基于AMPK/mTOR信号通路的细胞自噬对大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖和凋亡的影响

作者：宋正阳; 施晓倩; 田云娜; 王新雨; 张赛; 王肖婷; 张聪聪; 王万铁^*

来源：中国病理生理杂志, 2022, 38(08): 1416-1423.

• 肺动脉高压
• 低氧高二氧化碳
• 肺动脉平滑肌细胞
• 自噬
• AMPK/mTOR信号通路

目的：探讨在低氧高二氧化碳(hypoxia and hypercapnia,HH)条件下，基于AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路的细胞自噬的变化及其对大鼠肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs)增殖和凋亡的影响。方法：以大鼠PASMCs为研究对象，饥饿24 h后随机分为5组：正常对照(normal control,N)组、模型组(HH组)、溶剂二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)组(D组)、AMPK激动剂阿卡地新(acadesine;5-aminoimidazole-4-carboxamide riboside,AICAR)组(AI组)和AMPK抑制剂dorsomorphin(compound C,CC)组(CC组)。N组置于常氧环境(21%O2、5%CO2和74%N2)下培养24 h，其余4组预先加入相对应的干预药物置于HH条件(5%O2、6%CO2和89%N2)下培养24 h进行造模。造模结束后用CCK-8法测各组细胞活力；5-乙炔基-2’-脱氧尿苷(5-ethynyl-2’-deoxyuridine,EdU)法检测细胞增殖；TUNEL检测细胞凋亡；qPCR法检测微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3)、p62及caspase-3的mRNA表达；免疫印迹法检测AMPK、p-AMPK、mTOR、p-mTOR、LC3、p62、caspase-3和增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)蛋白水平；透射电镜观察自噬小体。结果：与N组相比，HH组PASMCs活力增强，EdU阳性率增加，凋亡率降低；LC3的mRNA表达上调，p62和caspase-3的mRNA表达下调；p-AMPK/AMPK比值、LC3-II/LC3-I比值和PCNA蛋白表达上调，p-mTOR/mTOR比值及p62和caspase-3蛋白表达下调；电镜下观察到细胞内有少量自噬小体。与HH组相比，AI组PASMCs活力进一步增强，EdU阳性率增加，凋亡率降低；LC3的mRNA表达上调，p62和caspase-3的mRNA表达下调；p-AMPK/AMPK比值、LC3-II/LC3-I比值和PCNA蛋白表达上调，p-mTOR/mTOR比值及p62和caspase-3蛋白表达下调；电镜形态表现为细胞自噬小体数量增加。而CC组较HH组PASMCs活力和EdU阳性率显著降低，凋亡率显著升高；LC3的mRNA表达下调，p62和caspase-3的mRNA表达上调；p-AMPK/AMPK比值、LC3-II/LC3-I比值和PCNA蛋白表达下调，p-mTOR/mTOR比值及p62和caspase-3蛋白表达上调；电镜下观察到细胞自噬小体数量减少。结论：在HH环境下，基于AMPK/mTOR信号通路的细胞自噬启动可能是大鼠PASMCs增殖增加、凋亡减少的机制之一。

• 单位
  温州医科大学; 浙江医药高等专科学校; 杭州医学院