mTOR/P70S6K/HIF-1α信号通路在脂多糖诱导Caco-2细胞屏障损伤中的作用及机制

作者：姚刘旭; 滕文彬; 黄素琴; 李玉红^*; 蒋宗明^*

来源：中国病理生理杂志, 2022, 38(01): 122-129.

• 脓毒症
• 肠道上皮损伤
• 低氧诱导因子1α
• mTOR/P70S6K信号通路

目的:探讨缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的Caco-2细胞屏障损伤中的作用,并探究哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian rapamycin target protein,mTOR)/P70核糖体蛋白S6激酶(P70 ribosomal protein S6 kinase,P70S6K)信号通路的调控机制。方法:实验分成两部分,第一部分通过使用HIF-1α激活剂、抑制剂分别处理LPS作用的Caco-2细胞,探讨HIF-1α在LPS诱导的Caco-2细胞屏障损伤中的作用;第二部分则分别采用mTOR抑制剂、激活剂与HIF-1α激活剂、抑制剂联合处理LPS作用的Caco-2细胞,探讨HIF-1α影响LPS诱导的Caco-2细胞屏障损伤的分子机制。分别采用ERS-2电阻仪测量跨膜电阻,荧光法测量荧光右旋糖苷(FD4)浓度,Western blot检测HIF-1α、p-mTOR、p-P70S6K和紧密连接结构蛋白(ZO-1、occludin及claudin-1)的表达。结果:LPS诱导Caco-2细胞损伤,表现为跨上皮细胞电阻值(transepithelial cell resistance,TEER)降低,FD4浓度上升;HIF-1α激活剂DMOG可增加LPS作用的Caco-2细胞TEER、降低FD4浓度,同时上调HIF-1α和紧密连接结构蛋白的表达(P<0.05),而HIF-1α抑制剂BAY87-2243的作用则与DMOG作用相反;mTOR抑制剂雷帕霉素可降低LPS作用的Caco-2细胞TEER、增加FD4浓度,同时下调p-mTOR、p-P70S6K、HIF-1α及紧密连接结构蛋白的表达(P<0.05),而mTOR激活剂MHY1485则可增加LPS作用的Caco-2细胞TEER、降低FD4浓度,上调Caco-2细胞中p-mTOR和p-P70S6K表达水平(P<0.05),但不影响HIF-1α和紧密连接结构蛋白的表达水平。在雷帕霉素基础上加入DMOG,雷帕霉素对LPS处理的Caco-2细胞的效应被逆转;而在MHY1487基础上加入BAY87-2243,MHY1487对LPS处理的Caco-2细胞的效应被逆转。结论:HIF-1α可减轻LPS诱导的Caco-2细胞屏障损伤,其作用受mTOR/P70S6K信号通路调节。

• 单位
  浙江大学医学院附属第一医院; 绍兴市人民医院; 绍兴文理学院