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尿石素C对人急性髓系白血病HL-60细胞增殖、凋亡和自噬的影响及其机制
于国兴,张鑫,杜恒玮,崔冰洁,高娜,刘翠兰,杜静
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尿石素C对人急性髓系白血病HL-60细胞增殖、凋亡和自噬的影响及其机制
),杜静2()Effect of urolithin C on proliferation, apoptosis and autophagy of human acute myeloid leukemia HL-60 cells and its mechanism
),Jing DU2()目的 探讨尿石素C（UC）对急性髓系白血病（AML）HL-60细胞增殖、凋亡和自噬的影响，阐明其相关作用机制。 方法 HL-60细胞分为不同浓度（0、20、40、60、80及100 μmol·L－1）尿石素A（UA）、尿石素B（UB）和UC组，采用CCK-8法检测各组细胞增殖活性，光学显微镜观察不同浓度UC组细胞形态表现；HL-60细胞分为不同浓度（0、20、40及80 μmol·L－1）UC组和3-甲基腺嘌呤（3-MA）联合不同浓度（0、20、40及80 μmol·L－1）UC组，采用CCK-8法检测各组细胞增殖活性。HL-60细胞分为对照组和不同浓度（20、40及80 μmol·L－1）UC组，采用活/死细胞染色法检测各组死细胞率，流式细胞术检测各组细胞凋亡率，细胞自噬染色检测试剂盒［单丹磺酰戊二胺（MDC）法］检测各组细胞自噬情况，实时荧光定量PCR（RT-qPCR）法检测各组细胞中苄氯素1（Beclin 1）、自噬相关蛋白9（ATG9）和自噬相关蛋白7（ATG7）mRNA表达水平，Western blotting法检测各组细胞中含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3（Caspase-3）、活化的Caspase-3（Cleaved Caspase-3）、微管相关蛋白1轻链3（LC-3）、细胞外信号调节激酶（ERK）、磷酸化ERK（p-ERK）、AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）和磷酸化AMPK（p-AMPK）蛋白表达水平。 结果 CCK-8法，培养24、48和72 h，分别与0 μmol·L－1 UA、UB和UC组比较，不同浓度UA、UB和UC组细胞增殖活性均降低（P<0.05或P<0.01），且呈浓度和时间依赖性；48 h时，与UA和UB比较，UC半数抑制浓度（IC50）最低。细胞形态表现，与对照组比较，随着UC浓度升高，细胞间连接和细胞数量减少，细胞碎片增加。CCK-8法，与40和80 μmol·L－1 UC组比较，3-MA联合40和80 μmol·L－1 UC组细胞增殖活性升高（P<0.05或P<0.01）。活/死细胞染色，与对照组比较，40和80 μmol·L－1 UC组死细胞率升高（P<0.01）。流式细胞术，与对照组比较，80 μmol·L－1 UC组细胞凋亡率升高（P<0.01）。MDC法，与对照组比较，随着UC浓度升高，不同浓度UC组细胞绿色荧光逐渐增强。RT-qPCR法，与对照组比较，80 μmol·L－1 UC组细胞中Beclin 1、ATG9和ATG7 mRNA表达水平升高（P<0.01）。Western blotting法，与对照组比较，20、40和80 μmol·L－1 UC组细胞中Cleaved Caspase-3蛋白表达水平升高（P<0.01），80 μmol·L－1 UC组细胞中膜型LC3/胞浆型LC3（LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ）比值升高（P<0.05），40和80 μmol·L－1 UC组细胞中p-AMPK/AMPK及p-ERK/ERK比值升高（P<0.01）。 结论 UC可抑制人AML HL-60细胞增殖，诱导其细胞凋亡和自噬，并可提高细胞中ERK和AMPK蛋白磷酸化水平。
Objective To discuss the effect of urolithin C （UC） on the proliferation， apoptosis， and autophagy of the acute myeloid leukemia （AML） HL-60 cells， and to clarify its mechanism. Methods The HL-60 cells were divided into different concentrations （20， 40， 60， 80， and 100 μmol·L－1） of urolithin A （UA） groups， urolithin B （UB） groups， and UC groups. CCK-8 assay was used to detect the proliferation activity of the cells in various groups； the morphology of the cells in different concentrations of UC groups was observed under optical microscope. The HL-60 cells were divided into different concentrations （0， 20， 40， and 80 μmol·L－1） of UC groups and 3-methyladenine （3-MA） combined with different concentrations （0， 20， 40， and 80 μmol·L－1） of UC groups. CCK-8 assay was used to detect the proliferation activities of the cells in various groups.The HL-60 cells were divided into control group （0 μmol·L－1） and different concentrations （20， 40， and 80 μmol·L－1） of UC groups. The live/dead cell staining method was used to detect the dead rates of the cells in various groups； flow cytometry was used to detect the apoptotic rates of the cells in various groups；the autophagy of the cells was detected by autophagy staining kit （monodansylcadaverine， MDC）method； real-time fluorescence quantitative PCR （RT-qPCR） method was used to detect the expression levels of Beclin 1， autophagy related gene 9 （ATG9）， and autophagy related gene 7 （ATG7） mRNA in the cells in various groups； Western blotting method was used to detect the expression levels of cysteinyl aspartate specific proteinase-3 （Caspase-3）， cleaved cysteinyl aspartate specific proteinase-3 （Cleaved Caspase-3）， microtubule-associated protein 1 light 3 （LC-3）， extracellular regulated protein kinases （ERK）， phosphorylated ERK （p-ERK）， AMP-activated protein kinase （AMPK）， and phosphorylated AMPK （p-AMPK） in the cells in various groups. Results The CCK-8 assay results showed that after cultured for 24， 48， and 72 h， compared with 0 μmol·L－1 UA， UB， and UC groups， the proliferation activities of the cells in different concentrations of UA， UB， and UC groups were decreased （P<0.01） with a concentration-and time-dependent manner； at 48 h， compared with UA and UB， the half-maximal inhibitory concentration （IC50） of UC was the lowest.The cell morphology observation results showed that compared with control group， the intercellular connection and the number of the cells were decreased with the increasing of UC concentration， and the cell fragment was increased. The CCK-8 assay results showed that compared with 40 and 80 μmol·L－1 UC groups，the proliferation activities of the cells in 3-MA combined with 40 and 80 μmol·L－1 UC groups were increased （P<0.05 or P<0.01）. The live/dead cell staining results showed that compared with control group， the dead rates of the cells in 40 and 80 μmol·L－1 UC groups were increased （P<0.01）. The flow cytometry results showed that compared with control group， the apoptotic rate of the cells in 80 μmol·L－1 UC group was increased （P<0.01）. The MDC method results showed that with the increasing of UC concentration， the green fluorescence in the cells in different concentrations of UC groups was gradually intensified. The RT-qPCR results showed that compared with control group， the expression levels of Beclin 1， ATG9， and ATG7 mRNA in the cells in 80 μmol·L－1 UC group were increased （P<0.01）. The Western blotting results showed that compared with control group， the expression levels of Cleaved Caspase-3 protein in the cells in 20， 40， and 80 μmol·L－1 UC groups were increased （P<0.01）， the ratio of membrane LC3 / cytoplasmic LC3 （LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ） in the cells in 80 μmol·L－1 UC group was increased （P<0.05）， and the ratios of p-AMPK/AMPK and p-ERK/ERK in the cells in 40 and 80 μmol·L－1 UC groups were increased （P<0.01）. Conclusion UC can inhibit the proliferation of the AML HL-60 cells，induce the apoptosis and autophagy， and increase the phosphorylation levels of ERK and AMPK proteins in the cells.
尿石素C / 白血病细胞 / 细胞增殖 / 细胞凋亡 / 细胞自噬
Urolithin C / Leukemia cell / Cell proliferation / Apoptosis / Cell autophagy
R733.71
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