细胞器应激反应与自噬及铁死亡参与氯化钴诱导的血管平滑肌细胞损伤

摘要：

目的:综合采用生物信息学分析和体外细胞实验验证,研究化学性低氧诱导剂氯化钴(Co-Cl2)诱导血管平滑肌细胞损伤与细胞器应激反应及自噬性死亡(自噬)和铁死亡之间的关系.方法:从基因表达数据库(GEO)中获取CoCl2处理血管平滑肌细胞的基因芯片数据集GSE119226,采用R语言分析数据,探讨CoCl2处理与细胞器应激反应(高尔基体应激、内质网应激)及两种细胞死亡方式(铁死亡、自噬性死亡)间的关系.采用原代培养的大鼠血管平滑肌细胞(rVSMC)和CoCl2诱导的体外缺氧模型,CCK-8法检测细胞活力变化,DCFH-DA法检测细胞内活性氧水平,Western blot法检测缺氧关键分子HIF-1α、高尔基体应激标志物GM130与p115、内质网应激标志物GRP78与CHOP、自噬标志物LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ与Beclin1以及铁死亡标志物GPx4与xCT的表达水平,并观察给予相应的处理剂来诱导或抑制细胞器应激反应或细胞死亡对CoCl2诱导的细胞损伤作用的影响.结果:对GSE119226数据集进行差异表达基因筛选分析,结果显示CoCl2处理血管平滑肌细胞对细胞器功能与应激反应、自噬和铁死亡相关基因有明显影响,其中内质网应激、内质网蛋白加工、高尔基体对质膜蛋白转运的调控、自噬/自噬性死亡、铁离子调节与铁死亡等是主要富集的信号通路和生物学过程.体外实验结果显示,与培养的正常对照rVSMC相比,CoCl2处理后细胞活力明显降低,细胞内HIF-1α蛋白表达与活性氧水平升高.CoCl2处理后,rVSMC中反映高尔基体应激发生的高尔基体结构蛋白GM130与p115的表达水平降低,反映内质网应激发生的标志分子GRP78与CHOP升高;同时CoCl2也使细胞自噬标志物LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ与Beclin1水平降低,提示自噬水平降低,而铁死亡标志物GPx4与xCT的表达水平降低则提示细胞发生铁死亡.与CoCl2处理组相比,诱导高尔基体应激、内质网应激或铁死亡可使细胞活力进一步降低,而抑制上述过程可改善细胞活力;另一方面,升高自噬水平可改善CoCl2降低的细胞活力.结论:CoCl2诱导低氧可导致血管平滑肌细胞损伤,高尔基体应激、内质网应激和铁死亡发生以及自噬水平降低在其中起重要作用,抑制细胞器应激反应和铁死亡或升高自噬水平可改善CoCl2导致的血管平滑肌细胞缺氧损伤.

关键词：氯化钴、高尔基体应激、内质网应激、自噬、铁死亡

所属期刊栏目：29

分类号：R965.2(药理学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;陆军军医大学科技创新能力提升专项项目

在线出版日期：2024-02-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1-10