p38α/MK2途径诱导氧化代谢
,1 ,1,2,三 ,1 ,2,4 ,2,4 ,1,2,三和1,5 纳塔莉亚·特伦波莱
1巴塞罗那科学技术研究所生物医药研究所(IRB Barcelona),西班牙巴塞罗那08028
胡安·巴勃罗·穆尼奥斯
1巴塞罗那科学技术研究所生物医药研究所(IRB Barcelona),西班牙巴塞罗那08028
2西班牙巴塞罗那08028生物学院生物化学和分子生物医学系
三西班牙马德里卡洛斯三世研究所糖尿病研究中心(CIBERDEM)
康斯坦丁·斯洛博登尤克
1巴塞罗那科学技术研究所生物医药研究所(IRB Barcelona),西班牙巴塞罗那08028
西尔维娅·马林
2西班牙巴塞罗那08028生物学院生物化学和分子生物医学系
4巴塞罗那大学生物医学研究所(IBUB)和西班牙巴塞罗那CSIC研究联合单位
玛尔塔·卡斯坎特
2西班牙巴塞罗那08028生物学院生物化学和分子生物医学系
4巴塞罗那大学生物医学研究所(IBUB)和西班牙巴塞罗那CSIC研究联合单位
安东尼奥·佐扎诺
1巴塞罗那科学技术研究所生物医药研究所(IRB Barcelona),西班牙巴塞罗那08028
2西班牙巴塞罗那08028生物学院生物化学和分子生物医学系
三西班牙马德里卡洛斯三世研究所糖尿病研究中心(CIBERDEM)
安吉尔·R·内布拉达
1巴塞罗那科学技术研究所生物医药研究所(IRB Barcelona),西班牙巴塞罗那08028
5ICREA,Pg.Lluís Companys 23,08010巴塞罗那,西班牙
1巴塞罗那科学技术研究所生物医药研究所(IRB Barcelona),西班牙巴塞罗那08028
2西班牙巴塞罗那08028生物学院生物化学和分子生物医学系
三西班牙马德里卡洛斯三世研究所糖尿病研究中心(CIBERDEM)
4巴塞罗那大学生物医学研究所(IBUB)和西班牙巴塞罗那CSIC研究联合单位
5ICREA,Pg.Lluís Companys 23,08010巴塞罗那,西班牙
通讯作者。 2017年1月30日收到;2017年8月23日接受。
开放式访问本文是根据Creative Commons Attribution 4.0国际许可证授权的,该许可证允许以任何媒体或格式使用、共享、改编、分发和复制,只要您对原始作者和来源给予适当的信任,提供指向Creative Commons许可证的链接,并指出是否进行了更改。本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的Creative Commons许可证中,除非材料的信用额度中另有说明。如果文章的Creative Commons许可证中没有包含材料,并且您的预期用途不被法律法规允许或超出了允许的用途,则您需要直接从版权所有者处获得许可。要查看此许可证的副本,请访问http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. - 补充资料
补充信息
GUID:AB8041B4-D536-47A2-B646-862CE86AE7FB
摘要
对环境压力的充分反应对细胞生存至关重要。涉及线粒体能量生成和氧化应激的细胞能量学调控是应激适应和反应过程中的核心。p38α信号通路通过协调多种细胞过程,在对应激刺激的反应中发挥关键作用。然而,p38α通路的长期激活会导致细胞增殖受损,并可能导致细胞死亡。在这里,我们使用一个系统特异性激活p38α信号,并表明持续激活该途径足以诱导重要的代谢变化,包括细胞生存对葡萄糖的高度依赖、谷氨酰胺消耗增加、呼吸速率增强和线粒体活性氧(ROS)生成增加此外,我们提供的证据表明,由于线粒体活性升高,线粒体超氧化物的产生增加,有助于持续p38α激活引发的p38α降低的细胞存活。我们还发现p38α活化激酶MAPKAPK2(MK2)在调节观察到的代谢变化中起着重要作用。我们的结果说明了p38α信号在细胞代谢调节中的一种新功能,这种新功能可能在持续激活该通路后导致细胞死亡。
介绍
正确应对环境压力对细胞生存至关重要。因此,细胞已经开发出复杂的系统来接收和解释压力信号。p38α丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶是调控应激反应的重要途径之一。p38α是丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族的成员,在大多数组织中表达1,2,通常由双特异性MAPK激酶(MKKs)MKK3或MKK6激活。p38α磷酸化多种下游底物的能力,包括一些转录因子和其他蛋白激酶,使其成为细胞增殖、存活和分化的重要调节器,影响多种生理过程三,4MAPKAPK-2(也称为MK2)是p38α底物之一,与影响应激和炎症反应调节的信号事件有关。MK2可以磷酸化参与转录调控、mRNA稳定性和其他过程的蛋白质,从而拓宽p38α途径的靶点5.
细胞新陈代谢和线粒体能量生产的调节对于细胞适应压力环境至关重要。在癌细胞中观察到明显的代谢重编程现象,癌细胞表现出重要的代谢变化,以支持其高合成代谢、能量和氧化还原需求6,7基于这些特点,人们提出了以线粒体功能为靶点或使用抗糖酵解剂克服癌细胞对常规化疗的耐药性的新治疗方法。一些信号通路和转录调控因子与癌细胞代谢的调节有关,其中c-Myc和PPARγ辅因子-1α(PGC1α)在关键生物合成过程和线粒体生成中起着重要作用8——11.
有一些证据表明p38α信号在特定细胞类型的代谢调节中起作用,例如控制脂肪细胞和心肌细胞的葡萄糖摄取12——14或肝细胞中的糖异生15,16但p38α在癌细胞代谢中的作用尚未被研究。在这里,我们研究了p38α激活对U2OS癌细胞代谢的影响。我们表明,持续的p38α激活增加了营养消耗,尤其是对葡萄糖的高需求,并提高了线粒体效率,增加了线粒体质量,最大限度地提高了氧化磷酸化。这反过来又会增加耗氧量,导致产生对细胞死亡敏感的线粒体活性氧物种(ROS)。我们的结果还表明,MK2在p38α活化诱导的代谢变化中起着关键作用。
结果
p38α通路的持续激活引发对葡萄糖的高度依赖
为了更好地理解p38α信号通路激活所触发的效应,我们开发了一种诱导系统,在U2OS细胞中TET-ON启动子的控制下表达MKK6DD,MKK6是一种特定p38 MAPK激活物MKK5的组成活性形式。在添加四环素后诱导MKK6DD(以下简称MKK6)可检测到两条带,这两条带是用磷酸化(和活性)形式的p38 MAPK的抗体识别的(图). 使用特定的shRNAs,我们确定了下部带为p38α,上部带为p28γ(补充图S1a型和b). MKK6的表达迅速增加了p38α的磷酸化,这与p38α底物MK2及其下游靶点Hsp27的磷酸化增强有关,而p38γ的活化动力学稍慢(图). 我们发现MKK6的表达降低了U2OS细胞的增殖,正如之前报道的那样17这种效应通过p38α的化学抑制或下调得以挽救,但不受p38γ下调的影响(补充图第1节c)。
MKK6的表达使细胞高度依赖葡萄糖生存。表达Tet-调节结构的U2OS细胞被模拟处理(对照)或用四环素处理指定时间以诱导组成活性MKK6的表达。(一)使用所示抗体通过免疫印迹分析总细胞裂解物。磷酸化的p38α和p38γ用箭头表示。未截取的免疫印迹如补充图所示第8节(b)对照和表达MKK6的细胞在完全培养基或无葡萄糖培养基中孵育24小时 h,用Annexin V/PI染色测定细胞存活率。活细胞被确定为细胞群Annexin V−和PI−(c(c))在完全培养基或无糖培养基中培养24小时的细胞形态 h.棒材==========================================================50 微米。(d日)在指定时间测量对照组、表达MKK6的细胞和用p38α抑制剂PH797804(PH)处理的表达MKK的细胞的葡萄糖消耗量,并表示为 μmol(摩尔) × 106细胞−1 × 小时−1(e(电子))对照细胞和MKK6表达细胞在p38α抑制剂PH797804(PH)存在或不存在的情况下生长指定时间,并分析编码糖酵解基因和GLS1的mRNA的表达水平。结果显示为褶皱向控制方向的变化。((f))谷氨酰胺消耗量测定如下(d日). (克)对照组和表达MKK6的细胞培养24小时 在补充2 mM丙酮酸或1 mM二甲基-2-酮戊二酸(αKG),使用Annexin V/PI染色检测细胞存活率。
p38α途径可被多种应激激活,包括营养剥夺18考虑到糖代谢在癌细胞中的重要性,我们决定研究p38α信号的直接激活如何影响U2OS细胞的糖代谢。我们发现MKK6的表达导致了对葡萄糖的高度依赖,如在缺乏葡萄糖的条件下细胞活力的急剧下降所示(图). 对葡萄糖的高度依赖与葡萄糖摄取增加相关,检测到24 MKK6表达后h,使用化学化合物PH-797804抑制p38α后逆转(图). 与上述观察结果一致,MKK6在8 h诱导编码葡萄糖转运蛋白GLUT1、己糖激酶2(HK2)和6-磷酸果糖-2-激酶(PFKFB3)的mRNA上调(图). 此外,24 MKK6表达后h,我们检测到谷氨酰胺酶-1(GLS1)的表达增加,该酶在谷氨酰胺代谢的第一步从谷氨酰胺生成谷氨酸(图). 事实上,p38α激活也导致谷氨酰胺消耗增加(图)。
p38α的激活似乎并不影响三羧酸(TCA)反应,因为向缺糖培养基中补充二甲基-2-酮戊二酸(αKG),这是关键TCA中间体的细胞膜透性前体,导致MKK6表达细胞在缺糖条件下的存活率显著增加(图). 有趣的是,葡萄糖缺乏诱导的细胞死亡也通过补充丙酮酸盐的培养基来挽救(图)这表明p38α激活导致细胞代谢发生变化,葡萄糖对线粒体代谢至关重要。
p38α活化促进葡萄糖氧化和脂肪酸合成
接下来,我们分析了p38α活化对底物利用的影响。我们发现,表达MKK6的细胞显示出尼罗河红检测到的脂滴含量增加,当PH-797804抑制p38α时,脂滴含量受损(图和补充图第2页). 脂滴可以作为中性脂质储存的细胞内位点,不仅对脂质代谢至关重要,而且对能量稳态也至关重要,其功能障碍与多种病理学有关。脂肪酸合成所需的大部分碳来自葡萄糖输送的丙酮酸,丙酮酸在线粒体中转化为乙酰辅酶A后,以柠檬酸盐的形式排泄到胞浆中,用于进一步的脂质合成10.使用14我们证实C-葡萄糖掺入增加从头开始合成脂质(图). 线粒体丙酮酸脱氢酶(PDH)复合体通过将丙酮酸转化为乙酰辅酶a,在碳流量调节中起着守门人的作用。MKK6的表达降低了PDH的E1α亚单位(PDHA1)的抑制性磷酸化,而PH-797804逆转了这种抑制性磷酸化合,这表明p38α信号正向调节PDH的活性,导致丙酮酸氧化增加(图). 与这种可能性一致,我们检测到MKK6的表达在基础(常规)条件下增加了耗氧率(OCR),这是由p38α激活介导的,基于其被PH-797804逆转(图和补充图第3章). OCR的增加至少部分与ATP的生成有关,因为在寡霉素的存在下OCR减少(图). 此外,代谢率的提高与细胞外酸化率(ECAR)的增加相关(图)主要反映了乳酸从丙酮酸转化后的分泌19然而,其他代谢过程,如CO2TCA循环的生产也可能导致ECAR变化20我们还发现表达MKK6的细胞分泌更多的乳酸(图)这表明p38α的持续激活除了促进葡萄糖氧化外,还导致糖酵解增加。最近,研究表明,即使在低浓度下,四环素也能诱导线粒体蛋白毒性应激,导致线粒体动力学和功能的改变21为了排除四环素治疗独立于MKK6表达而诱导上述效应的可能性,我们使用没有诱导系统的亲本U2OS细胞表达MKK6。我们发现用四环素处理这些细胞既没有激活p38α途径(补充图S4a系列)OCR也没有增加,如果有什么变化的话,基础呼吸率和最大呼吸率都略有下降(补充图S4b系列). 这些结果支持p38α信号对线粒体功能的积极影响。
MKK6表达引发的代谢变化。表达Tet-调节结构的U2OS细胞被模拟处理(对照)或用四环素处理指定时间以诱导组成活性MKK6的表达。(一)量化脂滴含量24 h和48 在存在或不存在p38α抑制剂PH797804(PH)的情况下,在MKK6诱导后h。(b)成立14分析新合成的蛋白质和脂质中的C-葡萄糖24 在MKK6诱导后h,表示为向控制方向的折叠变化。(c(c))使用所示抗体通过免疫印迹法分析在有或无PH的情况下,来自对照细胞和表达MKK6的细胞的总裂解物。未折叠的免疫印迹如补充图所示第8节(d日)分析耗氧量12 在PH存在或不存在的情况下诱导MKK6表达后h。结果显示为O的pmoles2每10人消耗5细胞。(e(电子))测定细胞外酸化率12 在有或无PH的情况下诱导MKK6后h。结果显示为分泌h的pmoles+每105细胞。((f))在32 h、 并表示为 μmol(摩尔) × 106细胞−1 × 小时−1.
p38α激活诱导线粒体生物发生
线粒体呼吸增加可能是由于线粒体质量或线粒体功能的改变。用Mitotracker Deep Red染色显示MKK6诱导增加了线粒体区室,并且这种作用被p38α抑制所逆转(图),但在不表达MKK6的四环素处理的U2OS细胞中未观察到(补充图S4c系列). 与p38α活化诱导线粒体生物发生的观点一致,我们观察到p38α诱导电压依赖性阴离子选择性通道蛋白1(VDAC1)上调,VDAC1是一种位于线粒体外膜的孔蛋白(图). 基于线粒体转录因子A(TFAM)的积累,分离线粒体的免疫印迹分析进一步支持了MKK6表达细胞中线粒体生物生成的增强,TFAM控制线粒体DNA编码基因的转录以及生物生成过程中的DNA复制(图). 线粒体中TFAM的增加与MKK6表达诱导的基因组DNA拷贝数标准化的线粒体DNA拷贝数增加相一致(图). 这些变化与线粒体功能增加有关,这由ATP生成增加决定(图)通过增强线粒体膜电位(图). 典型线粒体生物发生的两个因素是c-Myc和PGC1α22——24我们发现p38α激活增加了两者的表达(补充图S5a系列和b),但击倒c-Myc或PGC1α不会影响MKK6表达细胞中观察到的线粒体质量增加(补充图S5c–f型)。
MKK6表达影响线粒体功能。表达Tet-调节结构的U2OS细胞被模拟处理(对照)或用四环素处理指定时间以诱导组成活性MKK6的表达。(一)使用MitoTracker Deep Red在指定时间测量对照组和MKK6表达细胞的线粒体质量,并用与对照组相比的倍数变化表示。(b)用免疫印迹法分析对照细胞和MKK6表达细胞的总裂解物。(c(c))在p38α抑制剂PH797804(PH)存在或不存在的情况下,从对照细胞和表达MKK6的细胞中提取线粒体24小时 h.通过免疫印迹分析所示线粒体蛋白的表达。未截取的免疫印迹如补充图所示第8节(d日)在有或无PH的24小时内,分析对照细胞和表达MKK6的细胞中线粒体DNA(mtDNA)与基因组DNA(gDNA)的比率 小时(e(电子))在有无PH值的情况下,在MKK6诱导后的指定时间分析ATP水平,并将其归一化为细胞数量。对照细胞的数值标准化。((f))在12和24小时,在有无PH的情况下测量对照细胞和表达MKK6的细胞的线粒体膜电位 小时(克)24岁时对照组和MKK6表达细胞的定量 h,其含有管状(T)、碎裂(F)和甜甜圈(D)线粒体,用Tom 20染色可见。酒吧==========================================================10 微米。
正确的线粒体动力学对细胞生存至关重要,并且在受到外界刺激和代谢状态的影响时会发生快速变化25奇怪的是,我们观察到MKK6表达诱导线粒体断裂,导致管状结构数量减少,出现更圆的结构(图)。
线粒体超氧化物的产生与p38α诱导的细胞死亡
线粒体分裂与细胞凋亡有关26。我们发现MKK6的表达导致细胞存活率降低,从24小时开始检测到 h通过Annexin V和PI染色,并被p38α抑制逆转(图和补充图S6a系列). 进一步的分析表明,用胱天蛋白酶抑制剂Z-VAD或Q-VD处理部分但显著地阻止了由MKK6表达引发的活细胞群的下降(补充图S6b系列). 这些结果表明,MKK6表达可能诱导不同类型的细胞死亡,由caspase依赖和独立事件介导。另一方面,用坏死抑制剂Nec-1处理不影响MKK6表达引发的细胞死亡(补充图S6c系列)。
线粒体活性氧增加有助于MKK6表达诱导的细胞死亡。表达Tet-调节结构的U2OS细胞被模拟处理(对照)或用四环素处理指定时间以诱导组成活性MKK6的表达。(一)使用Annexin V/PI染色在指定时间测定细胞存活率。活细胞被确定为细胞群Annexin V−和PI−(b)在32 h,表示为nmol / 5 × 104细胞。(c(c))在MKK6诱导后的指定时间,使用DCFH-DA探针分析总ROS水平。数值表示为DCF与对照细胞平均荧光的倍数变化。(d日)24小时后,对照组和MKK6表达细胞中的ROS水平 用DCFH-DA探针分析p38α抑制剂PH797804(PH)或SB203580(SB)对h的影响。数值表示为DCF平均荧光的折叠变化。(e(电子))用SB处理或模拟处理的对照细胞和MKK6表达细胞的线粒体ROS水平在24 h使用MitoSox探头。数值表示为针对对照细胞的MitoSox平均荧光的折叠变化。
我们的结果表明,p38α诱导的代谢重编程已经在12岁时被检测到 h、 由细胞呼吸增加、线粒体生物量增加和葡萄糖消耗增加决定,这是24岁时开始检测到的细胞死亡之前的结果 p38α激活后h。MKK6表达诱导的细胞代谢加速也导致代谢副产物如乳酸的生成增加(见图和铵(图)以及ROS发电量的增加(图). 活性氧的增加需要激活p38α,因为化学抑制p38α可以逆转这一过程(图)或p38α下调,但不受p38γ下调的影响(补充图第1天). 使用线粒体特异性探针MitoSox,我们还检测到MKK6表达后线粒体ROS增加,这被p38α的抑制所逆转(图). 然而,与p38α诱导的代谢变化先于细胞死亡的观点一致,半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶抑制剂Z-VAD并不影响MKK6诱导的线粒体活性氧增加(补充图S6d系列). 重要的是,在不表达MKK6的四环素处理的U2OS细胞中,线粒体ROS和细胞存活水平均未受到影响(补充图S4d系列和e(电子))。
细胞内抗氧化系统是维持细胞内氧化还原平衡的关键。一种非常重要的细胞内抗氧化剂是谷胱甘肽,可以解毒H2O(运行)2通过GSH过氧化物酶产生氧化的GSH(GSSG),然后GSH还原酶使用NADPH作为电子供体将其还原为GSH。我们发现MKK6的表达并不影响GSH总量或减少的水平(图)这表明,由于细胞内抗氧化系统的效率下降,活性氧没有增加。用经典抗氧化剂如NAC(N-乙酰半胱氨酸)和GSH处理表达MKK6的细胞证实了这一结果,这些抗氧化剂未能逆转ROS的增加(图). 另一方面,线粒体靶向抗氧化剂MitoQ27MKK6降低ROS诱导(图). 有趣的是,MitoQ大大挽救了MKK6表达引发的细胞死亡,这表明线粒体ROS参与了这一过程(图). 为了研究超氧化物产生是否与线粒体活性相关,我们分析了MitoQ是否影响MKK6表达细胞的OCR。细胞培养基中添加MitoQ可以减少耗氧量,这可能是由线粒体复合物I的抑制作用介导的,而不依赖于其抗氧化功能28,29因此,我们发现与MitoQ孵育24小时 h降低了对照细胞和MKK6表达细胞的OCR(图)这表明,由于呼吸链的激活增加而产生的超氧物会导致细胞死亡。
MKK6表达加速细胞代谢。表达Tet-调节结构的U2OS细胞被模拟处理(对照)或用四环素处理指定时间以诱导组成活性MKK6的表达。(一)在24小时时,对对照细胞和MKK6表达细胞中的谷胱甘肽含量(总量和减少量)进行分析 h,表示为 微摩尔/10三细胞。(b)NAC处理的对照细胞和表达MKK6的细胞中的ROS水平(5 mM)和谷胱甘肽(5 mM)在24时进行分析 使用DCFH-DA探针诱导MKK6后h。(c(c))用MitoQ(500 nM)在24时进行分析 h使用DCFH-DA探头。(d日)用MitoQ(500 nM)持续2天,通过Annexin V/PI染色分析细胞存活率。数据来自3个独立实验。(e(电子))分析耗氧率24 在常规条件下诱导MKK6表达后和添加MitoQ(500 nM),如图所示。结果以O的pmoles表示2每10人消耗5细胞。
MK2介导p38α活化引起的代谢变化
蛋白激酶MK2是众所周知的p38α底物,其激活是在MKK6表达时诱导的(图). 尽管有报道称MK2通过上调PFKFB3介导应激诱导的糖酵解增加,但关于MK2在细胞代谢中的作用尚不清楚30我们决定研究MK2在p38α活化诱导的代谢变化中的意义。首先,我们发现MK2的化学抑制剂逆转了MKK6表达诱导的葡萄糖和谷氨酰胺摄取增加(图)与GLUT1、PFKFB3和GLS1的表达减少相关(图). 重要的是,我们证实了化学抑制剂损害了MK2活性,如Hsp27磷酸化缺乏所示,但不影响p38 MAPK活性,如MK2本身磷酸化所示(图). 有趣的是,在表达MKK6的细胞中,MK2的抑制减少了由葡萄糖缺乏引发的细胞死亡(图)支持MK2介导的代谢变化使MKK6表达细胞对葡萄糖缺乏敏感。
MK2介导MKK6诱导的代谢变化。表达Tet-调节结构的U2OS细胞被模拟处理(对照)或用四环素处理指定时间以诱导组成活性MKK6的表达。(一和b)葡萄糖消耗(一)和谷氨酰胺消耗(b)对照组在指定时间测量MKK6表达细胞和用MK2抑制剂PF3644022(MK2i)处理的MKK5表达细胞,并表示为 μmol(摩尔) × 106细胞−1 × 小时−1这些样品平行处理,使用与图中所示样品相同的对照细胞和表达MKK6的细胞(c(c))在MKK6诱导后,在MK2抑制剂III(MK2i-III)存在或不存在的情况下,通过qRT-PCR测定参与糖酵解和谷氨酸解的mRNA编码蛋白的表达水平。(d日)在p38α抑制剂PH797804(PH)或MK2抑制剂PF3644022(MK2i)存在或不存在的情况下,从对照细胞和表达MKK6的细胞制备总细胞裂解物,并使用指示的抗体进行免疫印迹分析。未截取的免疫印迹如补充图所示第8节(e(电子))对照细胞和表达MKK6的细胞在有无MK2i的情况下,在无葡萄糖的条件下生长24小时 h、 Annexin V/PI染色检测细胞存活率。活细胞被确定为细胞群Annexin V−和PI−.
我们还发现,使用两种不同的化合物抑制MK2可显著提高细胞对MKK6表达的反应的存活率(图). 因此,我们研究了MK2在与MKK6表达细胞活性降低相关的氧化代谢增加中的作用。使用MK2抑制剂的实验表明,MKK6诱导的线粒体活性氧增加(图)以及增加的线粒体质量(图)和耗氧率(图)均由MK2介导。此外,我们发现MK2激活与线粒体质子动力有关,因为MK2抑制逆转了增加的线粒体膜电位(图)和MKK6表达诱导的ATP生成增加(图). 有趣的是,我们发现与MK2相反,MNK和MSK的化学抑制是另外两种可以被p38α直接激活的蛋白激酶2,不影响MKK6表达诱导的细胞死亡(补充图S7a公司和b). 与p38α诱导的线粒体功能障碍和ROS生成增加与观察到的细胞死亡有关的观点一致,我们发现抑制MNK或MSK信号既不减少线粒体质量增加,也不减少MKK6表达诱导的线粒体ROS生成(补充图S7c公司和d日). 综上所述,我们的结果为p38α途径在调节线粒体质量和线粒体依赖性ROS生成(主要由MK2激活介导)中的新作用提供了证据。
MK2介导MKK6表达诱导的线粒体功能变化。表达Tet-调节结构的U2OS细胞被模拟处理(对照)或用四环素处理指定时间以诱导组成活性MKK6的表达。(一)对照和表达MKK6的细胞在存在或不存在MK2抑制剂PF3644022(MK2i)或MK2抑制剂III(MK2i III)的完全培养基中生长3天,并使用膜联蛋白V/PI染色测定细胞存活率。活细胞被确定为细胞群Annexin V−和PI−(b)对照和表达MKK6的细胞与MK2i或MK2i III一起孵育24小时 h、 使用MitoSox探针分析线粒体ROS水平。数值表示为MitoSox平均荧光的折叠变化,并归一化为对照。(c(c))对照细胞和表达MKK6的细胞与MK2i孵育24小时 h和线粒体质量由Mitotracker Deep Red分析。数值表示为与对照组相比的折叠变化。(d日)分析耗氧率24 在MK2i存在或不存在的情况下诱导MKK6表达后h。结果显示为消耗O的pmoles2每105细胞。(e(电子))在指定的时间测量在PH或MK2i存在或不存在的情况下,对照细胞和表达MKK6的细胞的线粒体膜电位。((f))在有或无MK2i的情况下,在MKK6诱导后的指定时间分析ATP水平,并将其归一化为细胞数量。
讨论
暴露在环境压力下的细胞需要信号灵活性,以产生从侮辱中恢复所需的反应。然而,如果压力持续存在或对特定信号通路的刺激或抑制不足,细胞死亡程序通常会被激活。p38α途径介导由多种刺激物触发的细胞内信号传导,影响细胞增殖、分化和存活等功能2p38α信号转导的不同结果可能是由于通路活性的程度,持续的p38α激活更有可能导致细胞死亡,而p38α活性的短暂或低水平通常与稳态功能和细胞存活有关2,31,32.
我们使用基于可诱导MKK6表达的细胞系统特异性激活p38 MAPK通路,并重述与p38α过度激活相关的潜在病理状态。我们的研究表明,U2OS癌细胞中p38α的持续激活导致细胞存活对葡萄糖的显著依赖,这与葡萄糖消耗和糖酵解速率增加有关。糖代谢改变是癌细胞的一个重要特征,癌细胞主要通过糖酵解代谢葡萄糖,线粒体被重新编程用于大分子合成10,11p38α激活引发的葡萄糖消耗增加可能是由于糖酵解中间体的需求增加,糖酵化中间体用于脂肪酸和核苷酸合成以及蛋白质乙酰化。PDH活性的增加和p38α激活后观察到的葡萄糖依赖性脂质含量的增加支持丙酮酸流入重要糖酵解中间体乙酰辅酶A的流量增加。我们的结果表明,添加丙酮酸可以使p38α过度活跃的细胞在无葡萄糖培养基中存活,这表明这些细胞高度依赖丙酮酸进行补体反应。
持续激活p38α后观察到的代谢增强,使我们探索了对线粒体代谢的影响。p38α的激活足以诱导氧化磷酸化,正如OCR升高所确定的那样,伴随着线粒体质量的增加。线粒体含量的变化可能是由于线粒体生物发生或有丝分裂缺陷造成的,我们提供证据表明,p38α激活增加了线粒体生物发生。此外,我们发现具有持续p38α活性的细胞具有功能性线粒体,表现出线粒体膜电位、ATP生成和OCR增加。这些变化伴随着PGC1α的表达增加,PGC1α是线粒体生物发生的关键调节因子,p38α可以在转录和转录后水平对其进行正向调节33,34然而,PGC1α下调并不影响p38α信号诱导的线粒体生物发生增加,这表明其他p38α调节因子的影响。
代谢和细胞死亡的调节在多个层面上相互关联,控制细胞死亡的几种蛋白质也与代谢调节有关35增加的营养吸收和葡萄糖氧化原则上对高度增殖的细胞有益,但当升高到一定限度以上时,由于线粒体ROS等副代谢产物的积累,可能会造成有害影响。线粒体电子传递链是ATP和细胞内ROS生成的最重要来源之一,它建立了质子动力36,37根据线粒体特异性抗氧化剂MitoQ的拯救作用,我们的结果表明,OCR和线粒体ROS的增加有助于p38α持续激活诱导的细胞死亡38有趣的是,这类似于二氯乙酸(DCA)的作用,DCA是PDH的一种化学抑制剂,可增强氧化磷酸化,导致线粒体ROS增加和线粒体依赖性凋亡39p38α通路持续激活引起的代谢灵活性降低可能导致这些细胞对葡萄糖的高度依赖。
MK2是p38α的成熟底物,参与多种细胞过程5我们发现MK2在介导p38α触发的代谢变化中发挥着重要作用,这些代谢变化导致葡萄糖消耗增加和细胞活力降低。此外,我们显示了MK2在增加线粒体质量和活性方面的新作用。MK2可以磷酸化转录因子CREB40,与线粒体功能的调节有关41因此,MKK6诱导的线粒体质量和功能变化可能由MK2/CREB轴介导。
总之,我们为p38α途径增加ATP偶联和非偶联呼吸的新作用提供了证据。这种效应是由p38α信号传导的特异性激活触发的,这可能以多效性的方式影响细胞代谢。持续激活p38α后观察到的代谢增强可能对早期细胞有益,因为它增加了能量输入并产生了积木。然而,p38α持续激活超过一定阈值最终会导致线粒体功能障碍和细胞活力降低,强调负反馈回路对抑制信号通路激活程度以实现适当细胞内环境稳定的重要性。我们的研究结果表明,p38α信号转导的解除可能导致与线粒体功能和活性氧平衡受损相关的衰老和神经退行性疾病等人类疾病42,43值得注意的是,通过干扰PDH活性而增加OCR和ROS的生成已被证明可降低肿瘤生长39这表明持续的p38α激活可能有助于治疗高增殖性肿瘤。
方法
细胞培养
U2OS细胞(购自ATCC)在补充有10%胎牛血清(FBS,Thermo Scientific,E6541L)的Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM,Sigma,D5796)中培养,2 mM L-谷氨酰胺(LabClinics,M11–004)和100 μg/ml青霉素-链霉素(LabClinics,P11-010)。为了抑制p38α,我们使用1 μM PH-797804(Selleckchem,S2726)或10 μM SB203580(Axon MedChem);尽管PH-797804被报道优先抑制p38α,但这两种化合物也能抑制p38β44使用10抑制MK2 μM MK-2抑制剂III(钙生物化学)或10 μM PF 3644022(Sigma,PZ0188),而使用5 μM SB 747651(Axon MedChem),使用10 μM CGP-57380(西格玛)。MitoQ(英国剑桥M.Murphy赠送的礼物)的使用价格为0.5 微米。50岁时使用顺铂 μM和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶抑制剂Z-VAD(OMe)-FMK(SM生化有限公司SMFMK001)和Q-VD-OPH(SM生化公司SMPH001)在50 微米。抑制剂溶解在DMSO中,培养基中DMSO的总浓度不超过1%。
表达组成活性MKK6的细胞的产生
使用NanoJuice(Merc Millipore)将构建物pcDNA4 TO(Invitrogen)和pcDNA6-MKK6DD转染U2OS细胞。MKK6DD是特异性p38 MAPK激活剂MKK6的组成活性形式,其激活环残基Ser207和Thr221突变为天冬氨酸。转染后,对细胞进行胰蛋白酶处理,以1:4、1:3和1:2的稀释度进行电镀,并在含有4 μg/ml Blasticin S HCl(Invitrogen,A11139-03)和35 μg/ml玉米醇溶蛋白(Invitrogen,R250-01)。每3天更换一次培养基,当菌落足够大时,将其采摘并重新放置在24孔板中。所选克隆被扩增并测试p38 MAPK激活。为了诱导MKK6DD的表达,在2.5 × 105对于6孔板,5 × 105对于60-mm板或1.2 × 106对于10厘米的平板,当它们达到85%的汇合时,新鲜培养基中含有1 μg/ml四环素(西格玛87128-25 G) 或者加入相应量的乙醇(1∶100稀释液)。在1 mg/ml,储存于−20 摄氏度。
表达shRNA的慢病毒感染
在慢病毒传递系统中产生短发夹RNA(shRNA),293 T细胞(60%融合)转染shRNA-encoding DNAs(5 μg)p38γ的pLKO.1-shMAPK12(Sigma,克隆ID TRCN0000006145 μg)和∆89包装DNA(4.5 μg)使用氯化钙法。一夜之间,媒体被取代,48 h后,收集含有病毒的培养基并通过PVDF过滤器。对于细胞感染,含有病毒的培养基在含有6 mg/l聚乙烯,孵育10 min,然后放置在细胞单层上。第二天更换了媒体,24 h后,开始用嘌呤霉素(1 μg/ml)24–48小时 h.在含有嘌呤霉素(1)的培养基中培养选定的细胞群 μg/ml)。
siRNA转染
细胞在60 mm培养皿中生长至60%融合,并根据制造商的说明使用Dharmafect转染试剂盒转染5 μl,共25μl c-Myc(ID 103828,Life Technologies,AM16708)和PPARGC1A(ID 108385,Life Technologies,AM 51331)或加扰(Ambion 4390843)的μM siRNA作为对照, 最终浓度为65 纳米。细胞被镀48个 小时后,恢复了16次 h,然后继续进行实验。
膜联蛋白V/PI染色
使用FITC Annexin V试剂盒(BD Pharmingen,556547)检测细胞死亡。实验前一天,2 × 105将细胞/孔接种在6孔培养皿上。经过适当的处理,培养基被收集到2 ml Eppendorf管。用PBD和200清洗细胞单层 加入微升胰蛋白酶。使用之前移除的培养基收集细胞。将所有死亡和活细胞离心5次 1000时最小值 转速。用1x结合缓冲液清洗细胞一次,然后在500分钟内重新悬浮 μl浓度为1的结合缓冲液 × 106细胞/ml.100 μl溶液(1 × 105细胞)转移到新的Eppendorf管中,4.5 添加μl FITC Annexin V。染色时间为20 室温下黑暗条件下的min,之后为450 μl绑定缓冲液和5 添加μl PI溶液。样品被转移到冰上并立即进行分析。
增殖试验
细胞以3.5的密度播种 × 104细胞/孔进入96孔板16 治疗前h。使用MTT细胞生长试验(Merck Millipore,CT02)分析细胞增殖。细胞增殖增加表现为在第0天测量的经处理细胞相对于未经处理对照细胞的吸光度的倍数变化。
ATP测量
使用ATP测量试剂盒(Invitrogen,A22066)对ATP检测进行分析。处理后,用TBS冲洗细胞一次,胰酶消化并离心造粒。样品立即冷冻在干冰上并储存在−80 摄氏度。对于ATP检测,含有5-7的冷冻颗粒 × 105使用细胞。样品制备,100 加入微升沸腾MQ水,并将试管置于95 3摄氏度 分钟,然后在冰上。为了去除细胞碎片,将样品离心5 13000时的最小值 转速。收集上清液并转移到新试管中。将细胞裂解物稀释3-5倍,并根据制造商提供的方案分析ATP水平。将值标准化为单元格编号。
细胞呼吸
细胞被镀12个 实验前4小时 × 104细胞进入XF细胞微孔板的每个孔中,总体积为150 μl含10的DMEM mM葡萄糖和2 mM谷氨酰胺。4之后 h、 额外250英镑 加入μl培养基。实验开始时,用XF细胞Mito应激试验培养基清洗细胞一次,并添加500 μl/孔对照分析培养基和500 μl/孔含有1 μg/ml四环素用于MKK6表达。12之后 OCR的感应测量开始。在化验前一小时,将平板放置在37 °C培养箱,无CO2同时,在无一氧化碳的培养箱中,滤筒配流盘水合2是根据制造商的建议准备的。在研究中,我们使用了1 μM寡霉素,0.5 μM羰基氰化物间氯苯肼(CCCP),0.5 μM鱼藤酮和抗霉素。耗氧量使用Seahorse Bioscience的XFp细胞外通量分析仪测量,并归一化为蛋白质量。
谷胱甘肽含量
总谷胱甘肽(GSSG + GSH)和还原(GSH)谷胱甘肽使用GSH/GSSG-Glo™分析(Promega)进行测量。5000个细胞被镀入96孔板18 实验前h。治疗后,取出培养基,50 添加μl总/氧化谷胱甘肽裂解试剂并培养5 在摇床上搅拌分钟。下一个50 将μl荧光素生成试剂添加到所有孔中,并在RT下培养30 最小值100 加入μl荧光素检测试剂,孵育15 测定min和发光。对细胞数量进行数据归一化。
线粒体膜电位
一个6孔盘子的每个孔接收2个 ml新鲜完整培养基,含200 nM TMRE,细胞培养30 37分钟黑暗中 摄氏度。为了取出未结合的探针,用PBS清洗细胞一次,胰酶消化并在500分钟内重新悬浮 μl含抑肽酶的PBS(1 μg/ml)。立即用流式细胞仪测定线粒体膜电位。
线粒体质量
用Mitotracker深红色(Invitrogen)染色测定线粒体含量。一个6孔盘子的每个孔,包含大约2个 × 105接收的单元格2 200毫升完整培养基 nM Mitotracker深红色培养30天后 37时最小值 °C,移去培养基,用PBS清洗细胞一次,胰酶消化并在500℃重新悬浮 μl含抑肽酶的PBS(1 μg/ml)。立即用流式细胞仪测定线粒体含量。
线粒体和基因组DNA提取和量化
将细胞分成三份,置于32 mm的平板中,并按所需时间处理。处理细胞后进行胰蛋白酶化,在PBS中洗涤并计数。1 × 106细胞在515年被裂解 μl溶出液(75 mM氯化钠,50 mM EDTA,0.02%十二烷基硫酸钠,0.4 mg/ml蛋白酶K),50℃孵育 2°C h.添加一体积异丙醇后,在4 2°C h.样品离心30 8500时最小值 转速为4转/分 摄氏度。用70%的冷乙醇清洗颗粒,风干,50分钟后再悬浮 μM TE并储存在−20 摄氏度。要执行RT-PCR,2 μl DNA(100 ng/μl),5 μl Syber Green,5 微升MQ水和0.5 μl正向和反向引物混合。分别使用针对Actin B和COXII的引物计算基因组和线粒体DNA的比率。
脂滴
细胞被放置在6孔板上,并处理所需的时间。A 0.5 制备尼罗河红在PBS中的µM溶液,并将其添加到细胞单层中10 RT时的min。通过胰蛋白酶法收集细胞,在500分钟内重新悬浮 μl PBS并在流式细胞仪Ex/Em上分析==========================================================552/636 纳米。
葡萄糖消耗、谷氨酰胺消耗和乳酸生成
单元格(5 × 105每60mm板)被镀成两份18 在含有10的培养基中进行实验前h mM葡萄糖和2 mM谷氨酰胺。第二天,收集并统计时间为0的细胞。同时含10的新鲜培养基 mM葡萄糖和2 将mM谷氨酰胺添加到其他板中。在每个时间点,对细胞进行胰蛋白酶化和计数,收集培养基并储存在−20 摄氏度。通过改进己糖激酶/葡萄糖6-磷酸脱氢酶分光光度法测定D-葡萄糖45使用商业试剂。谷氨酰胺通过谷氨酰胺酶反应首先转化为谷氨酸,然后量化谷氨酸浓度来测定。在ADP和NAD存在下,谷氨酸通过谷氨酸脱氢酶转化为α-酮戊二酸来测定谷氨酸浓度+
45.用分光光度法测定培养基中的L-乳酸45基于乳酸脱氢酶和NAD将乳酸氧化为丙酮酸+在联氨存在下。NAD(P)H的产生是在340时测得的 Cobas-Mira Plus分析仪中的nm。培养基中葡萄糖和谷氨酰胺的消耗量以及乳酸的产生量均通过时间和所有培养期内存在的细胞数量进行校正。假设每个培养时间之间呈线性增长。所有结果均以μmol表示 × 百万个细胞−1 × 小时−1.
细胞内氨积累
使用氨测定试剂盒(Abcam,ab83360)检测氨。单元格(5 × 105每60毫米板)以一式18份的方式进行电镀 实验前h。处理后,细胞在分析缓冲液中均质,以达到最终浓度2 × 106细胞/100 μl,13000×离心 10克 4时最小值 摄氏度。10 根据制造商的建议,使用μl上清液进行分析。
mRNA表达分析
根据制造商的说明,使用Ambion的RNA迷你试剂盒从细胞中提取总RNA。为了测定RNA浓度,在260 测量纳米。cDNA来自1 μg使用SuperScript II逆转录酶(Invitrogen)纯化的RNA,最终体积为20 μl。对于RT-PCR,4 将μl cDNA(15 ng/反应)分三次装入96 well板和6 添加μl的混合反应。将平板密封并离心1 200时最小值 × g,运行如下:50 2°C 最小值,95 10°C 最小值,在95℃下进行40次变性循环 15°C s、 56℃退火 15°C s、 72时的伸长率 60°C s、 以及95的最后三个步骤 15°C s、 60个 2°C 最小值和95 15°C s.GAPDH被用作参考,ΔΔC(t)方法被用于量化基因表达。引物序列如表所示.
表1
底漆 | 顺序 |
---|
香港2_F | 中央电视台 |
香港2_R | CTGGTCAACCTTCGCACTT公司 |
谷氨酸1_F | CAGTATGTGGAGCAACTGTGT公司 |
谷氨酸_R | AAGGTCCGCCTTTAGTCT公司 |
PFKFB3_F型 | CAGTGTGGCCTCCAATATC公司 |
pfkfb3r | GGCTTCATAGCACTGATCC公司 |
GLS1_F型 | 时间 |
GLS1_R类 | AGCAAAATCTTCGAAGTGCAGAC公司 |
前列腺素C1A_F | AGATCCTCTCAAGATCCTCT |
前列腺素C1A_R | ACGTGATCTCACATAGAGG公司 |
ACTB_F公司 | TCCTCCCTGGAGAGAGCTA公司 |
ACTB_R公司 | GAAGGAAGGCTGGAAGTG加加格特 |
二氧化碳_F | ACGGCGGACTAATCTTCAAC公司 |
COXII_R | CGATTGTCACGTCAAGGAG公司 |
免疫印迹法
大约40 μg蛋白质在10%或12%SDS-PAGE Laemmli凝胶上分离,取决于感兴趣蛋白质的分子量。采用湿印迹系统(Bio-Rad)将蛋白质转移到硝化纤维素膜上,用0.1%蓬松(在5%乙酸中)染色以评估转移效率。膜堵塞1 室温下5%非脂肪乳(PBS)中的h。初级抗体在PBS中用5%的BSA和0.1%的吐温20稀释。以1:1000的浓度使用以下抗体:p38α(细胞信号,9218)、P-p38(Thr180/Tyr182)(细胞信号传导,9211 S) ,P-MAPKAPK2(Thr222)(细胞信号,3044 S) 、P-Hsp27(Ser82)(StressGene,SPA-523)、P-PDHE1-A I型(Ser293)(Merk Millipore,ABS204)、c-Myc(Abcam,ab32072)、Tim-44(BD,{“类型”:“entrez-notide”,“属性”:{“文本”:“T14720”,“term_id”:“440699”,“term_text”:“T14720”}}T14720型),TFAM(Abcam,ab131607),VDAC-1(Abcam,ab14734),P-CREB(Ser133)(细胞信号,#9191),P-eIF4E(Ser209)(细胞信号,#9741)。MKK6兔抗血清已在前面描述过46,p38γ抗体由Ana Cuenda(CNB,马德里)善意提供。以1:5000的比例使用Tubulin(Sigma,T9026)作为负荷控制。次级Alexa氟结合抗体在1%非脂肪乳中稀释1:5000。使用奥德赛红外成像系统(Li-Cor Biosciences)分析膜。
成立14C转化为脂质和蛋白质
细胞以2.5的密度播种 × 105细胞/孔(6孔板)和18 h后改变培养基,对细胞进行不同处理以激活或抑制p38 MAPK通路。6之后 h、 培养基中添加微量[U14C] 葡萄糖或[U14C] 谷氨酰胺(0.1 μCi/ml),细胞进一步培养24小时 h.实验一式三份。用PBS清洗细胞,用200 μl 0.5%Triton X-100,储存于−80 °C持续1-5天。解冻后,180 取μl悬浮液进行油脂和蛋白质提取。第一个600 添加μl氯仿/甲醇(2:1)并旋转1 分钟后,将混合物离心500 × 5的g min.将富含脂质的氯仿相风干过夜,并在200年内重新悬浮 μl氯仿。富含蛋白质的阶段用甲醇洗涤,并在14200纺丝 × 5的g 分钟,风干过夜。第二天,蛋白质部分在200 μl盐酸胍6 M,在65岁时孵化 15°C 最小值。14C掺入量大于1 使用MicroBeta2闪烁计数器(PerkinElmer)测量每个样品的最小值,并对蛋白质浓度进行标准化。
统计分析
所有统计数据都是使用GraphPad Prism软件使用Student进行的t吨-测试非配对双尾分析:(****)p < 0.00001,(***)p < 0.0001,(**)p < 0.001,(*)p < 0.01之间。
鸣谢
我们感谢Mike Murphy和Sebastian Rogatti(英国剑桥MRC)为MitoQ、Travis Stracker和Suvi Aivio(巴塞罗那IRB)以及Cristina Muñoz-Piñedo(巴塞罗那IDIBELL)提供了多项建设性建议,并感谢Lídia Bardia和Advanced Digital Microscopy Core Facility为共焦显微镜提供帮助。这项工作得到了欧洲委员会(ERC 294665)、西班牙MINECO(BFU2010-17850)、AGAUR(2014 SRG-535)和BBVA基金会对A.R.N.的资助。N.T.和K.S.承认“La Caixa”博士前奖学金。M.C.承认2014年AGAUR拨款SGR-1017以及ICREA学院(ICREA基金会-加泰罗尼亚总干事)的支持。巴塞罗那IRB通过塞韦罗·奥乔亚卓越中心奖和加泰罗尼亚政府CERCA项目获得了MINECO的机构资金。
作者贡献
N.T.设计并执行了大部分实验,分析了数据并撰写了手稿。J.P.M.、K.S.和S.M.提供了建议并进行了一些实验。M.C.和A.Z.提供了必要的试剂和建议。A.R.N.设计了整个研究,提供了资金,分析了数据,并撰写了论文。
脚注
电子辅助材料
补充信息本文在doi:10.1038/s41598-017-11309-7
出版商备注:Springer Nature在公布的地图和机构关联中的管辖权主张方面保持中立。
工具书类
1Cuenda A,Rousseau S.p38 MAP激酶途径调控,在人类疾病中的功能和作用。Biochim生物物理学报。2007;1773:1358–1375. doi:10.1016/j.bbamcr.2007.03.010。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 2Cuadrado A,Nebreda AR。p38 MAPK信号传导的机制和功能。生物化学杂志。2010;429:403–417. doi:10.1042/BJ20100323。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 三。Trempolec N,Dave-Coll N,Nebreda AR。快照:p38 MAPK底物。单元格。2013年;152:924–924 e921。doi:10.1016/j.cell.2013.01.047。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 4Trempolec N,Dave-Col N,Nebreda AR。快照:p38 MAPK信号。单元格。2013年;152:656–656 e651。doi:10.1016/j.cell.2013.01.029。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 5Gaestel M.MAPKAP激酶-MKs-二人的公司,三人的人群。Nat Rev Mol细胞生物学。2006;7:120–130. doi:10.1038/nrm1834。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 6Tong X、Zhao F、Thompson CB。癌症细胞从头合成核苷酸的分子决定因素。遗传学与发展的当前观点。2009;19:32–37. doi:10.1016/j.gde.2009.01.002。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 7Vander Heiden MG.靶向癌症新陈代谢:打开治疗之窗。Nat Rev药物发现。2011;10:671–684. doi:10.1038/nrd3504。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 8Ahmadian M等人。PPARgamma信号和代谢:好的、坏的和未来。国家医学院。2013年;19:557–566. doi:10.1038/nm.3159。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 9芬克·BN,凯利·DP。PGC-1辅活化剂:健康和疾病中能量代谢的诱导调节器。临床投资杂志。2006;116:615–622. doi:10.1172/JCI27794。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 10Vander Heiden MG、Cantley LC、Thompson CB。了解Warburg效应:细胞增殖的代谢需求。科学。2009;324:1029–1033. doi:10.1126/science.1160809。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 11Ward PS,Thompson CB公司。代谢重编程:癌症的标志,甚至warburg都没有预料到。癌细胞。2012;21:297–308. doi:10.1016/j.ccr.2012.02.014。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 12Fujishiro M等人MKK6/3和p38 MAPK通路的激活对于胰岛素诱导的葡萄糖摄取不是必需的,而是调节葡萄糖转运蛋白的表达。生物化学杂志。2001;276:19800–19806. doi:10.1074/jbc。M101087200。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 13Montessuit C等。心肌细胞葡萄糖转运蛋白表达的调节:p38 MAPK是GLUT4的强诱导剂。心血管研究。2004;64:94–104. doi:10.1016/j.ccardires.2004.06.005。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 14Gould GW,Cuenda A,Thomson FJ,Cohen P.白细胞介素-1和胰岛素样生长因子-1刺激KB细胞的2-脱氧葡萄糖摄取需要不同的有丝分裂原活化蛋白激酶级联激活。生物化学杂志。1995;311:735–738. doi:10.1042/bj3110735。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 15曹伟,等。p38有丝分裂原活化蛋白激酶在肝脏糖异生中起刺激作用。生物化学杂志。2005;280:42731–42737. doi:10.1074/jbc。M506223200。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 16Collins QF,Xiong Y,Lupo EG,Jr.,Liu HY,Cao W.p38有丝分裂原活化蛋白激酶介导游离脂肪酸诱导的肝细胞糖异生。生物化学杂志。2006;281:24336–24344. doi:10.1074/jbc。M602177200。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 17Haq R等。组成性p38HOG有丝分裂原活化蛋白激酶激活诱导永久性细胞周期阻滞和衰老。癌症研究。2002;62:5076–5082.[公共医学][谷歌学者] 18Desideri E等。MAPK14/p38α依赖性葡萄糖代谢调节影响饥饿期间ROS水平和自噬。自噬。2014;10:1652–1665. doi:10.4161/auto.29456。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 19Wu M等。多参数代谢分析揭示了人体肿瘤细胞线粒体生物能量功能减弱与糖酵解依赖性增强之间的密切联系。美国生理学杂志《细胞生理学》。2007;292:C125–136。doi:10.1152/ajpcell.00247.2006。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 20Mookerjee SA、Goncalves RL、Gerencser AA、Nicholls DG、Brand MD。呼吸和糖酵解对细胞外酸生成的贡献。Biochim生物物理学报。2015;1847:171–181. doi:10.1016/j.babio.2014.10.005。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 21莫兰,N。等四环素类药物在真核生物模型中干扰线粒体功能:生物医学研究中需要谨慎。单元格代表,编号:S2211-1247(15)00180-1(2015)。[PMC免费文章][公共医学] 22Wise DR等。Myc调节转录程序,刺激线粒体谷氨酰胺水解并导致谷氨酰胺成瘾。美国国家科学院程序。2008;105:18782–18787. doi:10.1073/pnas.0810199105。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 23Soga T.癌症新陈代谢:新陈代谢重编程的关键参与者。癌症科学。2013年;104:275–281. doi:10.1111/cas.12085。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 24Li F等人Myc刺激核酸编码的线粒体基因和线粒体生物发生。分子细胞生物学。2005;25:6225–6234. doi:10.1128/MCB.25.14.6225-6234.2005。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 25Wai T,Langer T.线粒体动力学和代谢调节。内分泌代谢趋势。2016;27:105–117. doi:10.1016/j.tem.2015.12.001。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 26Youle RJ,Karbowski M.凋亡中的线粒体分裂。Nat Rev Mol细胞生物学。2005;6:657–663. doi:10.1038/nrm1697。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 27墨菲议员。靶向线粒体的亲脂阳离子。Biochim生物物理学报。2008;1777:1028–1031. doi:10.1016/j.bbabio.2008.03.029。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 28Fink BD等。内皮细胞中线粒体靶向辅酶Q类似物的生物能量效应。药理学实验与治疗杂志。2012;342:709–719. doi:10.1124/jpet.112.195586。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 29Reily C等。线粒体靶向化合物及其对细胞生物能量学的影响。氧化还原生物学。2013年;1:86–93. doi:10.1016/j.redox.2012.11.009。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 30Novellasdemunt L等。压力刺激下p38/MK2通路激活癌细胞中的PFKFB3。生物化学杂志。2013年;452:531–543. doi:10.1042/BJ20121886。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 31Murphy LO,Blenis J.MAPK信号特异性:在正确的时间、正确的地点。生物化学科学趋势。2006;31:268–275. doi:10.1016/j.tibs.2006.03.009。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 32Mace G,Miaczynska M,Zerial M,Nebreda AR。p38 MAP激酶对EEA1的磷酸化调节μ阿片受体内吞作用。EMBO J。2005;24:3235–3246. doi:10.1038/sj.emboj.7600799。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 33Cao W,等。p38有丝分裂原激活蛋白激酶是棕色脂肪解偶联蛋白1基因的环AMP依赖性转录的中央调节器。分子细胞生物学。2004;24:3057–3067. doi:10.1128/MCB.24.7.3057-3067.2004。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 34Gibala MJ等人。短暂的高强度间歇运动激活AMPK和p38 MAPK信号传导,并增加人类骨骼肌中PGC-1α的表达。应用物理学杂志。2009;106:929–934. doi:10.1152/japplphyperical.90880.2008。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 35Green DR、Galluzzi L、Kroemer G.细胞生物学。细胞死亡的代谢控制。科学。2014;345:1250256。doi:10.1212/science.1250256。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 36Holmstrom KM,Finkel T.氧化还原依赖信号的细胞机制和生理后果。Nat Rev Mol细胞生物学。2014;15:411–421. doi:10.1038/nrm3801。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 37Kalogeris T,Bao Y,Korthuis RJ。线粒体活性氧:缺血/再灌注与预处理中的双刃剑。氧化还原生物学。2014;2:702–714. doi:10.1016/j.redox.2014.05.006。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 39Bonnet S等人。癌细胞中线粒体-K+通道轴受到抑制,其正常化促进细胞凋亡并抑制癌细胞生长。癌细胞。2007;11:37–51. doi:10.1016/j.ccr.2006.10.020。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 40Rolli M、Kotlyarov A、Sakamoto KM、Gaestel M、Neininger A。p38/应激激活蛋白激酶2对早期生长反应基因-1的应激诱导刺激是由cAMP反应启动子元件以MAPKAP激酶2独立的方式介导的。生物化学杂志。1999;274:19559–19564. doi:10.1074/jbc.274.28.19559。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 41Leigh-Brown S、Enriquez JA、Odom DT。哺乳动物线粒体中的核转录因子。基因组生物学。2010;11:215.数字对象标识代码:10.1186/gb-2010-11-7-215。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 42Austin S,St-Pierre J.PGC1alpha和线粒体代谢——老龄化和神经退行性疾病的新概念和相关性。细胞科学杂志。2012;125:4963–4971. doi:10.1242/jcs.113662。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 43墨菲议员。理解和预防线粒体氧化损伤。生物化学股份有限公司。2016;44:1219–1226. doi:10.1042/BST20160108。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 44Hope HR等,p38有丝分裂原活化蛋白激酶的新型N-苯基吡啶酮抑制剂的抗炎特性:临床前到临床的转化。药理学实验与治疗杂志。2009;331:882–895. doi:10.1124/jpet.109.158329。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 45de Atauri P等人。K-ras转化下代谢适应中的碳代谢和控制系数符号。Biochim生物物理学报。2011;1807:746–754. doi:10.1016/j.bbabio.2010.11.015。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者] 46Alonso G,Ambrosino C,Jones M,Nebreda AR。p38有丝分裂原活化蛋白激酶亚型的差异激活取决于信号强度。生物化学杂志。2000;275:40641–40648。doi:10.1074/jbc。M007835200。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]