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.2018年9月:18:138-157。
doi:10.1016/j.redox.2018.07.004。 Epub 2018年7月7日。

褪黑素通过抑制FOXO1介导的自噬保护小鼠颗粒细胞免受氧化损伤:抗氧化依赖机制的含义

附属公司

褪黑素通过抑制FOXO1介导的自噬保护小鼠颗粒细胞免受氧化损伤:抗氧化依赖机制的含义

沈铭等。 氧化还原生物. 2018年9月.

摘要

氧化应激被描述为卵泡闭锁期间颗粒细胞死亡的主要驱动因素。越来越多的证据表明褪黑素在保护GC免受氧化损伤方面的潜在作用,但其潜在机制仍不明确。在这里,我们首先提出,通过一些新的调节物抑制自噬有助于褪黑激素介导的GC在氧化应激条件下存活。褪黑素给药后,氧化诱导的GCs活性丧失显著降低,这与体内外氧化刺激后的自噬信号减弱有关。与褪黑素治疗相比,抑制自噬对氧化应激期间GC死亡的预防作用相似,但褪黑素对自噬抑制剂预处理的GC没有提供额外的保护。值得注意的是,我们发现褪黑素对自噬死亡的直接调控与其抗氧化/自由基清除能力无关。进一步的研究发现FOXO1是褪黑激素的关键下游效应器,可促进GC从氧化应激诱导的自噬中存活。具体而言,通过褪黑素磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-AKT轴抑制FOXO1不仅提高了GC对氧化应激的抵抗力,而且还消除了从基因表达到自噬空泡形成的自噬反应。此外,SIRT1信号的激活对于褪黑素介导的FOXO1脱乙酰化及其与ATG蛋白的相互作用,以及抑制氧化应激的GC的自噬死亡都是必需的。这些发现揭示了褪黑素通过抑制FOXO1防御GC氧化损伤的全新机制,FOXOl可能是无排卵障碍的潜在治疗靶点。

关键词:抗氧化依赖性;自噬死亡;FOXO1;颗粒细胞;褪黑素;氧化损伤。

PubMed免责声明

数字

fx1型
图形摘要
图1
图1
MT对自噬的抑制作用可减少小鼠毛囊GC的氧化损伤。小鼠腹腔注射褪黑激素(15mg/kg)或0.5%乙醇盐水,每天8:00一次早上7天。从第3天到第7天,小鼠再次腹腔注射3-NP(50mg/kg)或0.5%乙醇盐水(8:00)每天下午。收集卵巢24个最后注射后h。用抗MAP1LC3B(A)和抗SQSTM1(B)免疫组化方法检测卵巢切片中GC的表达。酒吧,100微米。O、 卵母细胞;GC,颗粒细胞;B、 基底膜;T、 卵泡膜细胞。红色轮廓区域在下部面板中被放大。(C) 对从接受指定治疗的小鼠卵巢GC中采集的MAP1LC3B和SQSTM1进行免疫印迹分析。(D–F)MAP1LC3B总表达、MAP1LC3-II积累和SQSTM1降解的量化。TUBA1A作为装载的控制装置。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3、**P<0.01; NS,不显著,P > 0.05. (G) 使用CCK-8分析评估从指定给药的小鼠中检索到的卵巢GC的活性。数据表示平均值±瑞典;n个 = 每组3人**P(P)<0.01; NS,不显著,P > 0.05(有关此图例中颜色参考的解释,请读者参阅本文的网络版。)。
图2
图2
褪黑素抑制H2O(运行)2-在培养的GC中诱导自噬。(A) 收到的GC 24褪黑激素h(10μM)处理后在PBS中冲洗,并与200μM小时2O(运行)2对于2h.用吖啶橙染色法检测酸性囊泡细胞器(AVO,红色)。酒吧,10微米。(B) 通过计算每个细胞的AVO数量来量化自噬空泡的形成。实验重复三次,并随机选择每张盖玻片的三个区域进行计数。数据表示平均值±瑞典;n个 = 每组3人**P(P)<0.01. (C) 培养或不培养10个GC24μM褪黑激素然后在PBS中清洗h,并用h处理2O(运行)2对于0–2h.通过western blotting检测胃癌组织中MAP1LC3B和SQSTM1的表达。(D–F)通过密度分析量化MAP1LC3B-II的积累、MAP1LC3-I向MAP1LC2B-II的转化以及SQSTM1的降解。TUBA1A用作装载控制。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3. * *P(P)<0.01; NS,不显著,P > 0.05. (G) GFP-MAP1LC3B质粒转染24小时的GCs再培养24小时有无10时为h2前μM褪黑激素h(共h个)2O(运行)2(200μM)培养。为了抑制自溶体的形成,胃蛋白酶抑制素A(10μg/ml)和E64(10μg/ml)添加1h之前的h2O(运行)2(200μM)暴露。酒吧,10微米。(H) 通过量化每个细胞的GFP-MAP1LC3B点来评估自噬体的形成。实验重复三次,并随机选择每张盖玻片的三个区域进行计数。数据表示平均值±第E节;n个 = 每组3人*P(P)<0.05,**P<0.01; N、 不显著,P > 0.05. 体育、胃蛋白酶抑制素A和E64。(一) 用10预处理的GC24μM褪黑激素然后在PBS中冲洗h,并暴露于200微米高2O(运行)2对于2h.为了阻断自噬流,胃蛋白酶抑制素A(10μg/ml)和E64(10μg/ml)添加1h之前的h2O(运行)2暴露。Western blotting显示MAP1LC3B和TUBA1A的表达水平。(J) MAP1LC3B-II积聚免疫印迹信号的量化。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.*P(P)<0.05,**P<0.01; N、 不显著,P > 0.05. (K) GC在含有1024μM褪黑激素h、 使用PBS清洗,与200微米高2O(运行)2对于0–2h、 然后进行处理,以使用CCK-8分析测定细胞活力。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.*P(P)<0.05,**P<0.01; NS,不显著,P > 0.05.
图3
图3
褪黑素优先抑制自噬死亡,以防止氧化应激诱导的GC损伤。(A) 有24名学生的GCs褪黑激素h(10μM)处理在PBS中漂洗,然后暴露于H2O(运行)2(200μM)用于2h.自噬抑制剂3-MA(10mM)或凋亡抑制剂Z-VAD-FMK(50μM)添加1h之前的h2O(运行)2孵化。使用CCK-8分析测定细胞活力。数据表示平均值±瑞典;n个 = 每组3人*P(P)<0.05(**P<0.01)与0时的车辆组h.#表示P<0.05(##代表P<0.01)与H2O(运行)2-只有经过处理的细胞代表P > 0.05与H2O(运行)2-仅治疗细胞。N、 不显著,P > 0.05. δ表示P<0.05(δδ表示P<0.01)与Z-VAD-FMK处理的细胞相比。(B和C)原代培养的GC保持为未经处理的对照或转染贝肯1小干扰RNA,附件7siRNA或48的加扰控制siRNAh.使用western blotting评估BECN1和ATG7的蛋白质水平。TUBA1A用作装载控制。(D和E)GC转染贝肯1小干扰RNA,附件7siRNA或24的加扰控制siRNAh培养在含有10μM褪黑激素再补充24小时2之前的h第h页,共h页2O(运行)2(200μM)培养。然后收集细胞裂解物进行western印迹分析。通过密度计分析对MAP1LC3B-II的积累和SQSTM1的降解进行定量。TUBA1A用作装载控制。数据表示平均值±瑞典;n个 = 每组3人**P(P)<0.01; N、 不显著,P > 0.05. (F) 细胞活力通过GCs中的CCK-8分析测定,采用如上所述的指示处理。**代表P<与“非siRNA”条件相比为0.01。#代表P > 0.05与“非siRNA”条件相比代表P > 与H相比0.052O(运行)2+褪黑激素状态。
图4
图4
褪黑素通过氧化刺激降低GC中ROS的产生。(A) 用或不用10预处理的GC24μM褪黑激素然后使用PBS冲洗h,并在有或无h的情况下培养2O(运行)2(200μM)。2h后,通过测定铁的还原转化率来评估总抗氧化能力(T-AOC)3+-TPTZ到Fe2+-TPTZ公司。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.**代表P<与对照组相比为0.01。#代表P<与H相比0.052O(运行)2-仅治疗细胞。(B) 使用如上所述的指示处理检测GC中的ROS生成。酒吧,20微米。(C) 细胞内ROS水平的定量。用ImageJ 1.42q软件计算每个GC中的光密度。实验重复三次,并随机选择每份盖玻片的三个区域进行计数。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.*P<0.05,**P<0.01; NS,不显著,P > 0.05.
图5
图5
褪黑素对H的抑制作用2O(运行)2-触发的自噬GC死亡独立于ROS的消除。(A) 在含有1024μM褪黑激素然后在PBS中冲洗h,并暴露于2h(共h个)2O(运行)2(200μM)培养。添加褪黑素下游抗氧化剂(AOI)抑制剂1h之前的h2O(运行)2治疗。总抗氧化能力(T-AOC)的测定如材料和方法一节所述。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.*P(P)<0.05,**P<0.01; NS,不显著,P > 0.05. (B) GC接受H2O(运行)2上述褪黑激素和/或AOI处理后的暴露。用二氯荧光素荧光(绿色)检测ROS水平,用DAPI(蓝色)复染细胞核。酒吧,20微米。(C) 使用ImageJ软件量化细胞内ROS的光密度。**代表P<与对照组相比0.01;#代表P<0.05; N、 不重要。(D) GCs中MAP1LC3B和SQSTM1的免疫印迹检测接受上述指示的治疗。(E和F)MAP1LC3B-II积累和SQSTM1降解的定量。TUBA1A用作装载控制。数据表示平均值±瑞典;n个 = 每组3人。**代表P<与对照组相比为0.01。##代表P<与H相比为0.012O(运行)2-仅治疗细胞。N、 不重要。(G) 用H处理原代培养的GC2O(运行)2不同浓度,如2所示收集h进行MAP1LC3B和SQSTM1的免疫印迹分析。(H和I)通过密度分析量化MAP1LC3B-II和SQSTM1的表达。**代表P<与对照组比较0.01;NS,不显著。(J) 用或不用褪黑激素预处理的GC(10μM)用于24然后在PBS中冲洗h,并用h培养2O(运行)2不同浓度。2h后,在激光共聚焦扫描显微镜下观察GCs中ROS的形成。酒吧,20微米。(K) 通过计算每个GC中的绿色荧光光密度来定量ROS水平。实验重复三次,并随机选择每份盖玻片的三个区域进行计数。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.**代表P<与对照组比较0.01;NS,不显著。(五十) 与10一起培养的GC24μM褪黑激素然后在PBS中冲洗h,并暴露于2h(共h个)2O(运行)2(200μM)培养。为了抑制褪黑素诱导的下游抗氧化成分的激活,用AOI 1处理细胞h之前的h2O(运行)2暴露。如上所述检查细胞活力**P(P)<0.01; NS,不显著,P > 0.05之间。
图6
图6
褪黑素对FOXO1依赖性自噬的抑制可减轻GC的氧化损伤。(A) 原代培养的GCs转染福克斯1siRNA或48的加扰控制siRNAh.通过western blotting检测FOXO1的表达。(B) 转染有福克斯1siRNA或干扰对照siRNA与1024μM褪黑激素h、 在PBS中清洗,然后进行2次h(共h个)2O(运行)2暴露(200μM)。采用qRT-PCR方法检测胃癌自噬相关(Atg)基因的mRNA水平。表达数据标准化为Actb公司显著性标记为**P<0.01 vs.SC siRNA组##P(P)<0.01相对于SC siRNA+H2O(运行)2组。N、 不显著,P > 0.05. SC siRNA,加扰对照siRNA。(C)采用上述指示处理对GC中MAP1LC3B和SQSTM1进行免疫印迹分析。(D和E)通过密度分析量化MAP1LC3B-II积累和SQSTM1降解。TUBA1A用作装载控制。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.**代表P<0.01与对照组;##代表P<0.01 vs·H2O(运行)2组。NS,不显著,P > 0.05. (F) 转染有福克斯1siRNA或24的加扰控制siRNA再培养24小时有无10时为h2前μM褪黑激素第h页,共h页2O(运行)2(200μM)培养。然后收集细胞,对自噬结构进行TEM成像。酒吧,1微米。放大后的图像(下图)显示了更清晰的自噬空泡(红色箭头)。(G) GC中每个细胞段的自噬液泡数。条形图为平均值±10个细胞切片结果的S.E**P(P)<0.01; NS,不显著,P > 0.05. (H) CCK-8法检测细胞活性。GC按上述方式处理。数据表示平均值±瑞典;n个 = 每组3人。**代表P<0.01 vs.加扰siRNA-only处理细胞;##代表P<0.01与H2O(运行)2组。NS,不显著,P > 0.05. (一) 转染有福克斯1siRNA或24的加扰控制siRNAh暴露于不同浓度的褪黑激素(0、5、10、20μM)。24h后,在PBS中清洗细胞并用h培养2O(运行)2(200μM)用于另一个2h.表达福克斯1通过qRT-PCR测定。相对表达水平标准化为Actb公司.数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.**代表P<0.01与。福克斯1siRNA组;#代表P<0.01 vs.SC siRNA组。SC siRNA,加扰控制siRNA(要解释此图例中的颜色参考,请参阅本文的网络版。)。
图7
图7
褪黑素抵消H2O(运行)2-通过PI3K-AKT途径诱导自噬GC死亡。(A) 用10培养后24μM褪黑激素h、 GCs在PBS中清洗,然后进行h2O(运行)2(200μM)孵育1或2h.通过western blotting测定磷酸化AKT(p-AKT)和总AKT的表达。(B–D)使用密度分析定量总AKT、p-AKT的相对表达以及p-AKT与总AKT的比值。TUBA1A用作装载控制。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.**代表P<与对照组相比为0.01。#代表P > 与对照组相比,0.05。(E) 生长在含有1024μM褪黑激素h在PBS中清洗,然后用200微米高2O(运行)2对于2h.对于PI3K活性的抑制,LY294002(20μM)添加1h之前的h2O(运行)2治疗。Western blotting检测p-AKT和总AKT的蛋白水平。(F和G)定量p-AKT表达和p-AKT与总AKT的比率**P(P)<0.01; NS,不显著,P > 0.05. (H) 用或不用10预处理的GC24μM褪黑激素然后在PBS中冲洗h,并在有或无200微米高2O(运行)2对于2h.qRT-PCR检测GCs中自噬相关(Atg)基因的mRNA水平。表达数据标准化为Actb公司数据代表平均值±瑞典;n个 = 每组3人。*代表P<0.05(**表示P<0.01)与对照组相比代表P > 与H相比0.052O(运行)2-仅治疗细胞。#代表P<0.05(##代表P<0.01)与H相比2O(运行)2-仅治疗细胞。δ表示P<0.05(δδ代表P<0.01)与褪黑素+H相比2O(运行)2组。(一) 采用上述指示的治疗方法对GC中的MAP1LC3B、SQSTM1、AKT和p-AKT进行免疫印迹分析。(J和K)MAP1LC3B-II积累和SQSTM1降解的量化。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3、**P<0.01; NS,不显著,P > 0.05. (五十) 用TEM成像技术对GCs自噬结构进行上述治疗。棒材,1微米。放大后的图像(下图)显示了更清晰的自噬空泡(红色箭头)。(M) GC中每个细胞段的自噬液泡数。条形图为平均值±10个细胞切片结果的S.E**P(P)<0.01; NS,不显著,P > 0.05. (N) 通过CCK-8分析测定接受指定处理的GC中的细胞活力。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3、**P<0.01; NS,不显著,P > 0.05(有关此图例中颜色参考的解释,请读者参阅本文的网络版。)。
图8
图8
通过melatonin-PI3K-AKT轴抑制FOXO1转录活性保护GC免受H的影响2O(运行)2-诱导自噬PCD。(A) 转染有福克斯1siRNA或加扰对照siRNA 24在含有不同浓度褪黑激素(0、5、10、20)的培养基中培养hμM)。24h后,用PBS冲洗细胞,并暴露于h2O(运行)2(200μM)再孵育2h.通过western blotting测定磷酸化FOXO1的表达。(B) 通过密度分析定量FOXO1的磷酸化水平。TUBA1A用作装载控制。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.**代表P<0.01与。福克斯1siRNA组;#代表P<0.01 vs.SC siRNA组。SC siRNA,加扰对照siRNA。(C)用或不加10预处理的GCμM褪黑素24小时然后在PBS中冲洗h,并进行1或2次h(共h个)2O(运行)2(200μM)培养。对于AKT的抑制,副膦(10μM)添加1h之前的h2O(运行)2暴露。用抗FOXO1(绿色)检测FOXOl的亚细胞定位,用DAPI(蓝色)对细胞核进行复染。酒吧,10微米。(D) 细胞核(绿色条)和胞浆(橙色条)中含有FOXO1的细胞百分比。实验重复三次,并随机选择每张盖玻片的三个区域进行计数。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.*P(P)<0.05,**P<0.01. (E) A标记的FOXO1(WT)T24A、S253D、S316A(ADA)或空对照质粒(BP)分别转染到GC中。24h后,细胞在加入或不加入褪黑激素的情况下培养(10μM)用于另一个24h.通过免疫荧光显微镜观察FOXO1(绿色)的亚细胞定位。细胞核用DAPI(蓝色)复染。酒吧,5微米。(F) 在指定处理下,细胞核或胞浆中含有FOXO1的细胞百分比。NPC,非质膜控制;BP,空白质粒;W、 FOXO1-WT质粒;ADA、FOXO1T24A、S253D、S316A质粒**代表P<与非质膜对照组比较0.01;NS,不显著,P > 0.05; ##, P(P)<0.01. (G) 转染FOXO1表达载体(FOXO1-WT,FOXO1-)的GC中Atg基因转录的qRT-PCR分析T24A、S253D、S316A和FOXO1N208A,H212R)在褪黑素存在或不存在的情况下(10μM),如上所述。表达数据标准化为Actb公司.数据表示平均值±瑞典;n个 = 每组3人。**代表P<与非质粒对照组相比为0.01。#代表P<0.05(##代表P<0.01)与FOXO1-WT(W)组相比。N代表P > 与FOXO1相比为0.05T24A、S253D、S316A(ADA)组。(H) 采用蛋白质印迹法测量上述所示处理的GC中Flag-FOXO1、MAP1LC3B和SQSTM1的蛋白质水平。(I和J)MAP1LC3B-II积累和SQSTM1降解的量化。TUBA1A作为装载的控制装置*P(P)<0.05(**P<0.01)与未经褪黑激素治疗的非质膜对照组相比代表P<0.01 vs.未经褪黑素治疗的FOXO1 WT转染组代表P > 0.05与FOXO1T24A、S253D、S316A(ADA)转染组未经褪黑激素治疗。δδ代表P<0.01与FOXO1N208A,H212R(DBD)转染组未经褪黑激素治疗。(K) 原代培养的GC作为未经处理的对照,或转染FOXO1-WT或FOXO1T24A、S253D、S316A24小时h.然后再培养24个细胞有无10时为hμM褪黑激素,并采集用于TEM成像的自噬结构。棒材,1微米。放大后的图像(下图)显示了更清晰的自噬空泡(红色箭头)。(L) GC中每个细胞切片的自噬液泡数量。条形图为平均值±10个细胞切片结果的S.E**P(P)<0.01; NS,不显著,P > 0.05. (M) 通过CCK-8测定转染FOXO1表达质粒的GCs中褪黑素(10μM)处理**P(P)<0.01; N、 不显著,P > 0.05. BP,空白质粒。
图9
图9
FOXO1通过褪黑素-SIRT1信号传导去乙酰化抑制GC中FOXO1-依赖性自噬。(A) GCs与1024μM褪黑激素h、 在PBS中清洗,然后暴露在h中2O(运行)2孵育1或2h.通过蛋白质印迹测定乙酰化FOXO1(Ac-FOXO1)、总FOXO1和脱乙酰酶SIRT1的蛋白质水平。(B和C)使用密度分析定量Ac-FOXO1和SIRT1的相对表达。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.**代表P<与对照组相比为0.01代表P > 与对照组相比,0.05。(D) 转染FOXO1的GCN208A,H212R24的质粒h在含有10的培养基中生长μM褪黑激素。24h后,再培养2个细胞在有或无Sirtinol(100)的情况下μM)或SRT1720(100μM)。然后通过western blotting检测Ac-FOXO1、FOXO1总量、MAP1LC3B和SQSTM1的表达。(E–G)FOXO1乙酰化、MAP1LC3B-II积累和SQSTM1降解的量化。TUBA1A用作装载控制。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.转染FOXO1的(H)GCN208A、H212R24的质粒再培养24小时有无10时为h2前μM褪黑激素小时的Sirtinol(100μM)处理。然后收集细胞,对自噬结构进行TEM成像。0.8巴微米。放大后的图像(下图)显示了更清晰的自噬空泡(红色箭头)。(一) GC中每个细胞段的自噬液泡数。条形图为平均值±10个细胞切片结果的S.E**P(P)<0.01(关于本图图例中颜色参考的解释,请读者参阅本文的网络版。)。
图10
图10
褪黑素通过拮抗H中乙酰化FOXO1和ATG7的相互作用防止自噬死亡2O(运行)2-经处理的GC。(A) 用10预处理的GC24μM褪黑激素然后在PBS中清洗h,并在添加h的培养基中生长2O(运行)2(200μM)。2h后,处理细胞裂解液与抗FOXO1共免疫沉淀,然后用抗BECN1、MTOR、SQSTM1、ATG3、ATG5、ATG7、ATG12、SIRT1和EP300进行探测。WCL,全细胞裂解物。IP,免疫沉淀。(B–D)每个IP反应的共免疫沉淀ATG7、SIRT1和EP300的量归一化为全细胞裂解物(输入)中的TUBA1A含量。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3、**P<0.01. (E–H)GC与1024μM褪黑激素h、 在PBS中冲洗,并暴露于200微米高2O(运行)2对于2h.Sirtinol(100μM)或SRT1720(100μM)添加1h之前的h2O(运行)2孵化。在指定的处理后,收集细胞进行联合免疫沉淀(E–G)或CCK-8分析(H)。为了进行免疫沉淀,用抗FOXO1沉淀细胞裂解物,并用抗Ac-FOXO1或抗ATG7探针。如上所述,对免疫沉淀物中Ac-FOXO1和ATG7的蛋白质水平进行量化。数据表示平均值±瑞典;n个 = 3.**代表P<0.01与对照组。##代表P<0.01与H2O(运行)2-只有经过处理的细胞代表P<0.01 vs.褪黑激素+H2O(运行)2组。NS,不显著,P > 0.05. (一) 转染FOXO1的GCN208A,H212R24的质粒h再培养24小时有无10时为h2前μM褪黑激素小时的Sirtinol(100μM)或SRT1720(100μM)处理。然后提取细胞裂解物与抗FOXO1共同免疫沉淀,然后用抗Ac-FOXO1或抗ATG7进行探测。(J和K)如上所述,对免疫沉淀物中Ac-FOXO1和ATG7的数量进行量化**P(P)<0.01与非治疗对照组。##,P(P)<0.01; N、 不显著,P > 0.05. (五十) CCK-8法检测细胞活性。GC按上述方式处理。数据表示平均值±瑞典;n个 = 每组3人。**代表P<与FOXO1相比为0.01N208A,H212R(DBD)组。##代表P<与FOXO1相比为0.01N208A、H212R(DBD)+褪黑素组。NS,不显著,P > 0.05.

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引用人

工具书类

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