ABCA1(ATP-binding cassette transporter)基因属于ATP结合盒转运子(ABC)基因超家族中的一员,其基因缺失与Tangier病和家族性高密度脂蛋白(HDL)缺乏症有关。ABCA1在胆固醇逆转运和HDL生成的起始步骤中起着重要作用。ABCA1表达主要受激素核受体的调节,如过氧化物酶增生激活型受体(peroxisome proliferator-aetwated recep.tor,PPAR)、肝x受体(1iver X receptor,LXR)及视黄酸X受体(retinoid X receptor,RXR)等核受体对ABCA1的调节。Zhang等 用LXR激动剂TO901317处理HepG2细胞,发现apoM的表达随着时间及剂量加大而下调。而Calayir等 在肯定这一结果的同时,却发现在鼠的小肠及人结肠腺癌细胞Caco一2中,apoM 和apoAI的表达大幅上调,且ABCA1的表达量更是上调了250% ~430% 。研究表明,LXR在天然配体22(OH)C作用下形成LXR/RXR异二聚体并上调apoM的mRNA及蛋白水平,且LXR及肝受体同系物(1iver receptor homolog.1,LRH1)是apoM 的直接调节因子。近刘杨等用LXR激动剂TO901317处理人肝癌细胞株HepG2的基础上加入ABCA1阻滞剂DIDS,却发现apoM的表达水平进一步下降。结果表明,ABCA1影响HepG2细胞内apoM mRNA的表达,但ABCA1是否通过LRH1途径间接调节apoM的表达并不明确。为了明确ABCA1是否通过对LRH1的调节而影响apoM的表达,我们首先激动LXR,使其靶基因ABCA1高表达,然后阻滞ABCA1功能,检测LRH1及apoM mRNA水平的表达。

  1 材料与方法

  1.1 试剂和细胞LXR激动剂GW3965及T0901317、ABCA1阻滞剂DIDS(4,4’-diisothiocyanatostilbene-2,2’-disulfonate)购自美国Sigma公司,胎牛血清(fetal bovine8eFtlm,FBS)、RPMI一1640培养基、牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)均购自美国Gibco公司,Trizol总RNA提取试剂盒购自上海申能博彩生物科技有限公司,cDNA首链合成试剂盒购自Fermentas公司,GAPDH、apoM、apoAI、ABCA1及LRH1引物由上海生工生物工程有限公司合成。HepG2细胞购自上海中国科学院细胞研究所。

  1.2 方法

  1.2.1 细胞培养HepG2细胞在标准条件下(5%CO 、37℃),用含10%FBS、青霉素(100 U/m1)及链霉素(100 m1)的RPMI一1640培养。首先用75cm 的培养瓶扩大培养,调整细胞状态。

  1.2.2 药物作用 GW3965及TO901317溶于DM.SO,DIDS溶于含0.5%BSA的RPMI一1640中。取对数生长期的HepG2细胞,胰酶消化后制备细胞悬液,计数后接种至6孑L板(接种浓度为1 X 10 /孔,含10% FBS的RPMI.1640培养基3ml/L),待细胞融合生长至50% ~70% 。在开始实验前,用磷酸盐缓冲液(2 ml/L)洗2次,再用无血清的RPMI一1640培养基(2 ml//孑L)洗1次,然后分别加入药物孵育24 h。

  1.2.3 实验分组DMSO组(对照组);GW3965组(分为1、2.5、10mol/L 3小组);10mol/LGW3965+DIDS组(按DIDS 100、400 ixmoL/L分为2小组);10mol/L TO901317组。以上各组均含0.033% DMSO。

  1.2.4 细胞总RNA提取操作根据总RNA提取试剂盒说明书进行,使用核酸蛋白检测仪检测核酸浓度和纯度,取波长260/280处的吸光度(A)值在1.8~2.0的标本进行逆转录。

  1.2.5 逆转录 每孔的RNA均取2 g进行逆转录,按cDNA首链合成试剂盒使用说明书操作,在定性PCR仪中进行反应,逆转录后的cDNA保存于一20℃ 。

  1.2.6 引物及探针的设计和合成人apoM、apoAI、ABCA1、LRH1及GAPDH等引物和探针的合成均采用Primer Premier 5.0软件设计。GAPDH、apoM、apoAI、ABCA1及LRH1引物和探针的序列见表1。

  1.2.7 RT.PCR 所有PCR反应在Light Cycler荧光定量核酸检测仪上进行,每个标本均做复管。

  apoM、ABCA1、LRH1及GAPDH等的检测均一次进行。PCR总反应体系:10 X buffer 2.5 ,25 mmol/LMgC12 2.5 l,10 mmolfL 4 X dNTPs 0.5 ,100mol/L正义引物0.1 txl,100 pmol/L反义引物0.1 txl,100 tzmol/L探针0.1 p,1,5 U/ l Taq酶0.25l,标本2 Ixl,PCR级水补足至25l。热循环条件为95℃ 10 min;然后95℃ 15 s及60°C 1 min,扩增40个循环。每次检测均用10 一10 拷贝/ml的标准品建立标准曲线,对未知浓度的标本进行定量。

  1.2.8 apoM、ABCA1及LRH1等基因的表达计算方法 以同一孔apoM(ABCA1或LRH1等)含量与GAPDH mRNA含量的比值表示apoM(ABCAI或LRHI等)基因的表达水平。

  1.3 统计学处理采用GraphPad Prism 5.0软件进行统计分析,实验数据以x±s表示,多组间均数比较采用单因素方差分析(OneWay ANOVA),实验组与对照组间比较采用Dunnett s.t检验,两组间均数比较采用t检验,P<0.05表示差异有统计学意义。

  2 结果

  2.1 GW3965对相关基因的影响与DMSO组比较,2.5及10mol/L GW3965组ABCA1 mRNA水平分别是DMSO组的9.82倍、12.30倍、15.48倍(均P<0.0l,见图1A)。LRH1mRNA水平分别比DMSO组下降17.4% (P >0.05)、38.69% (P<0.O1)、51.31% (P<0.01)。而apoM和apoAI mRNA表达水平则没有明显变化(P>0.05,见图1B)。另外,10txmol/L GW3965组与DMSO组细胞上清中的胆汁酸均值分别为3.075和3.080 ixmol/L,差异无统计学意义(P>0.05)。

  2.2 10pmol/L TO901317对相关基因的影响与DMSO组比较,ABCA1 mRNA水平升高9.61倍(P<0.01),LRH1及apoM的mRNA水平分别下降33.1%、31.2% ,差异均有统计学意义(均P<0.05)。

  3 讨论既往研究表明,apoM主要表达于肝脏和肾脏,胎肝与胎肾中亦有少量表达。新研究发现,apoM在正常的结肠组织及结肠癌组织中亦有不同程度的表达。apoM通过影响前B高密度脂蛋白(preBHDL)的形成调节HDL的代谢,促进胆固醇逆转运,具有抑制动脉粥样硬化发生的作用。

  LRH1是一种重要的转录因子,可与apoM近端启动子上(-29/-25)序列CAAGG3’结合而调节apoM的表达,在HepG2细胞中,Ventenclef等 分别用基因干扰、腺病毒介导过表达技术作用LRH1,发现apoM表达随之降低或升高;并且LRH1通过类似的方式直接参与调节apoAI的表达;ABCA1影响apoM的表达,但ABCA1是否通过LRH1间接调节apoM的表达尚不明确。因此,本研究主要探讨ABCA1与LRH1之间的关系及对apoM 表达的影响。

  本研究结果显示,TO901317作用于HepG2细胞后,LRH1及apoM mRNA水平均明显下降(均P<0.05)。TO901317不仅是LXR激动剂,而且是FXR的激动剂,并且FXR.SHP途径抑制LRH1表达在肝组织中被证实存在并发挥作用。因此,LXR激动剂TO901317能下调体内肝脏及HepG2细胞的apoM mRNA,可能是由于TO901317在激动LXR作用的同时,也激动FXR.SHP途径,抑制LRH1而下调apoM的表达,并且这条途径的抑制作用,大于LXR升高apoM的效应,呈现HepG2细胞中apoM表达下调的现象。有研究表明,另一种LXR激动剂GW3965仅对LXR有较强的激动作用,而对FXR没有明显作用。因此,我们用GW3965作用于HepG2细胞,结果显示,GW3965显着升高HepG2细胞的ABCA1 mRNA水平,同时呈剂量依赖性下调LRH1的表达。而apoM和apoAI mRNA却无明显变化。由于GW3965对FXR没有激动作用,但LRH1却显着下降,因此我们考虑是否是细胞上清中代谢产物胆汁酸的作用,胆汁酸是FXR的天然激动剂,但是我们测得对照组与10mol/LGW3965组的细胞上清中胆汁酸水平的差异并无统计学意义,表明该因素在本研究中并不发挥作用。

  以上结果表明LXR激动剂GW3965通过其他某种途径下调LRH1 mRNA水平,ABCA1高表达并不抑制apoM的表达。

  本研究结果还显示,10moL/L GW3965升高ABCA1 mRNA相对水平(15.48倍)的作用明显大于TO901317(9.61倍)的作用。同时GW3965不下调apoM 的表达,而TO901317却明显下调apoMmRNA水平。这表明LXR靶基因ABCA1可能具有上调apoM表达的作用。而GW3965和TO901317分别作用HepG2细胞,ABCA1 mRNA显着升高的同时,LRH1表达明显下调,这表明ABCA1与LRH1之间可能存在着负相关关系。我们用不同浓度的ABCA1阻滞剂DIDS作用于HepG2细胞,apoM表达水平的差异无统计学意义。而在GW3965基础上联合应用DIDS作用于HepG2细胞,以明确ABCA1是否通过LRH1调节apoM 表达的推测,但结果表明apoM mRNA水平呈剂量依赖性下降,并且10moL/L GW3965 +400mol/L DIDS组与10 pmol/LGW3965组比较,apoM与apoAI水平明显下降,而LRH1 mRNA水平却没有明显变化。这些结果表明,在HepG2细胞内,ABCA1不参与下调LRH1的作用,并从反面说明ABCA1可能具有上调apoM表达的作用。Calayir等 的动物实验结果亦表明,TO901317可同时下调小鼠肝脏apoM和apoAI表达;本研究结果亦显示apoAI与apoM的变化趋势相同,表明两种载脂蛋白极可能有共同的调节通路。

  综上所述,在HepG2细胞中,ABCA1不通过LRH1这条途径调节apoM的表达。详细机制还需进一步研究。