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晶状体纤维化疾病,如前囊膜下白内障(Anterior Subcapsular Cataract,ASC)和后囊膜混浊(Posterior Capsular Opacification,PCO)是常见的白内障和视力损害病变。越来越多的证据表明ASC和PCO具有许多类似的分子特征,如晶状体上皮细胞(LECs)的异常增殖,迁移和上皮间质转分化(Epithelial to mesenchymal transition,EMT)。EMT指上皮细胞失去细胞极性和细胞-细胞粘附能力,获得迁移和侵袭的特性,并成为间质细胞。该特定过程存在于胚胎发育,伤口愈合和组织修复以及肿瘤转移中。EMT由各种生物分子和信号通路引发,如转化生长因子-β(Transforminggrowthfactor-β,TGF-β)、胰岛素样生长因子-1(Insulin-like growth factor-1,IGF-1)、c-Src激酶、转录因子snail和PI3K/Akt/mTOR/NF-κB信号传导等。文献报道及我们课题组前期研究发现多种刺激因素可能通过激活c-Src激酶,参与晶状体上皮细胞EMT过程。c-Src是Src家族酪氨酸激酶(Src family tyrosine kinases ,SFKs)之一,通过Tyr419的磷酸化或Tyr530的去磷酸化来激活。c-Src的激活是细胞分化,迁移和细胞间连接变化所必需的,尤其在EMT过程中。c-Src激酶信号调控机制是一个多因素、多机制、复杂的信息交换,这些相互作用机制共同调控细胞的生长、迁移、分化和凋亡。在本研究中,我们推测活化的c-Src激酶可能是晶状体上皮细胞EMT的触发因素,并提出假设:活化的c-Src一方面通过上调凋亡抑制基因的表达,促进细胞存活;另一方面通过直接启动晶状体EMT相关转录因子的表达并诱发EMT,从而诱导晶状体纤维化病变(ASC和PCO)的发生。
目的:
1.构建c-Src突变表达载体pcDNA3.1-c-SrcY530F,转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,提高c-Src激酶活性;探讨活化c-Src激酶对EMT标志物表达水平及对细胞移行、增殖能力的影响及调控。
2.构建c-Src干涉表达载体pSilencer4.1-ShSrc,转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,抑制HLE-B3细胞c-Src激酶活性;探讨抑制c-Src激酶活性对EMT标志物表达水平及对细胞移行、增殖能力的的影响及调控。
3.探讨c-Src激酶的活性变化对人晶状体上皮细胞凋亡水平的影响。
方法:
1.利用点突变原理,设计Y530突变引物,扩增获得突变的c-Src基因的CDS区,连接到pcDNA3.1真核表达载体,构建c-Src突变表达载体pcDNA3.1-c-SrcY530F,转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,检测p-Src419表达水平,即c-Src激酶的活性水平。
2.在c-Src激酶激活的HLE-B3细胞,通过Real-TimePCR及WesternBlot方法检测EMT标志物E-cadherin、ZO-1、α-SMA和Vimentin在mRNA及蛋白水平的表达;Transwell及划痕实验检测细胞移行能力;MTT法检测细胞增殖能力。
3.利用RNA干扰技术设计并构建c-Src干涉表达载体pSilencer4.1-ShSrc,转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,沉默c-Src激酶的表达,抑制c-Src激酶活性。
4.在c-Src激酶活性抑制的HLE-B3细胞,通过Real-TimePCR及WesternBlot方法检测EMT标志物E-cadherin、ZO-1、α-SMA和Vimentin在mRNA及蛋白水平的表达;Transwell及划痕实验检测细胞移行能力;MTT法检测细胞增殖能力。
5.用Real-TimePCR及WesternBlot方法分别检测c-Src活化及活性抑制后对HLE-B3细胞凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-XL、Bak和Caspase-3的mRNA及蛋白水平表达调控及影响;流式细胞仪检测c-Src活化及活性抑制后表达对HLE-B3细胞凋亡的影响。
结果:
1.用成功构建c-Src突变表达载体pcDNA3.1-c-SrcY530F转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,c-Src激酶活性(p-Src419蛋白)增高,与空白质粒对照组相比具有显著统计学差异(P<0.01);用成功构建c-Src干涉表达载体pSilencer4.1-ShSrc转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,c-Src激酶蛋白及活性降低,与对照组相比具有显著统计学差异(P<0.01)。
2.在c-Src激酶活化的人晶状体上皮细胞中,EMT过程中的上皮细胞标志物E-cadherin和ZO-1在mRNA及蛋白水平的表达降低,而间质细胞标志物α-SMA和Vimentin的表达均上调,与对照组相比具有显著统计学差异(P<0.01),提示活化c-Src激酶促进晶状体上皮细胞的EMT过程;通过Transwell及划痕实验发现活化c-Src激酶可促进HLE-B3细胞的移行能力,24小时和48小时c-Src活化组细胞穿过小室的细胞数量高于空白对照组71%和152.8%,具有显著统计学差异(P<0.01);c-Src活化组细胞的相对迁移率在24小时和48小时分别高于空白质粒对照组84%和60%,具有显著统计学差异(P<0.01)。通过MTT增殖实验与空白质粒对照组相比,活化c-Src激酶HLE-B3细胞的增殖率在12,24,48及72小时分别提高了9%,9%,25%和39%,而48和72小时的增殖率较对照组有显著差异(P<0.01)。
3.抑制c-Src激酶活性,人晶状体上皮细胞EMT过程中上皮细胞标志物E-cadherin和ZO-1在mRNA及蛋白水平的表达升高,而间质细胞标志物α-SMA和Vimentin的表达均下调,与对照组相比具有显著统计学差异(P<0.01),提示抑制c-Src激酶活性能够抑制晶状体上皮细胞的EMT过程;Transwell实验发现抑制c-Src激酶活性HLE-B3细胞的移行能力在24及48小时穿过小室的细胞数量低于空白对照组31.5%和41.6%,具有显著统计学差异(P<0.01);细胞划痕实验显示抑制c-Src活性组细胞的相对迁移率在24小时和48小时分别低于空白质粒对照组63%和62%,具有显著统计学差异(P<0.01)。MTT实验发现与空白对照组相比抑制c-Src激酶活性HLE-B3细胞的增殖率在24,48及72小时分别下降了2%,7%和13%,48和72小时的下降程度与对照组相比具有统计学差异(P<0.05)。
4.活化c-Src激酶,人晶状体上皮细胞HLE-B3中凋亡抑制蛋白Bcl-2、Bcl-XL的mRNA及蛋白水平表达上调,而凋亡蛋白Bak和Caspase-3表达均下调,与对照组相比差异均具有显著统计学差异(P<0.01);抑制c-Src活性,HLE-B3细胞中凋亡抑制蛋白Bcl-2、Bcl-XL的mRNA及蛋白水平表达均下调,凋亡蛋白Bak的表达上调,Caspase-3表达升高,且Caspase-3被激活,与对照组相比差异均具有显著统计学意义(P<0.01);流式细胞仪检测发现活化c-Src激酶组HLE-B3细胞的凋亡率(0.25%)与对照组(0.01%)相比无统计学差异(P>0.05),而抑制c-Src激酶活性组HLE-B3细胞的凋亡率(25.59%)明显高于对照组(11.59%)((P<0.01)。
结论:
1.活化c-Src激酶促进人晶状体上皮细胞HLE-B3EMT进程。
2.活化c-Src激酶促进HLE-B3移行及增殖。
3.活化c-Src激酶抑制人晶状体上皮细胞HLE-B3凋亡。
目的:
1.构建c-Src突变表达载体pcDNA3.1-c-SrcY530F,转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,提高c-Src激酶活性;探讨活化c-Src激酶对EMT标志物表达水平及对细胞移行、增殖能力的影响及调控。
2.构建c-Src干涉表达载体pSilencer4.1-ShSrc,转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,抑制HLE-B3细胞c-Src激酶活性;探讨抑制c-Src激酶活性对EMT标志物表达水平及对细胞移行、增殖能力的的影响及调控。
3.探讨c-Src激酶的活性变化对人晶状体上皮细胞凋亡水平的影响。
方法:
1.利用点突变原理,设计Y530突变引物,扩增获得突变的c-Src基因的CDS区,连接到pcDNA3.1真核表达载体,构建c-Src突变表达载体pcDNA3.1-c-SrcY530F,转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,检测p-Src419表达水平,即c-Src激酶的活性水平。
2.在c-Src激酶激活的HLE-B3细胞,通过Real-TimePCR及WesternBlot方法检测EMT标志物E-cadherin、ZO-1、α-SMA和Vimentin在mRNA及蛋白水平的表达;Transwell及划痕实验检测细胞移行能力;MTT法检测细胞增殖能力。
3.利用RNA干扰技术设计并构建c-Src干涉表达载体pSilencer4.1-ShSrc,转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,沉默c-Src激酶的表达,抑制c-Src激酶活性。
4.在c-Src激酶活性抑制的HLE-B3细胞,通过Real-TimePCR及WesternBlot方法检测EMT标志物E-cadherin、ZO-1、α-SMA和Vimentin在mRNA及蛋白水平的表达;Transwell及划痕实验检测细胞移行能力;MTT法检测细胞增殖能力。
5.用Real-TimePCR及WesternBlot方法分别检测c-Src活化及活性抑制后对HLE-B3细胞凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-XL、Bak和Caspase-3的mRNA及蛋白水平表达调控及影响;流式细胞仪检测c-Src活化及活性抑制后表达对HLE-B3细胞凋亡的影响。
结果:
1.用成功构建c-Src突变表达载体pcDNA3.1-c-SrcY530F转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,c-Src激酶活性(p-Src419蛋白)增高,与空白质粒对照组相比具有显著统计学差异(P<0.01);用成功构建c-Src干涉表达载体pSilencer4.1-ShSrc转染人晶状体上皮细胞HLE-B3,c-Src激酶蛋白及活性降低,与对照组相比具有显著统计学差异(P<0.01)。
2.在c-Src激酶活化的人晶状体上皮细胞中,EMT过程中的上皮细胞标志物E-cadherin和ZO-1在mRNA及蛋白水平的表达降低,而间质细胞标志物α-SMA和Vimentin的表达均上调,与对照组相比具有显著统计学差异(P<0.01),提示活化c-Src激酶促进晶状体上皮细胞的EMT过程;通过Transwell及划痕实验发现活化c-Src激酶可促进HLE-B3细胞的移行能力,24小时和48小时c-Src活化组细胞穿过小室的细胞数量高于空白对照组71%和152.8%,具有显著统计学差异(P<0.01);c-Src活化组细胞的相对迁移率在24小时和48小时分别高于空白质粒对照组84%和60%,具有显著统计学差异(P<0.01)。通过MTT增殖实验与空白质粒对照组相比,活化c-Src激酶HLE-B3细胞的增殖率在12,24,48及72小时分别提高了9%,9%,25%和39%,而48和72小时的增殖率较对照组有显著差异(P<0.01)。
3.抑制c-Src激酶活性,人晶状体上皮细胞EMT过程中上皮细胞标志物E-cadherin和ZO-1在mRNA及蛋白水平的表达升高,而间质细胞标志物α-SMA和Vimentin的表达均下调,与对照组相比具有显著统计学差异(P<0.01),提示抑制c-Src激酶活性能够抑制晶状体上皮细胞的EMT过程;Transwell实验发现抑制c-Src激酶活性HLE-B3细胞的移行能力在24及48小时穿过小室的细胞数量低于空白对照组31.5%和41.6%,具有显著统计学差异(P<0.01);细胞划痕实验显示抑制c-Src活性组细胞的相对迁移率在24小时和48小时分别低于空白质粒对照组63%和62%,具有显著统计学差异(P<0.01)。MTT实验发现与空白对照组相比抑制c-Src激酶活性HLE-B3细胞的增殖率在24,48及72小时分别下降了2%,7%和13%,48和72小时的下降程度与对照组相比具有统计学差异(P<0.05)。
4.活化c-Src激酶,人晶状体上皮细胞HLE-B3中凋亡抑制蛋白Bcl-2、Bcl-XL的mRNA及蛋白水平表达上调,而凋亡蛋白Bak和Caspase-3表达均下调,与对照组相比差异均具有显著统计学差异(P<0.01);抑制c-Src活性,HLE-B3细胞中凋亡抑制蛋白Bcl-2、Bcl-XL的mRNA及蛋白水平表达均下调,凋亡蛋白Bak的表达上调,Caspase-3表达升高,且Caspase-3被激活,与对照组相比差异均具有显著统计学意义(P<0.01);流式细胞仪检测发现活化c-Src激酶组HLE-B3细胞的凋亡率(0.25%)与对照组(0.01%)相比无统计学差异(P>0.05),而抑制c-Src激酶活性组HLE-B3细胞的凋亡率(25.59%)明显高于对照组(11.59%)((P<0.01)。
结论:
1.活化c-Src激酶促进人晶状体上皮细胞HLE-B3EMT进程。
2.活化c-Src激酶促进HLE-B3移行及增殖。
3.活化c-Src激酶抑制人晶状体上皮细胞HLE-B3凋亡。