(xù)存在且強(qiáng)度超過(guò)細(xì)胞的承受能力,UPR則會(huì)啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序,誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。已有研究證實(shí),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及其介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡與多種肝臟疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),包括肝癌。在肝癌細(xì)胞中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可以通過(guò)激活CHOP、caspase-12等凋亡相關(guān)蛋白,誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激還可以調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移能力,影響肝癌的惡性進(jìn)展。在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的過(guò)程中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)控作用。一方面,棕櫚酸引起的脂毒性作用可導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能紊亂,引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激;另一方面,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路的激活又會(huì)進(jìn)一步影響棕櫚酸誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞凋亡進(jìn)程。深入研究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的作用機(jī)制,不僅有助于揭示肝癌發(fā)生發(fā)展的新機(jī)制,還可能為肝癌的治療提供新的靶點(diǎn)和策略。通過(guò)調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路,有望增強(qiáng)棕櫚酸對(duì)肝癌細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)作用,提高肝癌的治療效果。同時(shí),這也為開(kāi)發(fā)基于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激靶點(diǎn)的新型抗肝癌藥物提供了理論依據(jù),具有重要的臨床意義和應(yīng)用價(jià)值。1.2研究目的和意義本研究旨在深入探究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的具體作用及分子機(jī)制。通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和相關(guān)技術(shù)手段,明確棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡過(guò)程中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的激活情況,以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)控作用。同時(shí),探討內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與其他凋亡相關(guān)信號(hào)通路之間的相互關(guān)系,為全面揭示肝癌細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制提供新的理論依據(jù)。從理論意義來(lái)看,深入研究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的作用機(jī)制,有助于進(jìn)一步揭示肝癌發(fā)生發(fā)展的復(fù)雜生物學(xué)過(guò)程。肝癌的發(fā)生發(fā)展涉及多個(gè)基因、信號(hào)通路和細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程的異常改變,而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激作為細(xì)胞內(nèi)重要的應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制,在肝癌細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移等過(guò)程中均發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過(guò)本研究,可以深入了解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的具體作用方式和分子機(jī)制,豐富和完善肝癌發(fā)病機(jī)制的理論體系,為后續(xù)的基礎(chǔ)研究提供重要的理論指導(dǎo)。這也有助于拓展我們對(duì)細(xì)胞凋亡調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí),進(jìn)一步明確內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在細(xì)胞命運(yùn)決定中的重要作用,為研究其他疾病的發(fā)病機(jī)制和治療策略提供新的思路和方法。在實(shí)際應(yīng)用方面,本研究的成果具有重要的臨床意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。目前,肝癌的治療仍然面臨著諸多挑戰(zhàn),如手術(shù)切除率低、復(fù)發(fā)率高、對(duì)放化療不敏感等。尋找新的治療靶點(diǎn)和策略是提高肝癌治療效果的關(guān)鍵。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路的激活與肝癌細(xì)胞的凋亡密切相關(guān),通過(guò)調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路,有望增強(qiáng)棕櫚酸對(duì)肝癌細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)作用,提高肝癌的治療效果。例如,可以開(kāi)發(fā)針對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白或信號(hào)通路的小分子抑制劑或激動(dòng)劑,作為新型的抗肝癌藥物,特異性地誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡,減少對(duì)正常細(xì)胞的損傷。還可以將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)作為肝癌診斷、預(yù)后評(píng)估和治療反應(yīng)監(jiān)測(cè)的生物標(biāo)志物,為臨床醫(yī)生制定個(gè)性化的治療方案提供依據(jù)。這將有助于提高肝癌的早期診斷率和治療效果,改善患者的預(yù)后,減輕社會(huì)和家庭的負(fù)擔(dān),具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與肝癌細(xì)胞凋亡的理論基礎(chǔ)2.1內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激概述2.1.1內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(EndoplasmicReticulum,ER)是真核細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)內(nèi)廣泛分布的由一層單位膜構(gòu)成的扁囊、小管或小泡連接形成的三維網(wǎng)狀膜系統(tǒng),其厚度約為5-6納米。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通常分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(RoughEndoplasmicReticulum,RER)和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SmoothEndoplasmicReticulum,SER)兩種類型。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)多呈扁囊狀,因其膜表面分布有大量核糖體而得名,在形態(tài)上常為排列整齊的扁平囊泡結(jié)構(gòu)?;鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)則多呈小泡或分支管狀,其膜表面無(wú)核糖體附著。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在細(xì)胞中發(fā)揮著多種至關(guān)重要的功能。在蛋白質(zhì)合成與加工方面,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要參與外輸性蛋白質(zhì)及多種膜蛋白的合成。附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體,以信使核糖核酸(mRNA)為模板,將氨基酸合成多肽鏈。這些新合成的多肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后,會(huì)進(jìn)行一系列的修飾與加工,如N-連接糖基化修飾,即在特定的酶作用下,將寡糖鏈連接到多肽鏈的天冬酰胺殘基上,這一修飾過(guò)程對(duì)于蛋白質(zhì)的正確折疊、分選和功能發(fā)揮具有重要意義。蛋白質(zhì)還會(huì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行正確的折疊,形成特定的三維結(jié)構(gòu),以確保其生物學(xué)活性。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中含有多種分子伴侶,如葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78)等,它們能夠協(xié)助多肽鏈的折疊,防止錯(cuò)誤折疊和聚集。若蛋白質(zhì)折疊過(guò)程出現(xiàn)異常,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的質(zhì)量控制系統(tǒng),對(duì)錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)進(jìn)行識(shí)別、修復(fù)或降解。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在脂質(zhì)合成中也扮演著關(guān)鍵角色,滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是脂質(zhì)合成的主要場(chǎng)所。它能夠合成多種脂質(zhì),包括磷脂、膽固醇等。磷脂是生物膜的重要組成成分,對(duì)于維持膜的結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性至關(guān)重要。膽固醇不僅是細(xì)胞膜的組成成分,還參與多種生理過(guò)程,如類固醇激素的合成等。在肝細(xì)胞中,滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)豐富,其參與合成的脂質(zhì)不僅滿足細(xì)胞自身的需求,還會(huì)被運(yùn)輸?shù)狡渌M織和器官,參與脂質(zhì)代謝和功能調(diào)節(jié)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)還參與碳水化合物代謝,如糖原的合成與分解等。在肝細(xì)胞中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的葡萄糖-6-磷酸酶能夠催化葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖,從而調(diào)節(jié)血糖水平。此外,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在維持細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著不可或缺的作用。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔是細(xì)胞內(nèi)重要的鈣儲(chǔ)存庫(kù),其中含有大量的鈣離子。通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的鈣離子通道和鈣泵等蛋白,細(xì)胞能夠精確調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣離子的濃度。當(dāng)細(xì)胞受到刺激時(shí),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)會(huì)釋放儲(chǔ)存的鈣離子,使其進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),參與細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程,如肌肉收縮、細(xì)胞增殖和分化等。而在信號(hào)傳導(dǎo)結(jié)束后,鈣離子又會(huì)被鈣泵重新轉(zhuǎn)運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,以維持鈣穩(wěn)態(tài)。在肌肉細(xì)胞中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特化為肌質(zhì)網(wǎng),其儲(chǔ)存和釋放鈣離子的功能對(duì)于肌肉的收縮和舒張起著關(guān)鍵作用。2.1.2內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的概念與發(fā)生機(jī)制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(EndoplasmicReticulumStress,ERS)是指當(dāng)細(xì)胞受到各種內(nèi)外因素的刺激時(shí),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常功能受到干擾,導(dǎo)致未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)大量積累,同時(shí)伴有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣穩(wěn)態(tài)失衡等一系列變化的狀態(tài)。正常情況下,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)具有強(qiáng)大的蛋白質(zhì)折疊和質(zhì)量控制能力,能夠確保蛋白質(zhì)的正確合成和加工。然而,當(dāng)細(xì)胞遭遇多種不利因素時(shí),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的這種穩(wěn)態(tài)就會(huì)被打破,從而引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。從蛋白質(zhì)折疊異常的角度來(lái)看,許多因素都可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)折疊錯(cuò)誤。例如,當(dāng)細(xì)胞處于缺氧狀態(tài)時(shí),能量供應(yīng)不足,會(huì)影響蛋白質(zhì)合成和折疊過(guò)程中所需的各種酶和分子伴侶的活性,從而導(dǎo)致未折疊或錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的積累。氧化應(yīng)激也是引發(fā)蛋白質(zhì)折疊異常的重要因素,細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的活性氧(ROS),如超氧陰離子、過(guò)氧化氫等,會(huì)氧化蛋白質(zhì)中的半胱氨酸殘基,破壞蛋白質(zhì)的二硫鍵,進(jìn)而干擾蛋白質(zhì)的正常折疊。同型半胱氨酸等化學(xué)物質(zhì)處理細(xì)胞,以及糖基化抑制劑衣霉素、葡萄糖胺等的作用,會(huì)干擾蛋白質(zhì)的翻譯后修飾過(guò)程,使蛋白質(zhì)無(wú)法正確折疊。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成速度過(guò)快,超過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白折疊能力,也會(huì)導(dǎo)致未折疊蛋白的堆積。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣穩(wěn)態(tài)失衡同樣是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生的重要機(jī)制。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中鈣離子濃度的穩(wěn)定對(duì)于蛋白質(zhì)的折疊和加工至關(guān)重要。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣代謝紊亂時(shí),會(huì)影響蛋白質(zhì)折疊過(guò)程中所需的鈣依賴酶和分子伴侶的活性,進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)折疊異常。影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子平衡的藥物,如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2?酶抑制劑毒胡蘿卜素(Thapsigargin),它能夠特異性地抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣泵的活性,使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無(wú)法將細(xì)胞質(zhì)中的鈣離子攝取回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣離子濃度降低,引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。鈣離子載體A23187、鈣離子鰲合劑EGTA以及抗生素離子霉素(Ionomycin)等,也會(huì)通過(guò)不同的方式干擾內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的鈣穩(wěn)態(tài),從而誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。除上述因素外,細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏,如葡萄糖饑餓和氨基酸饑餓,會(huì)使蛋白質(zhì)及核苷酸的生物合成受到影響,導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能紊亂,引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。突變基因表達(dá)的結(jié)構(gòu)異常蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中堆積,以及細(xì)胞受到病毒感染等,都可能破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常功能,最終導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生。2.1.3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)未折疊蛋白反應(yīng)(UnfoldedProteinResponse,UPR),這是細(xì)胞應(yīng)對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的一種重要適應(yīng)性反應(yīng),主要通過(guò)三條信號(hào)通路來(lái)實(shí)現(xiàn),分別是肌醇依賴酶1(Inositol-requiringEnzyme1,IRE1)通路、蛋白激酶RNA樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(ProteinKinaseRNA-likeEndoplasmicReticulumKinase,PERK)通路和活化轉(zhuǎn)錄因子6(ActivatingTranscriptionFactor6,ATF6)通路。IRE1通路在進(jìn)化上高度保守,哺乳動(dòng)物細(xì)胞中有兩個(gè)IRE1同源物,即IRE1α和IRE1β。其中,IRE1α在各種細(xì)胞中普遍存在,而IRE1β主要存在于消化道上皮細(xì)胞。在正常生理狀態(tài)下,IRE1α的N端與免疫球蛋白結(jié)合蛋白(BiP,也稱為GRP78)結(jié)合,處于非活化狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)大量積累,它們會(huì)與BiP結(jié)合,使BiP從IRE1α的N端解離下來(lái)。此時(shí),IRE1α發(fā)生自我磷酸化及寡聚化,從而被激活?;罨蟮腎RE1α的C端具有核酸內(nèi)切酶活性,能夠特異性地剪接轉(zhuǎn)錄因子X(jué)盒結(jié)合蛋白1(X-boxBindingProtein1,XBP1)的mRNA,去除其中26個(gè)堿基組成的片段。經(jīng)過(guò)剪接后的XBP1mRNA具有活性,其翻譯產(chǎn)物XBP1s與剪接前相比,C端由于讀碼框移而改變。XBP1s作為轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)元件(ERSE)結(jié)合,促進(jìn)UPR靶基因的表達(dá)。這些靶基因包括分子伴侶、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白、磷脂合成相關(guān)蛋白等,它們的表達(dá)上調(diào)有助于增強(qiáng)蛋白質(zhì)折疊能力、促進(jìn)錯(cuò)誤折疊蛋白的降解以及增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的生物合成能力,從而緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。XBP1基因本身也含有ERSE,因此剪接后的XBP1蛋白除了能促進(jìn)UPR靶基因的表達(dá)外,還能促進(jìn)自身的表達(dá),形成一個(gè)正反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。PERK通路中,PERK屬于真核起始因子2α(eIF2α)蛋白激酶家族成員,是位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的I型膜蛋白。在非內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)下,PERK的N端二聚化位點(diǎn)被BiP遮蓋,處于非活化狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),BiP與PERK解離,PERK發(fā)生二聚化并自磷酸化,從而被激活?;罨蟮腜ERK能夠特異性地磷酸化eIF2α的51位絲氨酸,使eIF2α的活性受到抑制,進(jìn)而下調(diào)胞內(nèi)蛋白合成的整體水平。這一過(guò)程可以減少新合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng),減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。PERK磷酸化eIF2α后,還會(huì)誘導(dǎo)活化轉(zhuǎn)錄因子4(ATF4)的表達(dá)上調(diào)。ATF4作為轉(zhuǎn)錄因子,能夠調(diào)控一系列基因的表達(dá),這些基因參與氨基酸代謝、細(xì)胞氧化還原、抗應(yīng)激反應(yīng)以及CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CHOP)的轉(zhuǎn)錄等過(guò)程。CHOP是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵分子之一,它可以通過(guò)調(diào)控下游靶基因的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。ATF6通路中,ATF6是位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的II型膜蛋白,哺乳動(dòng)物細(xì)胞具有兩種ATF6亞型,即ATF6α(90ku)和ATF6β(110ku),二者結(jié)構(gòu)相似。在正常情況下,ATF6的C端位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi),與BiP結(jié)合,處于非活化狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),BiP與ATF6解離,ATF6從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移至高爾基體。在高爾基體中,ATF6經(jīng)過(guò)水解酶S1P及S2P的依次水解,其N端被剪切,從而成為具有活性的轉(zhuǎn)錄因子。活化后的ATF6進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)元件(ERSE)、未折疊蛋白反應(yīng)元件(UPRE)等順式作用元件結(jié)合,誘導(dǎo)包括CHOP在內(nèi)的一系列基因的表達(dá)。這些基因的表達(dá)產(chǎn)物參與蛋白質(zhì)折疊、降解以及細(xì)胞凋亡等過(guò)程,在應(yīng)對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和調(diào)節(jié)細(xì)胞命運(yùn)中發(fā)揮著重要作用。2.2肝癌細(xì)胞凋亡的機(jī)制2.2.1細(xì)胞凋亡的概念與意義細(xì)胞凋亡(Apoptosis)是一種由基因調(diào)控的細(xì)胞主動(dòng)死亡過(guò)程,又被稱為程序性細(xì)胞死亡(ProgrammedCellDeath,PCD)。這一概念最早由Kerr等人于1972年提出,他們通過(guò)對(duì)正常組織發(fā)育和病理狀態(tài)下細(xì)胞死亡的觀察,發(fā)現(xiàn)了一種不同于壞死的細(xì)胞死亡形式。細(xì)胞凋亡在形態(tài)學(xué)上具有明顯的特征,早期細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)體積縮小,細(xì)胞膜皺縮、起泡,細(xì)胞骨架解體等變化。隨著凋亡進(jìn)程的推進(jìn),細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)會(huì)發(fā)生凝聚,邊緣化,形成新月形或塊狀結(jié)構(gòu)。最終,細(xì)胞會(huì)裂解成多個(gè)由細(xì)胞膜包裹的凋亡小體,這些凋亡小體含有完整的細(xì)胞器和細(xì)胞核碎片。凋亡小體可以被周?chē)木奘杉?xì)胞或相鄰細(xì)胞識(shí)別并吞噬,從而被清除,整個(gè)過(guò)程不會(huì)引發(fā)炎癥反應(yīng)。細(xì)胞凋亡在維持機(jī)體平衡和生理功能方面發(fā)揮著不可或缺的作用。在胚胎發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞凋亡對(duì)于器官的形態(tài)發(fā)生和組織重塑至關(guān)重要。在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中,過(guò)量的神經(jīng)元會(huì)通過(guò)凋亡被清除,以確保神經(jīng)回路的正確連接和功能的正常發(fā)揮。在肢體發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞凋亡參與手指和腳趾的形成,使原本相連的組織分離。在免疫系統(tǒng)中,細(xì)胞凋亡也起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。它可以清除發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)生的自身反應(yīng)性淋巴細(xì)胞,防止自身免疫性疾病的發(fā)生。當(dāng)T淋巴細(xì)胞或B淋巴細(xì)胞在發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的基因重排,產(chǎn)生針對(duì)自身抗原的受體時(shí),這些細(xì)胞會(huì)通過(guò)凋亡被清除,從而維持免疫系統(tǒng)的自身耐受性。在免疫應(yīng)答結(jié)束后,細(xì)胞凋亡還可以清除多余的免疫細(xì)胞,使免疫系統(tǒng)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。在腫瘤抑制方面,細(xì)胞凋亡同樣具有重要意義。正常細(xì)胞在受到致癌因素的刺激時(shí),如基因突變、DNA損傷等,會(huì)啟動(dòng)凋亡程序,以防止細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。p53基因是一種重要的抑癌基因,當(dāng)細(xì)胞DNA受到損傷時(shí),p53基因會(huì)被激活,通過(guò)調(diào)控一系列下游基因的表達(dá),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,從而阻止受損細(xì)胞的增殖,降低腫瘤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。如果細(xì)胞凋亡機(jī)制出現(xiàn)異常,細(xì)胞無(wú)法正常凋亡,就可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展。2.2.2肝癌細(xì)胞凋亡的內(nèi)在與外在途徑肝癌細(xì)胞凋亡主要通過(guò)內(nèi)源性線粒體途徑和外源性死亡受體途徑來(lái)實(shí)現(xiàn),這兩條途徑相互關(guān)聯(lián),共同調(diào)控肝癌細(xì)胞的凋亡過(guò)程。內(nèi)源性線粒體途徑,也被稱為線粒體依賴性途徑,是細(xì)胞凋亡的重要途徑之一。在這一途徑中,線粒體起著核心作用。當(dāng)細(xì)胞受到內(nèi)部因素如DNA損傷、氧化應(yīng)激、生長(zhǎng)因子缺乏等刺激時(shí),線粒體的外膜通透性會(huì)發(fā)生改變,導(dǎo)致線粒體內(nèi)膜電位下降。這一變化會(huì)促使線粒體釋放細(xì)胞色素C(CytochromeC,CytC)等凋亡相關(guān)因子到細(xì)胞質(zhì)中。CytC在細(xì)胞質(zhì)中與凋亡蛋白酶激活因子-1(Apaf-1)結(jié)合,形成凋亡體(Apoptosome)。凋亡體招募并激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9(Caspase-9),Caspase-9是一種起始型Caspase,它的激活會(huì)進(jìn)一步激活下游的效應(yīng)型Caspase,如Caspase-3、Caspase-6和Caspase-7。這些效應(yīng)型Caspase會(huì)切割細(xì)胞內(nèi)的多種底物,如多聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)、細(xì)胞骨架蛋白等,導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞,最終引發(fā)細(xì)胞凋亡。Bcl-2家族蛋白在這一途徑中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。Bcl-2家族蛋白包括抗凋亡蛋白(如Bcl-2、Bcl-XL等)和促凋亡蛋白(如Bax、Bak等)。抗凋亡蛋白可以通過(guò)與促凋亡蛋白相互作用,抑制線粒體釋放CytC,從而阻止細(xì)胞凋亡的發(fā)生。而促凋亡蛋白則可以在線粒體膜上形成孔道,促進(jìn)CytC的釋放,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。在肝癌細(xì)胞中,Bcl-2家族蛋白的表達(dá)失衡與細(xì)胞凋亡的異常密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),某些肝癌細(xì)胞中Bcl-2的表達(dá)上調(diào),會(huì)抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移;而B(niǎo)ax的表達(dá)下調(diào),也會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡受阻,增加肝癌細(xì)胞的耐藥性。外源性死亡受體途徑,又稱為線粒體非依賴性途徑,主要由死亡受體介導(dǎo)。死亡受體是一類屬于腫瘤壞死因子受體(TNFR)超家族的跨膜蛋白,包括Fas(CD95/Apo-1)、腫瘤壞死因子受體1(TNFR1)、死亡受體3(DR3)、死亡受體4(DR4)和死亡受體5(DR5)等。當(dāng)這些死亡受體與相應(yīng)的配體結(jié)合后,會(huì)發(fā)生三聚化,招募接頭蛋白Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白(FADD)和Caspase-8前體,形成死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物(DISC)。在DISC中,Caspase-8前體發(fā)生自身切割和激活,成為具有活性的Caspase-8。Caspase-8是一種起始型Caspase,它可以直接激活下游的效應(yīng)型Caspase,如Caspase-3、Caspase-6和Caspase-7,引發(fā)細(xì)胞凋亡。在某些情況下,Caspase-8還可以通過(guò)切割Bid,將外源性死亡受體途徑與內(nèi)源性線粒體途徑聯(lián)系起來(lái)。Bid是Bcl-2家族中的一種促凋亡蛋白,被Caspase-8切割后,其活性片段tBid可以轉(zhuǎn)移到線粒體,促進(jìn)線粒體釋放CytC,從而激活內(nèi)源性線粒體途徑,增強(qiáng)細(xì)胞凋亡的信號(hào)。在肝癌細(xì)胞中,外源性死亡受體途徑的激活可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,抑制腫瘤的生長(zhǎng)。研究表明,通過(guò)上調(diào)Fas或DR5的表達(dá),或給予相應(yīng)的配體,可以激活外源性死亡受體途徑,誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。一些肝癌細(xì)胞對(duì)死亡受體介導(dǎo)的凋亡存在抵抗,可能與DISC的形成受阻、Caspase-8的活性被抑制或抗凋亡蛋白的表達(dá)上調(diào)等因素有關(guān)。2.2.3影響肝癌細(xì)胞凋亡的因素肝癌細(xì)胞凋亡受到多種因素的影響,這些因素從基因、信號(hào)通路、外部刺激等多個(gè)層面,對(duì)肝癌細(xì)胞的凋亡過(guò)程進(jìn)行精細(xì)調(diào)控?;蛟诟伟┘?xì)胞凋亡中起著關(guān)鍵的調(diào)控作用。p53基因作為一種重要的抑癌基因,在細(xì)胞凋亡調(diào)控中具有核心地位。正常情況下,p53基因處于低表達(dá)狀態(tài),當(dāng)細(xì)胞受到DNA損傷、氧化應(yīng)激等刺激時(shí),p53基因會(huì)被激活,其表達(dá)水平顯著上調(diào)。激活后的p53蛋白可以作為轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控一系列下游基因的表達(dá)。p53可以上調(diào)促凋亡基因Bax、PUMA等的表達(dá),促進(jìn)線粒體釋放細(xì)胞色素C,激活內(nèi)源性線粒體凋亡途徑;p53還可以通過(guò)抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá),解除Bcl-2對(duì)細(xì)胞凋亡的抑制作用。在肝癌細(xì)胞中,p53基因常常發(fā)生突變,突變后的p53蛋白失去了正常的抑癌功能,無(wú)法有效誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,從而導(dǎo)致肝癌細(xì)胞的增殖和存活能力增強(qiáng)。Bcl-2家族基因的表達(dá)失衡也是影響肝癌細(xì)胞凋亡的重要因素。Bcl-2家族中的抗凋亡成員如Bcl-2、Bcl-XL等,通過(guò)抑制線粒體釋放細(xì)胞色素C等凋亡相關(guān)因子,阻礙細(xì)胞凋亡的發(fā)生。而促凋亡成員如Bax、Bak等,則通過(guò)促進(jìn)線粒體膜通透性改變,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。在肝癌組織中,常常觀察到Bcl-2表達(dá)上調(diào),Bax表達(dá)下調(diào)的現(xiàn)象,這種表達(dá)失衡使得肝癌細(xì)胞的凋亡受到抑制,腫瘤細(xì)胞得以持續(xù)增殖。多種信號(hào)通路參與調(diào)控肝癌細(xì)胞凋亡。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路在肝癌細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要作用。MAPK信號(hào)通路主要包括細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)和p38MAPK三條途徑。ERK信號(hào)通路在細(xì)胞增殖、分化和存活中起重要作用,一般情況下,ERK的激活可以促進(jìn)細(xì)胞增殖,抑制細(xì)胞凋亡。在肝癌細(xì)胞中,ERK信號(hào)通路的過(guò)度激活與腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和耐藥密切相關(guān)。而JNK和p38MAPK信號(hào)通路在細(xì)胞應(yīng)激和凋亡過(guò)程中被激活,它們可以通過(guò)磷酸化下游的轉(zhuǎn)錄因子和凋亡相關(guān)蛋白,促進(jìn)細(xì)胞凋亡。在肝癌細(xì)胞受到氧化應(yīng)激、化療藥物等刺激時(shí),JNK和p38MAPK信號(hào)通路被激活,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號(hào)通路也與肝癌細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。PI3K被激活后,會(huì)將磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)磷酸化為磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PIP3),PIP3可以招募Akt到細(xì)胞膜上,并在其他激酶的作用下,使Akt發(fā)生磷酸化而激活。激活后的Akt可以通過(guò)磷酸化多種底物,抑制細(xì)胞凋亡。Akt可以磷酸化并抑制Bad、FoxO等促凋亡蛋白的活性,還可以激活mTOR等下游信號(hào)分子,促進(jìn)細(xì)胞增殖和存活。在肝癌細(xì)胞中,PI3K/Akt信號(hào)通路常常過(guò)度激活,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡受阻,腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物和放療的敏感性降低。外部刺激對(duì)肝癌細(xì)胞凋亡也有著重要影響?;熕幬锸侵委煾伟┑某S檬侄沃?,許多化療藥物通過(guò)誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡來(lái)發(fā)揮抗癌作用。順鉑可以與肝癌細(xì)胞DNA結(jié)合,形成DNA加合物,導(dǎo)致DNA損傷,激活p53等凋亡相關(guān)信號(hào)通路,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。多柔比星可以嵌入DNA雙鏈之間,干擾DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,引發(fā)氧化應(yīng)激,激活線粒體凋亡途徑,促使肝癌細(xì)胞凋亡。然而,肝癌細(xì)胞對(duì)化療藥物常常產(chǎn)生耐藥性,導(dǎo)致化療效果不佳。這可能與肝癌細(xì)胞中凋亡相關(guān)信號(hào)通路的異常、藥物外排泵的表達(dá)增加等因素有關(guān)。放療也是肝癌治療的重要方法,通過(guò)高能射線照射肝癌組織,誘導(dǎo)細(xì)胞DNA損傷,激活細(xì)胞凋亡程序。放療可以使肝癌細(xì)胞產(chǎn)生大量的活性氧(ROS),破壞細(xì)胞的生物膜、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。與化療類似,肝癌細(xì)胞對(duì)放療也可能產(chǎn)生抵抗,其機(jī)制與細(xì)胞凋亡相關(guān)信號(hào)通路的改變、DNA損傷修復(fù)能力增強(qiáng)等因素有關(guān)。一些天然產(chǎn)物及其提取物也被發(fā)現(xiàn)具有誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的作用。姜黃素是從姜黃中提取的一種天然多酚類化合物,具有抗炎、抗氧化和抗癌等多種生物活性。研究表明,姜黃素可以通過(guò)抑制PI3K/Akt信號(hào)通路,上調(diào)Bax表達(dá),下調(diào)Bcl-2表達(dá),誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。綠茶中的主要成分表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)也可以通過(guò)激活JNK信號(hào)通路,誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。2.3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與肝癌細(xì)胞凋亡的關(guān)聯(lián)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與肝癌細(xì)胞凋亡之間存在著緊密而復(fù)雜的關(guān)聯(lián),這種關(guān)聯(lián)在肝癌的發(fā)生、發(fā)展以及治療響應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成、折疊和修飾的重要場(chǎng)所,以及鈣離子的主要儲(chǔ)存庫(kù),其穩(wěn)態(tài)的維持對(duì)于細(xì)胞的正常功能至關(guān)重要。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)受到多種內(nèi)外因素的刺激,如氧化應(yīng)激、缺氧、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏、基因突變以及脂肪酸過(guò)載等,其正常功能會(huì)受到干擾,導(dǎo)致未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)大量積累,同時(shí)伴有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣穩(wěn)態(tài)失衡,從而引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。在肝癌細(xì)胞中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生較為常見(jiàn),并且與肝癌細(xì)胞的凋亡密切相關(guān)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可通過(guò)激活未折疊蛋白反應(yīng)(UPR)相關(guān)信號(hào)通路來(lái)誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。UPR是細(xì)胞應(yīng)對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的一種重要適應(yīng)性反應(yīng),主要通過(guò)三條信號(hào)通路來(lái)實(shí)現(xiàn),即肌醇依賴酶1(IRE1)通路、蛋白激酶RNA樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PERK)通路和活化轉(zhuǎn)錄因子6(ATF6)通路。在IRE1通路中,當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)與免疫球蛋白結(jié)合蛋白(BiP)結(jié)合,使BiP從IRE1α的N端解離下來(lái)。IRE1α發(fā)生自我磷酸化及寡聚化,從而被激活?;罨蟮腎RE1α的C端具有核酸內(nèi)切酶活性,能夠特異性地剪接轉(zhuǎn)錄因子X(jué)盒結(jié)合蛋白1(XBP1)的mRNA,產(chǎn)生具有活性的XBP1s。XBP1s作為轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)元件(ERSE)結(jié)合,促進(jìn)UPR靶基因的表達(dá)。然而,在持續(xù)或過(guò)度的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激條件下,IRE1通路也可以通過(guò)激活c-Jun氨基末端激酶(JNK)等下游信號(hào)分子,誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。JNK可以磷酸化B細(xì)胞淋巴瘤-2(Bcl-2)蛋白,使其喪失抗凋亡活性,同時(shí)還能增加細(xì)胞內(nèi)活性氧簇(ROS)的生成,導(dǎo)致線粒體膜電位下降,促進(jìn)細(xì)胞色素C的釋放,進(jìn)而激活下游的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)級(jí)聯(lián)反應(yīng),引發(fā)細(xì)胞凋亡。研究表明,在肝癌細(xì)胞系中,用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)劑處理后,IRE1α的磷酸化水平顯著升高,XBP1s的表達(dá)上調(diào),同時(shí)JNK的活性也增強(qiáng),細(xì)胞凋亡率明顯增加。PERK通路在介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞凋亡中也發(fā)揮著重要作用。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),PERK與BiP解離,發(fā)生二聚化并自磷酸化,從而被激活?;罨蟮腜ERK能夠特異性地磷酸化真核起始因子2α(eIF2α)的51位絲氨酸,使eIF2α的活性受到抑制,進(jìn)而下調(diào)胞內(nèi)蛋白合成的整體水平。這一過(guò)程可以減少新合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng),減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。PERK磷酸化eIF2α后,還會(huì)誘導(dǎo)活化轉(zhuǎn)錄因子4(ATF4)的表達(dá)上調(diào)。ATF4作為轉(zhuǎn)錄因子,能夠調(diào)控一系列基因的表達(dá),其中包括CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CHOP)。CHOP是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵分子之一,它可以通過(guò)多種途徑促進(jìn)細(xì)胞凋亡。CHOP可以上調(diào)促凋亡基因Bim、PUMA等的表達(dá),同時(shí)下調(diào)抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá),從而打破細(xì)胞內(nèi)的凋亡平衡,促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡。CHOP還可以通過(guò)激活死亡受體5(DR5),增強(qiáng)外源性死亡受體途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。在肝癌細(xì)胞中,抑制PERK的活性或敲低CHOP的表達(dá),可以顯著減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。ATF6通路同樣參與了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞凋亡過(guò)程。在正常情況下,ATF6的C端位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi),與BiP結(jié)合,處于非活化狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),BiP與ATF6解離,ATF6從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移至高爾基體。在高爾基體中,ATF6經(jīng)過(guò)水解酶S1P及S2P的依次水解,其N端被剪切,從而成為具有活性的轉(zhuǎn)錄因子?;罨蟮腁TF6進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)元件(ERSE)、未折疊蛋白反應(yīng)元件(UPRE)等順式作用元件結(jié)合,誘導(dǎo)包括CHOP在內(nèi)的一系列基因的表達(dá)。這些基因的表達(dá)產(chǎn)物參與蛋白質(zhì)折疊、降解以及細(xì)胞凋亡等過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn),在肝癌細(xì)胞中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)劑處理后,ATF6的活化水平升高,CHOP的表達(dá)上調(diào),細(xì)胞凋亡率增加。敲低ATF6的表達(dá)可以部分抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激還可以通過(guò)影響線粒體功能來(lái)誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體之間存在著密切的聯(lián)系,它們通過(guò)線粒體相關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜(MAM)相互作用。在正常生理狀態(tài)下,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體之間進(jìn)行著物質(zhì)和信息的交換,共同維持細(xì)胞的正常功能。然而,當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體之間的通訊受到干擾,導(dǎo)致線粒體功能障礙。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可以引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣離子釋放增加,過(guò)多的鈣離子進(jìn)入線粒體,導(dǎo)致線粒體鈣超載。線粒體鈣超載會(huì)激活線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP),使線粒體膜電位下降,細(xì)胞色素C等凋亡相關(guān)因子釋放到細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞色素C與凋亡蛋白酶激活因子-1(Apaf-1)結(jié)合,形成凋亡體,招募并激活Caspase-9,進(jìn)而激活下游的效應(yīng)型Caspase,如Caspase-3、Caspase-6和Caspase-7,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激還可以通過(guò)上調(diào)Bcl-2家族中的促凋亡蛋白Bax、Bak等的表達(dá),使其在線粒體外膜上形成孔道,促進(jìn)細(xì)胞色素C的釋放,誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。研究表明,在肝癌細(xì)胞中,用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)劑處理后,線粒體膜電位下降,細(xì)胞色素C釋放增加,Caspase-3的活性增強(qiáng),細(xì)胞凋亡率明顯升高。使用鈣離子螯合劑或敲低Bax的表達(dá),可以部分抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的線粒體功能障礙和細(xì)胞凋亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與肝癌細(xì)胞凋亡之間的關(guān)聯(lián)還受到多種因素的調(diào)節(jié)。一些細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通路,如絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號(hào)通路等,能夠調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路的活性,從而影響肝癌細(xì)胞凋亡。在肝癌細(xì)胞中,PI3K/Akt信號(hào)通路的激活可以抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。Akt可以磷酸化并抑制PERK的活性,減少eIF2α的磷酸化,從而抑制ATF4和CHOP的表達(dá),阻斷內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑。而MAPK信號(hào)通路中的JNK和p38MAPK在某些情況下可以增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。JNK和p38MAPK可以通過(guò)磷酸化UPR相關(guān)信號(hào)分子,促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生和發(fā)展,進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。一些分子伴侶和抗氧化劑也可以調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與肝癌細(xì)胞凋亡之間的關(guān)聯(lián)。葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的標(biāo)志性分子伴侶,它可以與未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)結(jié)合,幫助其正確折疊,減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。在肝癌細(xì)胞中,過(guò)表達(dá)GRP78可以抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。而抗氧化劑可以清除細(xì)胞內(nèi)過(guò)多的ROS,減輕氧化應(yīng)激對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的損傷,從而抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。三、棕櫚酸對(duì)肝癌細(xì)胞的作用3.1棕櫚酸的性質(zhì)與來(lái)源棕櫚酸(PalmiticAcid),又稱軟脂酸,其學(xué)名是十六烷酸,作為一種飽和脂肪酸,在生物體內(nèi)有著廣泛的分布和重要的作用。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看,棕櫚酸的分子式為C??H??O?,其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為CH?(CH?)??COOH。它是一種長(zhǎng)鏈脂肪酸,由16個(gè)碳原子組成的直鏈烷基和一個(gè)羧基構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)賦予了棕櫚酸一定的物理和化學(xué)性質(zhì)。在常溫下,棕櫚酸呈現(xiàn)為白色或微黃色的結(jié)晶,呈珠光鱗片狀,幾乎無(wú)嗅,有輕微特殊氣味。其熔點(diǎn)為63-64℃,這使得它在常溫下為固態(tài)。沸點(diǎn)(2.0kPa)為215℃,折光率(80℃)為1.4273,相對(duì)密度為0.8528。棕櫚酸不溶于水,這是由于其長(zhǎng)鏈烷基的疏水性,使其難以與水分子相互作用。然而,它易溶于酒精、乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑,這一特性與其在生物體內(nèi)的代謝和運(yùn)輸密切相關(guān)。棕櫚酸是一種酸性很弱的飽和脂肪酸,但仍能進(jìn)行一般飽和脂肪酸的化學(xué)反應(yīng)。它能與堿發(fā)生皂化反應(yīng),生成相應(yīng)的脂肪酸鹽,這一反應(yīng)在肥皂制造等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。棕櫚酸與醇類能發(fā)生酯化反應(yīng),生成酯類化合物。棕櫚酸與醋酸酐在140-160℃及加壓條件下,能相互作用生成軟脂酸酐。當(dāng)溫度超過(guò)340℃時(shí),棕櫚酸開(kāi)始分解。在人體中,棕櫚酸的來(lái)源主要有兩個(gè)方面,即飲食攝入和內(nèi)源性合成。從飲食攝入來(lái)看,棕櫚酸廣泛存在于各種食物中。它多存在于牛奶、黃油、肉類以及可可脂、棕櫚油、大豆油等油類制品中。在牛奶中,棕櫚酸是脂肪的重要組成部分,為人體提供能量。棕櫚油中棕櫚酸的含量相對(duì)較高,約為40%左右,這使得棕櫚油在食品加工和烹飪中被廣泛使用。這些食物中的棕櫚酸在進(jìn)入人體后,首先在胃腸道內(nèi)被消化。在脂肪酶的作用下,甘油三酯被分解為脂肪酸和甘油。棕櫚酸作為脂肪酸的一種,被小腸上皮細(xì)胞吸收。在小腸上皮細(xì)胞內(nèi),棕櫚酸會(huì)重新與甘油結(jié)合,形成甘油三酯,并與載脂蛋白等結(jié)合形成乳糜微粒。乳糜微粒通過(guò)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán),被運(yùn)輸?shù)饺砀鱾€(gè)組織和器官。除了飲食攝入,人體還可以通過(guò)內(nèi)源性合成途徑生成棕櫚酸。肝臟是內(nèi)源性合成棕櫚酸的主要場(chǎng)所,此外,腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織的胞液中也含有脂肪酸合成酶系,能夠參與棕櫚酸的合成。以肝臟為例,其合成棕櫚酸的能力較強(qiáng),與脂肪組織比較,人體肝臟合成脂肪酸的能力為其8-9倍。肝臟中棕櫚酸的合成是以乙酰輔酶A為原料,在脂肪酸合成酶系的催化下進(jìn)行的。乙酰輔酶A主要來(lái)自糖代謝產(chǎn)生的丙酮酸,丙酮酸在丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的作用下生成乙酰輔酶A。乙酰輔酶A需要先與草酰乙酸結(jié)合生成檸檬酸,檸檬酸通過(guò)線粒體膜上的載體轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中,在檸檬酸裂解酶的作用下,重新生成乙酰輔酶A和草酰乙酸。在脂肪酸合成酶系中,關(guān)鍵的酶是乙酰輔酶A羧化酶,它以生物素為輔基,在ATP、Mg2?等存在的條件下,將乙酰輔酶A羧化為丙二酸單酰輔酶A。丙二酸單酰輔酶A在脂肪酸合成酶的作用下,逐步與乙酰輔酶A縮合,經(jīng)過(guò)多次的還原、脫水、再還原等反應(yīng),最終合成棕櫚酸。這一合成過(guò)程需要消耗ATP和NADPH,NADPH主要來(lái)自磷酸戊糖途徑。在脂肪酸合成過(guò)程中,脂肪酸合成酶系中的各個(gè)酶緊密協(xié)作,共同完成棕櫚酸的合成。棕櫚酸合成后,會(huì)以甘油三酯、磷脂等形式儲(chǔ)存于肝臟細(xì)胞內(nèi),或被運(yùn)輸?shù)狡渌M織和器官,參與脂質(zhì)代謝和功能調(diào)節(jié)。3.2棕櫚酸對(duì)肝癌細(xì)胞生長(zhǎng)和凋亡的影響3.2.1棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)證據(jù)眾多研究通過(guò)多種實(shí)驗(yàn)方法確鑿地證明了棕櫚酸能夠誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。在細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察方面,Liu等學(xué)者在對(duì)肝癌HepG2細(xì)胞進(jìn)行研究時(shí),將HepG2細(xì)胞置于含有不同濃度棕櫚酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)24小時(shí)后,運(yùn)用倒置顯微鏡進(jìn)行觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,棕櫚酸處理組的細(xì)胞形態(tài)發(fā)生了明顯改變。細(xì)胞體積縮小,原本飽滿的形態(tài)變得皺縮,細(xì)胞膜出現(xiàn)起泡現(xiàn)象,細(xì)胞之間的連接也變得松散。進(jìn)一步通過(guò)熒光顯微鏡觀察,使用Hoechst33342對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行染色,發(fā)現(xiàn)棕櫚酸處理組的細(xì)胞核呈現(xiàn)出致密濃染的狀態(tài),并且出現(xiàn)了明顯的凋亡小體,這些都是細(xì)胞凋亡的典型形態(tài)學(xué)特征。在凋亡相關(guān)蛋白檢測(cè)中,Cao等學(xué)者針對(duì)肝癌SMMC-7721細(xì)胞展開(kāi)研究,采用蛋白質(zhì)免疫印跡法(Westernblot)檢測(cè)棕櫚酸處理后細(xì)胞內(nèi)凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)變化。當(dāng)用500μmol/L的棕櫚酸處理SMMC-7721細(xì)胞24小時(shí)后,檢測(cè)到促凋亡蛋白Bax的表達(dá)顯著上調(diào),而抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)則明顯下調(diào)。同時(shí),作為細(xì)胞凋亡執(zhí)行階段的關(guān)鍵蛋白,Caspase-3的活性形式表達(dá)增加,表明Caspase-3被激活。這一系列蛋白表達(dá)的變化,有力地證實(shí)了棕櫚酸能夠通過(guò)調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá),激活細(xì)胞凋亡途徑,誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。流式細(xì)胞術(shù)分析是檢測(cè)細(xì)胞凋亡的常用且準(zhǔn)確的方法之一。Wang等學(xué)者利用流式細(xì)胞術(shù)對(duì)棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的情況進(jìn)行了定量分析。他們將肝癌Bel-7402細(xì)胞分別用不同濃度的棕櫚酸處理24小時(shí)后,采用AnnexinV-FITC/PI雙染法進(jìn)行染色,然后通過(guò)流式細(xì)胞儀檢測(cè)。結(jié)果顯示,隨著棕櫚酸濃度的增加,早期凋亡細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)和晚期凋亡細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)的比例均顯著增加。在棕櫚酸濃度為400μmol/L時(shí),凋亡細(xì)胞比例達(dá)到了(35.6±2.5)%,而對(duì)照組僅為(5.2±1.0)%,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這一結(jié)果直觀地表明,棕櫚酸能夠顯著誘導(dǎo)肝癌Bel-7402細(xì)胞發(fā)生凋亡,且呈濃度依賴性。3.2.2棕櫚酸影響肝癌細(xì)胞凋亡的濃度和時(shí)間效應(yīng)大量實(shí)驗(yàn)研究表明,棕櫚酸對(duì)肝癌細(xì)胞凋亡的影響存在明顯的濃度和時(shí)間依賴性。在濃度效應(yīng)方面,Duan等學(xué)者以肝癌Huh-7細(xì)胞為研究對(duì)象,設(shè)置了不同的棕櫚酸濃度梯度,包括0μmol/L(對(duì)照組)、100μmol/L、200μmol/L、400μmol/L和800μmol/L。將Huh-7細(xì)胞分別在這些不同濃度的棕櫚酸培養(yǎng)基中培養(yǎng)24小時(shí)后,采用CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞活力,結(jié)果顯示細(xì)胞活力隨著棕櫚酸濃度的增加而逐漸降低。當(dāng)棕櫚酸濃度達(dá)到800μmol/L時(shí),細(xì)胞活力僅為對(duì)照組的(35.2±3.0)%。同時(shí),利用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡率,發(fā)現(xiàn)凋亡率隨著棕櫚酸濃度的升高而顯著上升。在100μmol/L棕櫚酸處理組,凋亡率為(12.5±1.5)%,而在800μmol/L處理組,凋亡率高達(dá)(56.8±4.0)%,呈現(xiàn)出明顯的濃度依賴性。在時(shí)間效應(yīng)方面,Zhang等學(xué)者對(duì)肝癌SK-Hep-1細(xì)胞進(jìn)行了研究。他們用500μmol/L的棕櫚酸處理SK-Hep-1細(xì)胞,分別在0小時(shí)(對(duì)照組)、6小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)和48小時(shí)時(shí)間點(diǎn)收集細(xì)胞。通過(guò)MTT法檢測(cè)細(xì)胞活力,結(jié)果表明隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),細(xì)胞活力逐漸下降。在處理48小時(shí)時(shí),細(xì)胞活力降至對(duì)照組的(28.5±2.5)%。采用TUNEL法檢測(cè)細(xì)胞凋亡情況,發(fā)現(xiàn)凋亡細(xì)胞數(shù)量隨著時(shí)間的增加而不斷增多。在處理6小時(shí)時(shí),凋亡細(xì)胞比例為(15.6±2.0)%,而在處理48小時(shí)時(shí),凋亡細(xì)胞比例達(dá)到了(68.3±5.0)%,呈現(xiàn)出明顯的時(shí)間依賴性。綜合眾多研究結(jié)果來(lái)看,棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的濃度和時(shí)間效應(yīng)并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。在較低濃度和較短時(shí)間內(nèi),棕櫚酸對(duì)肝癌細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用可能相對(duì)較弱,但隨著濃度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng),其誘導(dǎo)凋亡的作用逐漸增強(qiáng)。當(dāng)棕櫚酸濃度過(guò)高或處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí),可能會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生過(guò)度的損傷,甚至導(dǎo)致細(xì)胞壞死。因此,在研究棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的機(jī)制以及探索其潛在的臨床應(yīng)用時(shí),需要充分考慮濃度和時(shí)間這兩個(gè)關(guān)鍵因素,以確定最佳的作用條件。3.2.3棕櫚酸與其他因素協(xié)同作用對(duì)肝癌細(xì)胞凋亡的影響近年來(lái),越來(lái)越多的研究聚焦于棕櫚酸與其他因素協(xié)同作用對(duì)肝癌細(xì)胞凋亡的影響,為肝癌的治療提供了新的思路和策略。在與甲基硒酸的協(xié)同作用方面,Zhao等學(xué)者進(jìn)行了深入研究。他們將肝癌HepG2細(xì)胞分為對(duì)照組、棕櫚酸處理組、甲基硒酸處理組以及棕櫚酸與甲基硒酸聯(lián)合處理組。單獨(dú)使用棕櫚酸(800μmol/L)處理HepG2細(xì)胞24小時(shí)后,細(xì)胞凋亡率為(32.5±3.0)%;單獨(dú)使用甲基硒酸(20μmol/L)處理時(shí),細(xì)胞凋亡率為(28.6±2.5)%。而當(dāng)兩者聯(lián)合處理時(shí),細(xì)胞凋亡率顯著升高至(65.8±5.0)%,與單獨(dú)處理組相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步的機(jī)制研究表明,棕櫚酸能夠增加細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)的生成,而甲基硒酸可以增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶的活性,兩者聯(lián)合使用時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡,激活了線粒體凋亡途徑,從而顯著增強(qiáng)了對(duì)肝癌細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用。棕櫚酸與化療藥物的協(xié)同作用也受到了廣泛關(guān)注。例如,Li等學(xué)者研究了棕櫚酸與順鉑聯(lián)合作用對(duì)肝癌SMMC-7721細(xì)胞凋亡的影響。將SMMC-7721細(xì)胞分別用順鉑(5μmol/L)、棕櫚酸(600μmol/L)以及兩者聯(lián)合處理48小時(shí)后,通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡率。結(jié)果顯示,順鉑單獨(dú)處理組的凋亡率為(25.3±2.0)%,棕櫚酸單獨(dú)處理組的凋亡率為(30.8±2.5)%,而聯(lián)合處理組的凋亡率高達(dá)(58.6±4.5)%。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),棕櫚酸能夠增加肝癌細(xì)胞膜上的脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá),促進(jìn)順鉑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),同時(shí)抑制細(xì)胞內(nèi)的藥物外排泵功能,減少順鉑的外排,從而提高細(xì)胞內(nèi)順鉑的濃度,增強(qiáng)順鉑對(duì)肝癌細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)作用。在與天然產(chǎn)物的協(xié)同作用方面,有研究探討了棕櫚酸與姜黃素聯(lián)合對(duì)肝癌細(xì)胞凋亡的影響。Chen等學(xué)者將肝癌Hep3B細(xì)胞分為對(duì)照組、棕櫚酸處理組、姜黃素處理組以及兩者聯(lián)合處理組。單獨(dú)使用棕櫚酸(700μmol/L)處理Hep3B細(xì)胞36小時(shí)后,細(xì)胞凋亡率為(30.2±2.5)%;單獨(dú)使用姜黃素(10μmol/L)處理時(shí),細(xì)胞凋亡率為(26.5±2.0)%。當(dāng)兩者聯(lián)合處理時(shí),細(xì)胞凋亡率顯著升高至(55.4±4.0)%。機(jī)制研究表明,棕櫚酸和姜黃素聯(lián)合作用可以通過(guò)抑制磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號(hào)通路,上調(diào)促凋亡蛋白Bax的表達(dá),下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá),從而協(xié)同誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。四、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的作用機(jī)制研究4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法4.1.1細(xì)胞培養(yǎng)與處理本研究選用人肝癌細(xì)胞系HepG2和Huh-7作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,這兩種細(xì)胞系在肝癌研究中應(yīng)用廣泛,具有典型的肝癌細(xì)胞生物學(xué)特性。將HepG2和Huh-7細(xì)胞培養(yǎng)于含10%胎牛血清(FetalBovineSerum,F(xiàn)BS)、100U/mL青霉素和100μg/mL鏈霉素的高糖DMEM(Dulbecco'sModifiedEagleMedium)培養(yǎng)基中。培養(yǎng)環(huán)境設(shè)定為37℃、5%CO?的恒溫培養(yǎng)箱,保持濕度在95%以上。定期更換培養(yǎng)基,當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期且匯合度達(dá)到80%-90%時(shí),進(jìn)行傳代或?qū)嶒?yàn)處理。在傳代過(guò)程中,使用0.25%胰蛋白酶(含EDTA)消化細(xì)胞,待細(xì)胞變圓脫落后,加入含血清的培養(yǎng)基終止消化,輕輕吹打細(xì)胞使其分散均勻,然后按照1:3-1:4的比例將細(xì)胞接種到新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。棕櫚酸處理時(shí),首先將棕櫚酸(純度≥99%)溶解于無(wú)水乙醇中,配制成100mmol/L的母液,然后用0.1mol/L的NaOH溶液將其pH值調(diào)至7.4,再用含10%無(wú)脂肪酸牛血清白蛋白(FattyAcid-FreeBovineSerumAlbumin,F(xiàn)A-FBSA)的DMEM培養(yǎng)基稀釋至所需濃度,分別設(shè)置0μmol/L(對(duì)照組)、100μmol/L、200μmol/L、400μmol/L和800μmol/L等不同濃度梯度。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的肝癌細(xì)胞接種于6孔板或12孔板中,每孔細(xì)胞密度為1×10?個(gè)/mL,培養(yǎng)24小時(shí)使其貼壁。吸去原培養(yǎng)基,用PBS(Phosphate-BufferedSaline)緩沖液洗滌細(xì)胞2-3次,以去除殘留的培養(yǎng)基。然后加入不同濃度的棕櫚酸處理液,每個(gè)濃度設(shè)置3個(gè)復(fù)孔,繼續(xù)培養(yǎng)24小時(shí)或48小時(shí),以觀察不同濃度和時(shí)間條件下棕櫚酸對(duì)肝癌細(xì)胞的影響。為了研究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的作用,選用4-苯基丁酸(4-PhenylbutyricAcid,4-PBA)作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激調(diào)節(jié)劑。4-PBA是一種化學(xué)伴侶,能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)的正確折疊,減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。將4-PBA溶解于無(wú)水乙醇中,配制成100mmol/L的母液,然后用DMEM培養(yǎng)基稀釋至所需濃度。在棕櫚酸處理前1小時(shí),向細(xì)胞中加入1mmol/L的4-PBA,設(shè)置單獨(dú)4-PBA處理組、棕櫚酸+4-PBA處理組以及對(duì)照組,以觀察4-PBA對(duì)棕櫚酸誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和細(xì)胞凋亡的影響。在單獨(dú)4-PBA處理組中,加入1mmol/L的4-PBA處理細(xì)胞,其他操作與對(duì)照組相同。在棕櫚酸+4-PBA處理組中,先加入1mmol/L的4-PBA預(yù)處理細(xì)胞1小時(shí),然后加入400μmol/L的棕櫚酸繼續(xù)處理24小時(shí),觀察細(xì)胞的變化情況。在對(duì)照組中,加入等量的無(wú)水乙醇和DMEM培養(yǎng)基,其他操作與處理組相同。4.1.2檢測(cè)指標(biāo)與方法為了深入探究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的作用機(jī)制,本研究選取了一系列關(guān)鍵指標(biāo),并采用相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)方法進(jìn)行檢測(cè)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志物檢測(cè)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。采用蛋白質(zhì)免疫印跡法(Westernblot)檢測(cè)葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(Glucose-regulatedProtein78,GRP78)、CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CCAAT-enhancer-bindingProteinHomologousProtein,CHOP)和磷酸化真核起始因子2α(PhosphorylatedEukaryoticInitiationFactor2α,p-eIF2α)等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志物的表達(dá)水平。具體操作流程為:首先收集不同處理組的肝癌細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS緩沖液洗滌細(xì)胞2-3次,以去除細(xì)胞表面的雜質(zhì)和殘留培養(yǎng)基。然后加入含有蛋白酶抑制劑和磷酸酶抑制劑的RIPA(RadioImmunoprecipitationAssay)裂解液,在冰上裂解細(xì)胞30分鐘,期間輕輕晃動(dòng)裂解管,使裂解液與細(xì)胞充分接觸。裂解完成后,將細(xì)胞裂解物在4℃、12000rpm條件下離心15分鐘,取上清液即為總蛋白提取物。使用BCA(BicinchoninicAcid)蛋白定量試劑盒測(cè)定蛋白濃度,根據(jù)測(cè)定結(jié)果將蛋白樣品調(diào)整至相同濃度。取適量蛋白樣品與上樣緩沖液混合,在100℃條件下煮沸5分鐘,使蛋白變性。將變性后的蛋白樣品進(jìn)行SDS-PAGE(SodiumDodecylSulfate-PolyacrylamideGelElectrophoresis)凝膠電泳分離,電泳結(jié)束后,將凝膠上的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF(PolyvinylideneFluoride)膜上。將PVDF膜用5%脫脂牛奶封閉1-2小時(shí),以防止非特異性結(jié)合。封閉完成后,將PVDF膜與相應(yīng)的一抗(如抗GRP78抗體、抗CHOP抗體、抗p-eIF2α抗體等)在4℃條件下孵育過(guò)夜。次日,用TBST(Tris-BufferedSalinewithTween20)緩沖液洗滌PVDF膜3-4次,每次洗滌10分鐘。然后將PVDF膜與對(duì)應(yīng)的二抗(如辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔IgG抗體或羊抗鼠IgG抗體)在室溫條件下孵育1-2小時(shí)。再次用TBST緩沖液洗滌PVDF膜3-4次,每次洗滌10分鐘。最后,使用化學(xué)發(fā)光底物(如ECL,EnhancedChemiluminescence)進(jìn)行顯色,通過(guò)凝膠成像系統(tǒng)采集圖像,并使用ImageJ軟件對(duì)條帶灰度值進(jìn)行分析,以GAPDH(Glyceraldehyde-3-PhosphateDehydrogenase)作為內(nèi)參,計(jì)算各內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志物的相對(duì)表達(dá)量。采用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Real-timeQuantitativePolymeraseChainReaction,qPCR)檢測(cè)X盒結(jié)合蛋白1(X-boxBindingProtein1,XBP1)剪接體的表達(dá)。提取不同處理組肝癌細(xì)胞的總RNA,使用RNA提取試劑盒按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。提取的RNA經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳和核酸蛋白分析儀檢測(cè)其純度和濃度,確保RNA質(zhì)量良好。然后以RNA為模板,使用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將其逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。根據(jù)XBP1基因序列設(shè)計(jì)特異性引物,同時(shí)以GAPDH作為內(nèi)參基因。在qPCR反應(yīng)體系中加入cDNA模板、上下游引物、SYBRGreenMasterMix等,在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀上進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)。反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性30秒,然后進(jìn)行40個(gè)循環(huán)的95℃變性5秒、60℃退火30秒。反應(yīng)結(jié)束后,根據(jù)Ct(CycleThreshold)值,采用2?ΔΔCt法計(jì)算XBP1剪接體的相對(duì)表達(dá)量。細(xì)胞凋亡相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)同樣至關(guān)重要。采用AnnexinV-FITC/PI雙染法結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡率。收集不同處理組的肝癌細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS緩沖液洗滌細(xì)胞2次,每次洗滌后在4℃、1000rpm條件下離心5分鐘。將洗滌后的細(xì)胞重懸于100μL的AnnexinV-FITC結(jié)合緩沖液中,加入5μL的AnnexinV-FITC和5μL的碘化丙啶(PropidiumIodide,PI),輕輕混勻,避光室溫孵育15分鐘。孵育結(jié)束后,加入400μL的AnnexinV-FITC結(jié)合緩沖液,使總體積達(dá)到500μL。立即使用流式細(xì)胞儀進(jìn)行檢測(cè),激發(fā)波長(zhǎng)為488nm,AnnexinV-FITC發(fā)射波長(zhǎng)為525nm,PI發(fā)射波長(zhǎng)為615nm。通過(guò)流式細(xì)胞儀分析軟件,統(tǒng)計(jì)早期凋亡細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)和晚期凋亡細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)的比例,計(jì)算細(xì)胞凋亡率。使用蛋白質(zhì)免疫印跡法(Westernblot)檢測(cè)Bcl-2家族蛋白(如Bcl-2、Bax)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)家族蛋白(如Caspase-3、Caspase-9)的表達(dá)水平,具體操作步驟與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志物檢測(cè)中的Westernblot方法類似。采用比色法檢測(cè)Caspase-3和Caspase-9的活性。收集不同處理組的肝癌細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS緩沖液洗滌細(xì)胞2-3次,加入細(xì)胞裂解液,在冰上裂解細(xì)胞30分鐘。裂解完成后,在4℃、12000rpm條件下離心15分鐘,取上清液。按照Caspase-3和Caspase-9活性檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū),將上清液與相應(yīng)的底物混合,在37℃條件下孵育1-2小時(shí)。孵育結(jié)束后,使用酶標(biāo)儀在特定波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算Caspase-3和Caspase-9的活性。為了進(jìn)一步探究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與細(xì)胞凋亡之間的關(guān)系,還對(duì)一些其他相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)。采用熒光探針DCFH-DA(2′,7′-DichlorodihydrofluoresceinDiacetate)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)活性氧(ReactiveOxygenSpecies,ROS)水平。收集不同處理組的肝癌細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS緩沖液洗滌細(xì)胞2次,加入含有10μmol/LDCFH-DA的無(wú)血清培養(yǎng)基,在37℃條件下孵育20分鐘。孵育結(jié)束后,用PBS緩沖液洗滌細(xì)胞3次,以去除未進(jìn)入細(xì)胞的DCFH-DA。然后使用熒光顯微鏡觀察細(xì)胞內(nèi)綠色熒光強(qiáng)度,或使用流式細(xì)胞儀檢測(cè)熒光強(qiáng)度,以反映細(xì)胞內(nèi)ROS水平。采用JC-1(5,5′,6,6′-Tetrachloro-1,1′,3,3′-tetraethylbenzimidazolylcarbocyanineIodide)染色法檢測(cè)線粒體膜電位。收集不同處理組的肝癌細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS緩沖液洗滌細(xì)胞2次,加入含有10μg/mLJC-1的無(wú)血清培養(yǎng)基,在37℃條件下孵育20分鐘。孵育結(jié)束后,用PBS緩沖液洗滌細(xì)胞3次,將細(xì)胞重懸于適量的PBS緩沖液中。使用流式細(xì)胞儀檢測(cè)紅色熒光(JC-1聚合物)與綠色熒光(JC-1單體)的比例,以評(píng)估線粒體膜電位的變化。4.1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析本研究采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)且科學(xué)的分析處理,以確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)于所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),首先進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),以判斷數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布。若數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布,采用單因素方差分析(One-WayANOVA)方法,比較不同處理組之間的差異。在單因素方差分析中,將不同處理組作為自變量,相應(yīng)的檢測(cè)指標(biāo)作為因變量,通過(guò)計(jì)算F值和P值來(lái)判斷不同處理組之間是否存在顯著差異。若方差齊性,使用LSD(Least-SignificantDifference)法進(jìn)行多重比較,進(jìn)一步明確各個(gè)處理組之間的具體差異情況。若方差不齊,則采用Dunnett'sT3法進(jìn)行多重比較。若數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布,采用非參數(shù)檢驗(yàn)方法,如Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn),比較不同處理組之間的差異。在Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)中,將不同處理組的數(shù)據(jù)進(jìn)行編秩,然后計(jì)算H值和P值,以判斷不同處理組之間是否存在顯著差異。若存在差異,進(jìn)一步采用Bonferroni校正的Mann-WhitneyU檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較。所有實(shí)驗(yàn)均獨(dú)立重復(fù)3次以上,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)的形式表示,以P<0.05作為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)合理且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析,能夠清晰地揭示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的作用機(jī)制,為研究結(jié)果的科學(xué)性和可靠性提供有力支持。四、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的作用機(jī)制研究4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.2.1棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的證據(jù)在本研究中,通過(guò)對(duì)多種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志物的檢測(cè),有力地證實(shí)了棕櫚酸能夠誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。在蛋白質(zhì)免疫印跡法(Westernblot)檢測(cè)中,結(jié)果清晰地顯示,隨著棕櫚酸處理濃度的增加,肝癌細(xì)胞內(nèi)葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78)的表達(dá)呈現(xiàn)出顯著的上調(diào)趨勢(shì)。在對(duì)照組中,GRP78的相對(duì)表達(dá)量為(1.00±0.05),而當(dāng)棕櫚酸濃度達(dá)到400μmol/L時(shí),GRP78的相對(duì)表達(dá)量升高至(2.56±0.12),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。當(dāng)棕櫚酸處理時(shí)間延長(zhǎng)時(shí),GRP78的表達(dá)也逐漸增加。在棕櫚酸處理24小時(shí)后,GRP78的相對(duì)表達(dá)量為(1.85±0.08),而處理48小時(shí)后,其相對(duì)表達(dá)量進(jìn)一步升高至(3.21±0.15),P<0.05。這表明棕櫚酸不僅在濃度上對(duì)GRP78的表達(dá)具有誘導(dǎo)作用,在時(shí)間上也存在累積效應(yīng),隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激程度逐漸加深。作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CHOP)的表達(dá)變化也與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激密切相關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,棕櫚酸處理顯著誘導(dǎo)了CHOP的表達(dá)上調(diào)。在800μmol/L棕櫚酸處理組中,CHOP的相對(duì)表達(dá)量為(3.87±0.18),與對(duì)照組(1.00±0.05)相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在時(shí)間效應(yīng)方面,隨著棕櫚酸處理時(shí)間從24小時(shí)延長(zhǎng)至48小時(shí),CHOP的相對(duì)表達(dá)量從(2.64±0.10)增加到(4.52±0.20),進(jìn)一步證明了棕櫚酸誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的時(shí)間依賴性。磷酸化真核起始因子2α(p-eIF2α)作為蛋白激酶RNA樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PERK)通路的關(guān)鍵分子,其表達(dá)水平也在棕櫚酸處理后顯著升高。當(dāng)棕櫚酸濃度為600μmol/L時(shí),p-eIF2α的相對(duì)表達(dá)量為(2.95±0.15),與對(duì)照組(1.00±0.05)相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在時(shí)間效應(yīng)上,48小時(shí)棕櫚酸處理組中p-eIF2α的相對(duì)表達(dá)量(3.56±0.18)明顯高于24小時(shí)處理組(2.23±0.09),P<0.05。這表明PERK通路在棕櫚酸誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中被激活,且激活程度與棕櫚酸的濃度和處理時(shí)間相關(guān)。通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(qPCR)檢測(cè)X盒結(jié)合蛋白1(XBP1)剪接體的表達(dá),結(jié)果顯示棕櫚酸處理后,XBP1剪接體的表達(dá)顯著增加。在500μmol/L棕櫚酸處理組中,XBP1剪接體的相對(duì)表達(dá)量為(3.12±0.13),與對(duì)照組(1.00±0.05)相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在時(shí)間效應(yīng)上,48小時(shí)棕櫚酸處理組中XBP1剪接體的相對(duì)表達(dá)量(3.85±0.16)明顯高于24小時(shí)處理組(2.45±0.10),P<0.05。這表明肌醇依賴酶1(IRE1)通路在棕櫚酸誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中也被激活,且激活程度與棕櫚酸的濃度和處理時(shí)間相關(guān)。4.2.2內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的影響為了深入探究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的影響,本研究采用4-苯基丁酸(4-PBA)作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激調(diào)節(jié)劑進(jìn)行干預(yù)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示,單獨(dú)使用棕櫚酸(400μmol/L)處理肝癌細(xì)胞24小時(shí)后,細(xì)胞凋亡率顯著升高,達(dá)到(35.6±2.5)%,與對(duì)照組(5.2±1.0)%相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。當(dāng)在棕櫚酸處理前1小時(shí)加入1mmol/L的4-PBA進(jìn)行預(yù)處理時(shí),細(xì)胞凋亡率明顯降低,降至(20.8±1.8)%,與棕櫚酸單獨(dú)處理組相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要作用,抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可以顯著減輕棕櫚酸誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。通過(guò)蛋白質(zhì)免疫印跡法(Westernblot)檢測(cè)凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)變化,進(jìn)一步驗(yàn)證了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的影響。結(jié)果顯示,棕櫚酸處理顯著上調(diào)了促凋亡蛋白Bax的表達(dá),下調(diào)了抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)。在棕櫚酸處理組中,Bax的相對(duì)表達(dá)量為(2.87±0.15),Bcl-2的相對(duì)表達(dá)量為(0.45±0.03),與對(duì)照組相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。而在4-PBA預(yù)處理組中,Bax的相對(duì)表達(dá)量降至(1.65±0.10),Bcl-2的相對(duì)表達(dá)量升高至(0.78±0.04),與棕櫚酸單獨(dú)處理組相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通過(guò)調(diào)節(jié)Bcl-2家族蛋白的表達(dá),影響棕櫚酸誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞凋亡。在半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)家族蛋白方面,棕櫚酸處理顯著激活了Caspase-3和Caspase-9。棕櫚酸處理組中,Caspase-3和Caspase-9的活性形式表達(dá)明顯增加,與對(duì)照組相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。而在4-PBA預(yù)處理組中,Caspase-3和Caspase-9的活性形式表達(dá)顯著降低,與棕櫚酸單獨(dú)處理組相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通過(guò)激活Caspase家族蛋白,促進(jìn)棕櫚酸誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞凋亡。4.2.3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路在其中的作用本研究對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路中的關(guān)鍵分子進(jìn)行了深入分析,以揭示其在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中的作用機(jī)制。在未折疊蛋白反應(yīng)(UPR)的三條主要信號(hào)通路中,肌醇依賴酶1(IRE1)通路、蛋白激酶RNA樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PERK)通路和活化轉(zhuǎn)錄因子6(ATF6)通路均在棕櫚酸處理后發(fā)生了顯著變化。在IRE1通路中,棕櫚酸處理導(dǎo)致IRE1α的磷酸化水平顯著升高,進(jìn)而促進(jìn)了X盒結(jié)合蛋白1(XBP1)mRNA的剪接,產(chǎn)生具有活性的XBP1s。隨著棕櫚酸濃度的增加,IRE1α的磷酸化水平逐漸升高,XBP1s的表達(dá)也相應(yīng)上調(diào)。在400μmol/L棕櫚酸處理組中,IRE1α的磷酸化水平為(2.65±0.12),XBP1s的相對(duì)表達(dá)量為(3.05±0.13),與對(duì)照組相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這表明IRE1通路在棕櫚酸誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中被激活,且激活程度與棕櫚酸的濃度相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),IRE1α的活化可以通過(guò)激活c-Jun氨基末端激酶(JNK),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。在棕櫚酸處理組中,JNK的磷酸化水平顯著升高,與對(duì)照組相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。抑制JNK的活性可以部分減輕棕櫚酸誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,表明IRE1-JNK信號(hào)通路在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要作用。PERK通路在棕櫚酸誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中也扮演著關(guān)鍵角色。棕櫚酸處理后,PERK發(fā)生二聚化并自磷酸化,進(jìn)而磷酸化真核起始因子2α(eIF2α),使eIF2α的活性受到抑制,下調(diào)胞內(nèi)蛋白合成的整體水平。同時(shí),PERK磷酸化eIF2α后,誘導(dǎo)活化轉(zhuǎn)錄因子4(ATF4)的表達(dá)上調(diào),進(jìn)而調(diào)控一系列基因的表達(dá),其中包括CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CHOP)。隨著棕櫚酸濃度的增加,PERK的磷酸化水平、eIF2α的磷酸化水平以及ATF4和CHOP的表達(dá)均顯著升高。在600μmol/L棕櫚酸處理組中,PERK的磷酸化水平為(3.12±0.15),p-eIF2α的相對(duì)表達(dá)量為(2.87±0.13),ATF4的相對(duì)表達(dá)量為(3.56±0.18),CHOP的相對(duì)表達(dá)量為(4.21±0.20),與對(duì)照組相比,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這表明PERK通路在棕櫚酸誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中被激活,且激活程度與棕櫚酸的濃度相關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn),抑制PERK的活性或敲低CHOP的表達(dá),可以顯著減少棕櫚酸誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,表明PERK-eIF2α-ATF4-CHOP信號(hào)通路在棕櫚酸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。ATF6通路在棕櫚酸誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中同樣被激活。棕櫚酸處理后,ATF6從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移至高爾基體,經(jīng)過(guò)水解酶S1P及S2P的依次水解,其N端被剪切,成為具有活性的轉(zhuǎn)錄因子?;罨蟮腁TF6進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)元件(ERSE)、未折疊蛋白反應(yīng)元件(UPRE)等順式作用元件結(jié)合,誘導(dǎo)包括CHOP在內(nèi)的一系列基因的表達(dá)。隨著棕櫚酸濃度的增加,ATF6的活化水平和CHOP的表達(dá)均顯著升高。在800μmol/L棕櫚

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