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目的:本研究采用高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)刺激小鼠树突状细胞(DC),探究DC中Sestrin2(SESN2)表达及定位改变与内质网应激、细胞凋亡的内在关系,并进一步分析SESN2在HMGB1诱导DC细胞凋亡中的潜在作用和内质网应激(ERS)相关性凋亡信号转导机制。 方法:实验一:将培养的小鼠树突细胞DC2.4分为正常对照组及HMGB1 8、24、48h组(n=4),HMGB1组加入10ng/ml HMGB1培养相应时间;另将DC2.4细胞分为正常对照组及1、10、100 ng/ml HMGB1组(n=4),给予不同浓度HMGB1刺激48h。采用Western blot技术检测各组细胞SESN2表达;应用共聚焦激光显微镜检测SESN2在细胞中表达及定位;采用流式细胞术检测各组细胞凋亡情况;通过Western blot技术分析各组细胞cleaved-caspase-3、Bcl-2、Bax、GRP78、ATF4蛋白表达水平。实验二:将载有过表达空载体(NC)、沉默空载体(NS)、过表达病毒载体SESN2 LV-RNA及沉默病毒载体SESN2 siRNA转入DC2.4细胞中(n=4),建立SESN2过表达以及沉默的细胞模型,给予100ng/ml HMGB1刺激48h。采用共聚焦激光显微镜观察SESN2在细胞中与内质网的定位关系及内质网形态改变;通过细胞计数法(CCK8 法)、流式细胞术、Hoschest 33342 染色法检测各组细胞活性与凋亡情况;采用Western blot技术分析各组细胞凋亡相关蛋白及ERS相关蛋白的变化。 结果:1. HMGB1刺激DC可明显诱导SESN2表达,DC凋亡活性增加且伴有ERS水平加剧。与正常对照组比较,10ng/ml HMGB1刺激24、48h以及1、10、100ng/ml HMGB1刺激48h后,DC2.4细胞中SESN2表达水平均显著增强,差异有统计学意义(P<0.05);10、100ng/ml HMGB1刺激48h后,DC2.4细胞的凋亡率(分别为 14.71%±2.39%、17.48%±4.04%)明显高于正常对照组(7.35%±1.33%,P<0.05或P<0.01),而1ng/ml HMGB1刺激48h后DC2.4细胞凋亡率与正常对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。此外,10 ng/ml HMGB1刺激DC2.4细胞24、48 h后,ERS相关蛋白表达水平显著上调,较正常组差异有统计学意义(P<0.05)。 2. 100 ng/ml HMGB1处理后,DC中SESN2表达增加,内质网形态发生明显改变,SESN2蛋白与内质网存在一定的共定位,且SESN2主要表达于细胞质中。转染SESN2 siRNA沉默SESN2基因表达后,HMGB1诱导的内质网形态碎裂、肿胀加剧;而转染SESN2LV-RNA上调SESN2表达则明显可缓解HMGB1对内质网形态的损伤。 3. SESN2 LV-RNA慢病毒转染DC2.4细胞可显著增加SESN2表达水平,缓解HMGB1诱导的细胞凋亡。给予100 ng/ml HMGB1刺激48h后,SESN2 LV-RNA 组较空载体组凋亡率显著下降[(35.57%±1.69%) vs. (49.04%±4.87%), P<0.05],cleaved-caspase-3 活化明显减弱(P<0.05),cleaved-caspase-9/caspase-9比值降低(P<0.05),Bax/Bcl-2 比值下降(P>0.05),cleaved-caspase-12/caspase-12活化水平有所升高,CHOP表达水平下调。同时,100 ng/ml HMGB1刺激48h, SESN2 LV-RNA组较空载体组ERS相关蛋白GRP78、p-PERK、p-eIF2α、ATF4、uXBP-1表达不同程度地减少,内质网应激水平显著缓解。 4. SESN2 siRNA慢病毒转染DC2.4,与空载体组比较SESN2表达水平下降56.9%,且加剧HMGB1诱导的DC细胞凋亡。在100 ng/mlHMGB1刺激后, SESN2 siRNA组SESN2表达水平显著下降,与空载体组及正常对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。予100 ng/ml HMGB1处理DC2.4细胞,发现SESN2 siRNA 组较空载体组凋亡率明显增多[(65.96%±2.50%) vs. (50.01%±2.07%) , P<0.05];与空载体比较,cleaved-caspase-3表达水平明显上升、cleaved-caspase-9/caspase-9 比值活化增加、Bax/Bcl-2 比值升高、cleaved-caspase-12/caspase-12 活性增强、CHOP表达水平上调,差异均有统计学意义(P<0.05)。此外,给予100 ng/ml HMGB1刺激48h,SESN2 siRNA组与空载体组比较,ERS相关蛋白GRP78、p-PERK、p-eIF2α、ATF4、uXBP-1的表达水平均明显增加,提示下调SESN2表达能加剧内质网应激水平。 结论:1. 一定浓度HMGB1可诱导SESN2在DC中表达上调、诱导DC细胞凋亡增加且伴有内质网应激发生;2. 上调SESN2表达可有效降低HMGB1诱导的DC2.4 细胞凋亡,主要通过抑制 PERK 通路活化,缓解内质网应激水平,降低CHOP、cleaved-caspase-12表达进而减少ER相关性凋亡,并改善HMGB1刺激下内质网形态异常改变;3. SESN2基因沉默后HMGB1介导的DC细胞凋亡增多、细胞活性降低,HMGB1作用下内质网形态改变加剧,其诱发的内质网应激相关信号途径明显被激活。