氧化应激诱导HEI-OC1细胞株凋亡与STATs的相关性研究

发布时间：2020-07-22 06:27

【摘要】：目的噪声性听力损失(noise-induced hearing loss,NIHL)是一种多发的职业病,氧化应激产生的氧自由基(reactive oxygen species,ROS)诱导的细胞凋亡不仅是NIHL耳蜗毛细胞损伤的重要机制,也是多种感音性耳聋的基本病理学基础。JAK-STAT信号通路是近年来发现的一条由细胞因子刺激的信号转导通路,该通路参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等重要的生物学过程,本研究通过探索氧化应激状态下JAK-STAT信号通路中各STATs因子与毛细胞株HEI-OC1(House Ear Institute-Organ of Corti 1)凋亡的相关性,探讨STATs各因子的生物学作用,为NIHL的防治提供理论依据。方法用含四种不同浓度(0μM、20μM、40μM、60μM)叔丁基过氧化氢(t-BHP)的培养基培养HEI-OC1细胞48 h,构建氧化应激损伤细胞模型;流式细胞仪检测各组细胞的凋亡率,实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测氧化应激状态下HEI-OC1细胞中各STATs mRNA的表达水平,根据其在氧化应激状态下STATs mRNA的表达水平及对凋亡的影响,选择特异性表达的STAT因子,并针对该转录因子设计siRNA(small interfering RNA),通过对该转录因子表达的抑制观察其对HEI-OC1细胞凋亡率及Caspase-3的影响。结果应激状态下HEI-OC1细胞凋亡率随t-BHP染毒浓度的增加而上升,与对照组(凋亡率3.9%)相比,20、40、60μM染毒组的细胞凋亡率分别为7.4%、32.0%、91.2%。实时荧光定量PCR检测STATs mRNA表达水平结果显示与对照组相比STAT1 mRNA的表达水平出现明显下降(F=5534.302,P0.01),各染毒组间未见显著性差异(P0.05);与对照组相比STAT2 mRNA的表达水平均有明显变化(F=1259.148,P0.01),20μM染毒组STAT2 mRNA的表达水平明显下降(P0.01),但40、60μM浓度组均出现明显升高(P0.01);与对照组相比STAT3 mRNA的表达水平均出现显著下降(F=146.038,P0.01),但各染毒组间未见显著差异(P0.05);STAT4在HEI-OC1细胞株中未有表达;与对照组相比STAT5 mRNA的表达水平均出现明显下降(F=685.929,P0.01),各染毒组间比较无显著差异(P0.05);与对照组相比STAT6 mRNA的表达水平均出现明显下降(F=516.11,P0.01),各染毒组间未见显著差异(P0.05)。STAT2 mRNA的表达水平在高浓度染毒组明显具有特异性,设计STAT2的siRNA观察其与HEI-OC1细胞凋亡的关系,与未干扰组细胞凋亡率(对照组0.3%、低浓度组6.7%、中浓度组8.3%、高浓度组12.3%)相比,对STAT2进行siRNA干扰后的HEI-OC1细胞的凋亡率明显上升(对照组1.8%、低浓度组7.4%、中浓度组9.4%、高浓度组14.4%)。Western Blot法检测分析siRNA干扰前后各染毒组STAT2和Caspase-3的表达水平,0μM浓度染毒条件下,干扰后的STAT2表达水平出现显著下降(t=-10.963,P0.05),Caspase-3表达水平无明显差异(t=-0.81P0.05);20μM浓度染毒条件下,干扰后STAT2表达水平出现显著下降(t=-23.908 P0.05),Caspase-3表达水平显著上升(t=9.77 P0.05);40μM浓度染毒条件下,干扰后STAT2表达水平出现显著下降(t=-18.657P0.05),Caspase-3表达水平显著上升(t=13.619 P0.05);60μM浓度染毒条件下,干扰后STAT2表达水平出现显著下降(t=-14.626,P0.05),Caspase-3表达水平显著上升(t=17.546 P0.05)。结论JAK-STAT信号通路在毛细胞氧化应激损伤细胞凋亡的发生过程中具有重要作用,JAK-STAT信号通路中各STAT因子在凋亡中发生的生物学作用不同,JAK-STAT2通路具有抑制毛细胞凋亡作用,推测JAK-STAT1/STAT3/STAT5/STAT6信号通路可能具有促进凋亡的生物学作用,研究结果为NIHL的机制提供了新的观点,STAT2可能成为保护NIHL耳蜗毛细胞的作用靶点。
【学位授予单位】：广东药科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R135.8
【图文】：

细胞凋亡,程度,药科大学,浓度

广东药科大学硕士研究生学位论文3 结果3.1 氧化应激状态下 HEI-OC1 细胞的凋亡水平流式细胞检测发现 siRNA 抑制 STAT2 表达后 HEI-OC1 细胞凋亡水平升高,未染毒对照组中用 siRNA 对 STAT2 抑制后,细胞凋亡率从 0.3%上升到1.8%;20μM 浓度组用 siRNA 对 STAT2 抑制后,细胞凋亡率从 6.7%上升到7.4%;40μM 浓度组用 siRNA 对 STAT2 抑制后,细胞凋亡率从 8.3%上升到9.4%;60μM浓度组用siRNA对STAT2抑制后,细胞凋亡率从12.3%上升到14.4%。0μM 20μM 40μM 60μM

表达水平,样本数,药科大学,学位论文

广东药科大学硕士研究生学位论文STAT1 STAT2 STAT3 STAT5 STA样本数 2-ΔΔCtt 值样本数 2-ΔΔCt值样本数 2-ΔΔCt值样本数 2-ΔΔCtt 值样本数 6 1.00±0.01 6 1.01±0.03 6 1.03±0.06 6 1.02±0.05 6 16 0.48±0.01 6 0.67±0.03 6 0.61±0.02 6 0.26±0.03 6 06 0.50±0.01 6 1.86±0.06 6 0.83±0.05 6 0.37±0.02 6 06 0.43±0.01 6 1.48±0.02 6 0.58±0.02 6 0.53±0.02 6 05534.302 1259.148 146.038 685.929 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01

氧化应激,表达水平,浓度

图 3.SiRNA 干扰 STAT2 对氧化应激 HEI-OC1 细胞凋亡率的影响3.4Western Blot 法检测分析 STAT2 和 Caspase-3 的表达不同浓度染毒条件下，STAT2 和 Caspase- 3 的表达水平如表 4 和图 4。0 浓度染毒条件下， STAT2 经 siRNA 干扰后表达水平出现显著下降（t=-10.963，P＜0.05），Caspase-3 表达水平较干扰组无明显差异( t=-0.81 P>0.05)。20 浓度染毒条件下， STAT2 经 siRNA 干扰后表达水平出现显著下降（t=-23.908 P＜0.05），Caspase-3 表达水平较未干扰组显著上升（t=9.77 P＜0.05）。40 浓度染毒条件下， STAT2 经 siRNA 干扰后表达水平出现显著下降（t=-18.657 P＜0.05），Caspase-3 表达水平较未干扰组显著上升（t=13.619 P＜0.05）。60 浓度染毒条件下， STAT2 经 siRNA 干扰后表达水平出现显著下降（t=-14.626，P＜0.05），Caspase-3 表达水平较未干扰组显著上升（t=17.546 P＜0.05 ）。表 4.siRNA 干扰下 STAT2 和 Caspase-3 表达水平比较（x s）

【相似文献】