Hoxa5 increases mitochondrial apoptosis by inhibiting Akt/mTORC1/S6K1 pathway in mice white adipocytes

doi:10.18632/oncotarget.20521

。2017年8月24日；8(56):95332-95345.

doi:10.18632/目标20521。 eCollection 2017年11月10日。

Hoxa5通过抑制小鼠白色脂肪细胞中的Akt/mTORC1/S6K1途径增加线粒体凋亡

费峰¹, 钱仁¹, 宋武¹, 穆罕默德·赛义德¹, 朝阳¹

附属公司

PMID： 29221131
PMCID公司： PMC5707025
内政部： 10.18632/目标2021

Hoxa5通过抑制小鼠白色脂肪细胞中的Akt/mTORC1/S6K1途径增加线粒体凋亡

费风等。 Oncotarget公司。 2017。

。2017年8月24日；8(56):95332-95345.

doi:10.18632/目标20521。 eCollection 2017年11月10日。

作者

费峰¹, 钱仁¹, 宋武¹, 穆罕默德·赛义德¹, 朝阳¹

附属

¹西北农林科技大学动物科学与技术学院，陕西杨凌712100。

PMID： 29221131
PMCID公司： PMC5707025
内政部： 10.18632/目标2021

摘要

Homeobox A5型(霍克萨5)，是的成员霍克斯家族，在调控癌细胞增殖和凋亡中起着重要作用。脂肪细胞凋亡的失调体内导致肥胖和代谢紊乱。然而，Hoxa5对脂肪细胞凋亡的影响尚不清楚。在这项研究中，棕榈酸（PA）显著增加了霍克萨5并触发白色脂肪细胞凋亡体内和在体外进一步分析显示，Hoxa5增强了小鼠腹股沟白色脂肪组织（iWAT）脂肪细胞的早期和晚期凋亡细胞以及基因组DNA的断裂。此外，Hoxa5通过线粒体途径而非内质网应激（ERS）诱导或死亡受体（DR）介导的途径加重白色脂肪细胞凋亡。我们的数据还证实，Hoxa5通过提高线粒体的转录活性来促进线粒体凋亡途径巴克斯抑制雷帕霉素复合物1（mTORC1）信号通路的蛋白激酶B（Akt）/哺乳动物靶点。总之，这些发现揭示了Hoxa5与白色脂肪细胞凋亡相关的新机制，为预防和治疗肥胖和某些代谢性疾病提供了一些潜在的可能性。

关键词：Akt/mTORC1通路；Hoxa5；老鼠；线粒体凋亡；白色脂肪细胞。

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利益冲突提交人声明不存在利益冲突。

数字

**图1。PA引发细胞凋亡*霍克萨5*小鼠白色脂肪组织mRNA水平**
**（A）**2周内每2天注射一次棕榈酸（PA，1μg/g）后，喂食周粮的小鼠体重（n=6）。**（B）**注射PA后喂食食物的小鼠的食物摄入量（n=6）。**（C、D）**相对mRNA水平*霍克斯州4*,*霍克萨5*,*霍克萨7*和*霍克萨9*iBAT和iWAT（C）中以及*巴克斯*,*Bcl-2型*,*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9*和*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3*在14天注射PA后喂食食物的小鼠的iWAT（D）中^第个天（n=6）。**（E）**250 nMPA孵育6、12和24小时后，白色脂肪细胞细胞活力的相对OD值（n=6）。**（F）**PA培养24小时后白色脂肪细胞凋亡的Hoechst 33258染色比例尺：200μm（n=3）。**（G）**相对mRNA水平*霍克萨5*,*巴克斯*,*Bcl-2型*,*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9*和*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3*PA孵育24小时（n=6）后在白色脂肪细胞中。**（H）**血清饥饿4、8和12小时后，白色脂肪细胞细胞活力的相对OD值（n=6）。**（一）**血清饥饿12小时后白色脂肪细胞凋亡的Hoechst 33258染色比例尺：200μm（n=3）。**（J）**相对mRNA水平*霍克萨5*,*巴克斯*,*Bcl-2型*,*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9*和*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3*血清饥饿12h（n=6）后，白细胞内脂肪细胞。数值为平均值±SEM。^**P（P）*< 0.05,^***P（P）*与对照组相比<0.01。

**图2。Hoxa5增加白色脂肪细胞的凋亡**
用Ad-Hoxa5或sh-Hoxa5.预处理白色脂肪细胞。**（A）**Ad-Hoxa5或sh-Hoxa6在白色脂肪细胞中的效率（n=6）。**（B）**白色脂肪细胞凋亡的Hoechst 33258染色。比例尺：200μm（n=3）。**（C）**膜联蛋白V-FITC/PI双染色和白色脂肪细胞凋亡的流式细胞术分析。比例尺：200μm（n=3）。**（D）**白色脂肪细胞DNA片段的TUNEL染色。比例尺：200μm（n=3）。**（E）**白色脂肪细胞中活性半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3的相对蛋白水平（n=3）。数值为平均值±SEM。^**P（P）*< 0.05,^***P（P）*与对照组相比<0.01。

**图3。Hoxa5通过线粒体途径促进白色脂肪细胞凋亡**
用Ad-Hoxa5或sh-Hoxa5.预处理白色脂肪细胞。**（A）**24小时白色脂肪细胞凋亡的Hoechst 33258染色。比例尺：200μm（n=3）。**（B）**6小时、12小时和24小时白色脂肪细胞细胞活力的相对OD值（n=6）。**（C、D）**相对mRNA水平*FasL公司*,*肿瘤坏死因子-α*,*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-2*,*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-8* **（C）**,*组78*,印章,*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-12*和*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-7* **（D）**（n=6）。**（E）**JC-1染色和流式细胞术分析白色脂肪细胞线粒体膜电位。比例尺：200μm（n=3）。**（F）**白色脂肪细胞中细胞色素c（Cyt-c）的相对蛋白水平（n=3）。**（G）**相对mRNA水平*巴克斯*,*Bcl-2型*,投标,坏,*胱天蛋白酶-3*和*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9*白色脂肪细胞（n=6）。数值为平均值±SEM。^**P（P）*< 0.05,^***P（P）*与对照组相比<0.01。

**图4。Hoxa5加重PA和血清饥饿诱导的白色脂肪细胞凋亡**
用Ad-Hoxa5或sh-Hoxa5.预处理白色脂肪细胞。**（A、B）**相对mRNA水平*巴克斯*,*Bcl-2型*,*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3*和*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9*（n=6）（A）和蛋白质水平的Bax，Bcl-2，活性Caspase-3（n=3）（B）在白色脂肪细胞中与250 nM PA处理24小时。**（C、D）**相对mRNA水平*巴克斯*,*Bcl-2型*,*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3*和*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9*（n＝6）（C）和血清饥饿处理12小时的白色脂肪细胞中Bax、Bcl-2、活性Caspase-3（n＝3）（D）的蛋白水平。数值为平均值±SEM。^**P（P）*< 0.05,^***P（P）*与对照组相比，P<0.01。

**图5。Hoxa5通过升高*巴克斯*白色脂肪细胞的转录**
**（A）**荧光素酶（Luc）表达载体的构建融合到Hoxa5和小鼠之间的3'UTR和预测靶点*巴克斯*3英尺UTR。**（B）**Hoxa5和*巴克斯*HEK293T细胞转染PGL3-basic（对照）、PGL3-Bax或PGL3-Bax-突变质粒（顶部）；将PGL3-basic（对照）、PGL3-Bax或PGL3-Box-突变质粒与pc-Hoxa5（底部）一起转染HEK293T细胞（n=6）。**（C）**Hoxa5和*巴克斯*（n=3）。**（D）**相对mRNA水平*霍克萨5*和*巴克斯*Ad-Hoxa5感染白色脂肪细胞（n=6）。**（E、F）**和的相对mRNA水平*巴克斯* **（E）**,*Bcl-2型*和*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3* **（F）**与Ad-Hoxa5和sh-Bax共转染后的白色脂肪细胞（n=6）。荧光素酶活性校正为Renilla荧光素酶活性，并归一化为对照活性。PGL3-Bax：Bax启动子区片段与荧光素酶报告子融合，PGL3-Box-突变：突变片段*巴克斯*启动子与荧光素酶报告子融合。数值为平均值±SEM。^{*, #}*P（P）*< 0.05,^{**, ##} *P（P）*与对照组相比，P<0.01。

**图6。Hoxa5通过Akt/mTORC1途径增加白色脂肪细胞凋亡**
用Ad-Hoxa5或sh-Hoxa6、MK2206或雷帕霉素预处理白色脂肪细胞。**（A）**Akt的相对磷酸化水平^Ser473系列和mTORC1^序列2448每组白色脂肪细胞中有或没有MK2206（n=3）。**（B）**每组白色脂肪细胞中有或没有MK2206的活性Caspase-3和Bcl-2的相对蛋白水平（n=3）。**（C）**mTORC1的相对磷酸化水平^序列2448和S6K1^通过389每组白色脂肪细胞中有或没有雷帕霉素（n=3）。**（D）**每组白色脂肪细胞（n=3）中活性Caspase-3和Bcl-2的相对蛋白水平（含或不含雷帕霉素）。数值为平均值±SEM。^**P（P）*< 0.05,^***P（P）*与对照组相比<0.01。

**图7。Hoxa5促进PA诱导小鼠白色脂肪组织凋亡**
七周龄小鼠腹腔注射PBS或PA、Ad-Hoxa5或Sh-Hoxa5。**（A、B）**相对mRNA水平*霍克萨5*（A），*巴克斯*,*Bcl-2型*和*半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3*（B）在小鼠iWAT中注射Ad-Hoxa5或sh-Hoxa6和PA或PBS，每天一次，连续6天（n=6）。**（C、D）**小鼠iWAT中Bax、Bcl-2和活性Caspase-3的相对蛋白水平，在Ad-Hoxa5或sh-Hoxa5-和PA或PBS注射后，每天一次，连续6天（n=3）。数值为平均值±SEM。^**P（P）*< 0.05,^***P（P）*与对照组相比<0.01。

**图8。Hoxa5对小鼠白色脂肪细胞凋亡的调控综述**
我们的数据表明，Hoxa5通过抑制Akt/mTORC1信号通路增加了白色脂肪细胞的凋亡，并且Hoxa5促进了*巴克斯*促进小鼠白色脂肪细胞线粒体凋亡。

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