前期工作发现,HepG2细胞可以吸收EC并在体内积累,从而导致细胞凋亡,但EC的毒性机制并未阐明。来自上海交通大学生命科学技术学院的刘会昌和石建新等人在前期研究的基础上,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)和蛋白免疫印迹技术检测EC(100mmol/L)处理对HepG2细胞凋亡通路基因的影响,进一步揭示EC对人体细胞的毒性作用机制。
1. 对细胞凋亡外源通路的影响
4 h和12 h的EC处理,都能显着提高HepG2细胞中TNFRSF10D基因的mRNA和蛋白水平。因此,推测EC处理抑制了死亡受体介导的细胞凋亡信号通路。
2. 对细胞凋亡内源通路的影响
4 h EC处理后,与对照组相比,HepG2细胞中Bim、Noxa、APAF1和CASP9基因mRNA水平和蛋白水平都得到显着提高,同时Western blotting结果显示活化的Caspase-9片段显着增加。
12 h EC处理后,Bim的mRNA和蛋白水平都得到显着提高;Noxa、APAF1和CASP9的mRNA水平得到显着提高,但它们的蛋白水平却得到显着下调。因此,12 h EC处理后,尽管细胞凋亡内源通路在转录水平仍处于活化状态,但细胞内细胞凋亡内源通路的蛋白已经开始发生降解。
3. 对细胞凋亡内质网通路的影响
4 hEC处理后,HepG2细胞中IRE1α的mRNA水平显着提高,蛋白水平无显着变化。此外,IP3R的mRNA和蛋白水平均显着提高。12 h EC处理后,HepG2细胞中IRE1α和IP3R的mRNA水平显着提高,但其蛋白水平显着下降。这些结果表明,EC处理可能同时影响内质网应激反应和钙信号转导。因此,EC对细胞凋亡的内质网通路同样存在明显的影响,这可能是EC细胞毒性的另一个方面。
4. 对细胞凋亡其他调控基因的影响
本实验结果发现,4 h和12 h EC处理后,HepG2细胞中促存活基因GADD45B、原癌基因Fos和促分裂原活化的蛋白激酶激酶激酶MAP3K14(又称NIK)的mRNA水平均得到显着提高。因为这些基因能够调控细胞凋亡信号通路,所以EC处理同样也可能通过影响这些基因的表达来影响细胞凋亡。
结 论
4 h EC处理在促进诱骗受体基因TNFRSF10D和促存活基因GADD45B表达的同时,激活细胞凋亡相关的线粒体介导的内源通路和内质网应激通路基因的表达,EC对绝大多数受试基因的mRNA水平和蛋白水平的影响一致。12 h EC处理显着提高凋亡相关基因的mRNA水平,同时显着降低大多数基因的蛋白表达水平,表明长时间EC处理抑制了细胞内蛋白的合成。本研究结果为食源性EC的进一步风险评估提供了依据。