视网膜色素上皮(RPE)细胞移植是多种遗传性视网膜变性疾病治疗的研究方向,但体外培养的RPE细胞系都存在细胞的去分化问题,而研究表明哺乳动物类雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路的异常激活会导致RPE细胞的去分化状态。因此抑制mTOR信号通路应有助于抑制RPE细胞的去分化状态。
目的观察雷帕霉素是否能够抑制mTOR信号通路,调控人RPE细胞系ARPE19细胞的分化。
方法将ARPE19细胞接种于12孔板进行培养并分为对照组和雷帕霉素组,分别在培养基中添加DMSO和终浓度400 nmol/L的雷帕霉素,分别于细胞培养后24 h和48 h收集各组细胞,通过免疫荧光法检测各组细胞中闭锁小带1(ZO-1)蛋白的表达,分别采用实时荧光定量PCR和Western blot法检测各组细胞中RPE特异性基因和蛋白的相对表达量。
结果免疫荧光检测结果显示,雷帕霉素组细胞培养后24 h和48 h,细胞中ZO-1表达的荧光强度均明显增强。实时荧光定量PCR结果显示,雷帕霉素组ARPE19细胞处理后24 h,RPE细胞特异性基因RPE65、MERKT和LRAT mRNA相对表达量较对照组分别提高了25.97%、29.71%和13.00%,差异均有统计学意义(P=0.04、0.04、0.04);雷帕霉素组细胞处理后48 h,RPE65、LRAT、rLBP1、BEST1、keratin18和MERKT mRNA的相对表达量较对照组分别提高了174.00%、88.00%、56.18%、193.81%、10.83%和35.02%,差异均有统计学意义(P=0.00、0.04、0.01、0.04、0.04、0.03)。Western blot检测结果显示,雷帕霉素组细胞处理后24 h和48 h,细胞中Akt/mTOR信号通路相关蛋白p-mTOR、p-P70S6和p-S6表达条带均较对照组明显减弱;雷帕霉素处理细胞后24 h,细胞中RPE特异性蛋白ZO-1蛋白的相对表达量较对照提高40%,差异有统计学意义(P=0.01);雷帕霉素处理细胞后48 h,ZO-1、MERKT、Catenin和LRAT蛋白的相对表达量较对照组分别提高36.00%、57.37%、13.68%和41.07%,差异均有统计学意义(P=0.01、0.00、0.04、0.04)。
结论雷帕霉素可以抑制mTOR信号转导通路的激活,上调ARPE19细胞中RPE特异性基因的表达;抑制mTOR信号转导通路后体外培养的RPE细胞系更接近于活体RPE细胞。