JAK-STAT信號轉(zhuǎn)換通路在MT抗Dox心肌毒性中的作用.pdf

1、阿霉素(doxorubicin，Dox)又名多柔比星，屬蒽醌類抗生素，是臨床上最為常用的一種廣譜高效的抗腫瘤藥物，但其容易在心臟中特異性蓄積，從而誘發(fā)心臟毒性，導(dǎo)致嚴重的心肌損傷和心力衰竭，這嚴重限制了其臨床應(yīng)用。Dox心臟毒性機制的研究主要是其在代謝過程中產(chǎn)生了活性氧(Reactiveoxygenspecies，ROS)，過量的ROS攻擊心肌細胞，從而引起心肌氧化損傷。有研究表明Dox可增加心肌細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生，并且可使心肌細胞抗氧

2、化物酶活性的降低，從而使心肌細胞處于氧化應(yīng)激狀態(tài)。
　　 金屬硫蛋白(metallothionein，MT)是一類低分子量的富含半胱氨酸的金屬結(jié)合蛋白，其廣泛存在于哺乳動物的各種組織器官中。MT具有與重金屬結(jié)合作用和對自由基的清除功能，在氧化應(yīng)激狀態(tài)下對外源性物質(zhì)所引起的細胞組織損傷具有一定的保護作用，因此MT被認為是一種內(nèi)源性細胞保護物質(zhì)。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，金屬硫蛋白在對抗Dox心臟毒性過程中發(fā)揮了重要作用，但具體作用機制仍然

3、不是十分清楚。
　　 JAK-STAT(Januskinase/signaltransducerandactivatoroftranscription)代表的是一條極其快速的從細胞外到細胞核的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。JAK(JanusActivatedKinase)是非受體型酪氨酸激酶，有4個成員，包括JAK1、JAK2、JAK3和TYK2。其中JAK1、JAK2和TYK2在各種細胞中普遍表達，而JAK3主要在造血細胞中表達。AG490是

4、JAK2的特異性拮抗劑，是一種PTK抑制物，它可作為JAK-STAT信號通路的特異性抑制劑。STAT(signaltransducersandactivatorsoftranscription)為信號轉(zhuǎn)錄因子及活化子，可被JAK磷酸化而活化。在哺乳動物細胞中，STATs家族可以分為七個亞型，STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b和STAT6。JAK-STAT信號通路是細胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要途徑，涉及細

5、胞增殖分化、凋亡、免疫、炎癥、腫瘤和心肌損傷等多種病理生理過程。我們前期工作發(fā)現(xiàn)，無論是生理狀態(tài)下還是Dox作用前后，MT野生型(MT+/+)小鼠和MT-Ⅰ/Ⅱ型基因敲除(MT-/-)小鼠的心臟組織中，JAK-STAT信號通路上的基因表達均有變化，提示JAK-STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與MT抗Dox所致的心肌細胞氧化損傷作用有關(guān)。因此，本實驗主要是闡明JAK-STAT信號通路在MT抗Dox心肌毒性中的作用。
　　 采用原代培養(yǎng)的MT野

6、生型(MT+/+)小鼠和MT基因敲除(MT-/-)小鼠乳鼠的心肌細胞進行體外實驗，細胞給予Dox處理后，采用westernblotting方法檢測Dox作用前后，MT+/+和MT-/-乳鼠的心肌細胞中JAK2和STAT3蛋白以及二者磷酸化蛋白表達情況。結(jié)果表明，Dox給藥后，MT+/+小鼠心肌細胞中JAK2和STAT3蛋白的磷酸化水平均明顯升高，提示MT對抗Dox心肌毒性的作用可能是通過JAK-STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮的。
　　

7、 為了進一步研究JAK-STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是否真正的參與了MT抗Dox心肌毒性的過程，我們用JAK-STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的特異性抑制劑AG490對心肌細胞進行預(yù)處理。實驗分為四組即：對照組，AG490單獨給藥組，Dox染毒組，AG490預(yù)處理后Dox染毒組。通過觀察心肌細胞形態(tài)學(xué)的變化，測量心肌細胞乳酸脫氫酶(LDH)漏出量以及Hoechst33258染色法測心肌細胞凋亡情況來反映心肌細胞受損情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用AG490預(yù)處理以后可

8、增加MT+/+小鼠的心肌細胞的凋亡數(shù)并加重Dox對MT+/+小鼠的心肌細胞毒性，但對MT-/-小鼠并沒有太大影響。
　　 大量研究表明Dox的心臟毒性主要與ROS的大量生成有關(guān)，細胞內(nèi)產(chǎn)生的過量的ROS能攻擊脂質(zhì)、蛋白質(zhì)以及DNA等生物大分子，從而造成心肌細胞的氧化損傷。本實驗通過對心肌細胞內(nèi)ROS含量、心肌細胞脂質(zhì)過氧化程度、蛋白質(zhì)羰基化程度以及超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活力的檢測，來反映心肌細胞的氧化損傷