DJ-1在黑素细胞抗氧化应激中的作用研究

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白癜风是一种临床上常见的色素脱失性皮肤病,其发病机制目前仍不完全清楚,其中涉及遗传背景、氧化应激、自身免疫、精神神经等多种因素。近年来研究发现氧化应激在白癜风发病中发挥重要作用。  正常情况下,皮肤氧化-抗氧化系统处于动态平衡状态,而白癜风患者中这一平衡被打破。有学者发现,在进展期白癜风患者表皮中H2O2浓度可高达为10-3M,远远高于正常人的10-7M-10-6M生理浓度。高浓度的H2O2诱导了白癜风的发生并促进了白癜风的发展。  DJ-1/PARK7基因编码DJ-1蛋白,发现于1997年,曾被认为是癌基因。目前的研究发现其具有多种生物学功能:包括促进细胞增殖,参与雄性精子成熟与受精,抵抗氧化应激等。随着研究的深入,其抗氧化应激功能日益被重视。但DJ-1在黑素细胞中是否表达及其功能如何尚未见报道。  本试验以人原代培养黑素细胞为对象,采用H2O2诱导氧化应激和siRNA干涉技术观察DJ-1基因对细胞形态、增殖活力、细胞内ROS产生及凋亡的影响,以验证其对黑素细胞是否具有抗氧化应激保护作用。  第一部分实验:DJ-1在黑素细胞内的表达鉴定、H2O2适宜浓度及DJ-1特异性有效siRNA序列筛选  1.主要方法  采用免疫荧光方法鉴定DJ-1在原代培养黑素细胞中的表达;使用不同浓度H2O2处理黑素细胞24h,改良MTT法检测细胞活性,选取适宜浓度H2O2作为后续实验条件;设计并合成三对DJ-1特异性siRNA,反向转染原代培养人黑素细胞,实验分组包括空白对照组(不含siRNA),阴性对照组(转染阴性对照siRNA-negativecontrol)及实验组(转染siRNA-DJ-1),于转染后24h及48h分别行Q-RT-PCR及Westernblot检测DJ-1mRNA及蛋白表达情况,筛选干涉效率最高的siRNA片段。  2.主要结果  免疫荧光显示DJ-1在细胞核和胞质中均表达,以细胞核表达为主;细胞活力随H2O2浓度增高呈剂量依赖关系下降,0.5mMH2O2处理24h后,细胞活力开始下降(P<0.05vscontrol),此浓度作为诱导氧化应激的实验条件;Q-RT-PCR及Westernblot结果显示siRNA-DJ-1-687对靶基因的抑制效果最好。与对照组相比,转染了DJ-1-siRNA-687的细胞组DJ-1mRNA及蛋白表达量均明显降低(P<0.05vscontrol)。  3.主要结论  本部分实验证实DJ-1表达于人黑素细胞中,筛选出了适宜处理浓度的H2O2及最有效的siRNA-DJ-1序列,为后续的实验打下基础。  第二部分实验:DJ-1通过降低细胞内ROS和抑制细胞凋亡保护黑素细胞抵抗H2O2诱导的氧化应激损伤  1.主要方法  用0.5mMH2O2处理黑素细胞24h后,Q-RT-PCR和Westernblot检测DJ-1mRNA和蛋白表达变化情况;使用siRNA-DJ-1-687反向转染原代培养黑素细胞,设空白对照组(不含siRNA),阴性对照组(转染阴性对照siRNA-NC)及实验组(转染siRNA-DJ-1)。细胞贴壁后,光学显微镜观察细胞形态学差异;转染48h后,使用0.5mM的H2O2处理三组黑素细胞24h,改良MTT法、荧光探针2’,7’-二氯荧光黄双乙酸盐(DCFH-DA)、膜联蛋白Ⅴ-异硫氰酸荧光素/碘化丙啶(AnnexinⅤ-FITC/PI)分别检测细胞活力变化、细胞内活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)水平及细胞凋亡比例。  2.主要结果  0.5mMH2O2处理细胞24h后,处理组DJ-1表达增高为对照的2.23倍(P<0.05vsuntreated);干涉DJ-1表达,细胞贴壁后,siRNA-DJ-1组黑素细胞形态与对照组相比,树突减少缩短,胞浆空泡化改变;使用0.5mMH2O2处理24h后,siRNA-DJ-1组细胞活力为对照组的35%(P<0.05vscontrol);细胞内ROS的fluorescenceintensity(FI)值(902±40)和凋亡比例(58%±6.1%)增高,与对照组细胞内ROS的FI值(529±32)和凋亡比例(30%±3.8%)相比,P值均<0.05;  3.主要结论  我们的研究证实在H2O2所诱导的氧化应激下黑素细胞中DJ-1表达增高,从而发挥其保护作用,DJ-1在黑素细胞中能够通过降低细胞内ROS水平和抑制细胞凋亡来抵抗H2O2所诱导的氧化应激损伤。此外,即使在无外源性氧化应激存在时,DJ-1表达被抑制后黑素细胞出现树突缩短、空泡化等改变,提示DJ-1在黑素细胞生理及病理状态中具有重要作用。
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