JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)換通路在MT抗Dox心肌毒性中的作用.pdf

1、阿霉素(doxorubicin，Dox)又名多柔比星，屬蒽醌類抗生素，是臨床上最為常用的一種廣譜高效的抗腫瘤藥物，但其容易在心臟中特異性蓄積，從而誘發(fā)心臟毒性，導(dǎo)致嚴(yán)重的心肌損傷和心力衰竭，這嚴(yán)重限制了其臨床應(yīng)用。Dox心臟毒性機(jī)制的研究主要是其在代謝過程中產(chǎn)生了活性氧(Reactiveoxygenspecies，ROS)，過量的ROS攻擊心肌細(xì)胞，從而引起心肌氧化損傷。有研究表明Dox可增加心肌細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生，并且可使心肌細(xì)胞抗氧

2、化物酶活性的降低，從而使心肌細(xì)胞處于氧化應(yīng)激狀態(tài)。
　　 金屬硫蛋白(metallothionein，MT)是一類低分子量的富含半胱氨酸的金屬結(jié)合蛋白，其廣泛存在于哺乳動(dòng)物的各種組織器官中。MT具有與重金屬結(jié)合作用和對(duì)自由基的清除功能，在氧化應(yīng)激狀態(tài)下對(duì)外源性物質(zhì)所引起的細(xì)胞組織損傷具有一定的保護(hù)作用，因此MT被認(rèn)為是一種內(nèi)源性細(xì)胞保護(hù)物質(zhì)。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，金屬硫蛋白在對(duì)抗Dox心臟毒性過程中發(fā)揮了重要作用，但具體作用機(jī)制仍然

3、不是十分清楚。
　　 JAK-STAT(Januskinase/signaltransducerandactivatoroftranscription)代表的是一條極其快速的從細(xì)胞外到細(xì)胞核的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。JAK(JanusActivatedKinase)是非受體型酪氨酸激酶，有4個(gè)成員，包括JAK1、JAK2、JAK3和TYK2。其中JAK1、JAK2和TYK2在各種細(xì)胞中普遍表達(dá)，而JAK3主要在造血細(xì)胞中表達(dá)。AG490是

4、JAK2的特異性拮抗劑，是一種PTK抑制物，它可作為JAK-STAT信號(hào)通路的特異性抑制劑。STAT(signaltransducersandactivatorsoftranscription)為信號(hào)轉(zhuǎn)錄因子及活化子，可被JAK磷酸化而活化。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，STATs家族可以分為七個(gè)亞型，STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b和STAT6。JAK-STAT信號(hào)通路是細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要途徑，涉及細(xì)

5、胞增殖分化、凋亡、免疫、炎癥、腫瘤和心肌損傷等多種病理生理過程。我們前期工作發(fā)現(xiàn)，無論是生理狀態(tài)下還是Dox作用前后，MT野生型(MT+/+)小鼠和MT-Ⅰ/Ⅱ型基因敲除(MT-/-)小鼠的心臟組織中，JAK-STAT信號(hào)通路上的基因表達(dá)均有變化，提示JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與MT抗Dox所致的心肌細(xì)胞氧化損傷作用有關(guān)。因此，本實(shí)驗(yàn)主要是闡明JAK-STAT信號(hào)通路在MT抗Dox心肌毒性中的作用。
　　 采用原代培養(yǎng)的MT野

6、生型(MT+/+)小鼠和MT基因敲除(MT-/-)小鼠乳鼠的心肌細(xì)胞進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞給予Dox處理后，采用westernblotting方法檢測(cè)Dox作用前后，MT+/+和MT-/-乳鼠的心肌細(xì)胞中JAK2和STAT3蛋白以及二者磷酸化蛋白表達(dá)情況。結(jié)果表明，Dox給藥后，MT+/+小鼠心肌細(xì)胞中JAK2和STAT3蛋白的磷酸化水平均明顯升高，提示MT對(duì)抗Dox心肌毒性的作用可能是通過JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮的。
　　

7、 為了進(jìn)一步研究JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是否真正的參與了MT抗Dox心肌毒性的過程，我們用JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的特異性抑制劑AG490對(duì)心肌細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理。實(shí)驗(yàn)分為四組即：對(duì)照組，AG490單獨(dú)給藥組，Dox染毒組，AG490預(yù)處理后Dox染毒組。通過觀察心肌細(xì)胞形態(tài)學(xué)的變化，測(cè)量心肌細(xì)胞乳酸脫氫酶(LDH)漏出量以及Hoechst33258染色法測(cè)心肌細(xì)胞凋亡情況來反映心肌細(xì)胞受損情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用AG490預(yù)處理以后可

8、增加MT+/+小鼠的心肌細(xì)胞的凋亡數(shù)并加重Dox對(duì)MT+/+小鼠的心肌細(xì)胞毒性，但對(duì)MT-/-小鼠并沒有太大影響。
　　 大量研究表明Dox的心臟毒性主要與ROS的大量生成有關(guān)，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的過量的ROS能攻擊脂質(zhì)、蛋白質(zhì)以及DNA等生物大分子，從而造成心肌細(xì)胞的氧化損傷。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)心肌細(xì)胞內(nèi)ROS含量、心肌細(xì)胞脂質(zhì)過氧化程度、蛋白質(zhì)羰基化程度以及超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活力的檢測(cè)，來反映心肌細(xì)胞的氧化損傷