王 震,李玉蕾,周培嵐,蘇瑞斌,傅風(fēng)華
(1.煙臺大學(xué)藥學(xué)院,山東煙臺 264005;2.軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院毒物藥物研究所,北京 100850;3.抗毒藥物與毒理學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100850)
α2-腎上腺素能受體(alpha 2-adrenergic receptor,α2-AR)主要分布于突觸前膜,通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)突觸前腎上腺素的釋放。α2-AR有3個(gè)亞型α2A-AR,α2B-AR和α2C-AR[1],其中α2B-AR 主要分布于外周,如血管平滑肌和腎等,在中腦和丘腦也有少量分布,在血壓調(diào)控中具有重要作用[2-4]。研究發(fā)現(xiàn),α2-AR通常與Gi/Go型G 蛋白偶聯(lián)[5-6],受體激活以后可以抑制腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase,AC)-cAMP-蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)信號通路,進(jìn)而發(fā)揮其生理作用[4,7-8]。但也有文獻(xiàn)報(bào)道,α2-AR 激活以后可以通過不依賴于AC的分子通路提高細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平[9]。由于目前尚無靶向α2-AR的亞型選擇性激動(dòng)劑,并且α2-AR 亞型選擇性拮抗劑特異性較差,在本實(shí)驗(yàn)室前期完成共表達(dá)增強(qiáng)型綠色熒光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)標(biāo)記的PKA催化亞基與α2A-AR 的CHO細(xì)胞株(CHOPKAcat-EGFP-α2A-AR 細(xì)胞)[10]的構(gòu)建后,亟需構(gòu)建一種表達(dá)α2B-AR的細(xì)胞模型,用于靶向α2-AR的激動(dòng)劑或者拮抗劑的快速篩選,為新藥研發(fā)和α2-AR后分子機(jī)制的研究提供支持。α2-AR 激活后,細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高,胞內(nèi)Ca2+濃度增高可以激活鈣調(diào)蛋白(calmodulin,CaM),從而激活活化T細(xì)胞核因子(nucleus factor of activated T cells,NFAT)信號通路,使NFATc1(即NFAT2)從細(xì)胞質(zhì)遷移到細(xì)胞核,發(fā)生核轉(zhuǎn)位[11-13]。以融合表達(dá)EGFP和NFAT2的U2OS 細(xì)胞(U2OS-EGFP-NFAT2)為工具細(xì)胞[14],設(shè)計(jì)和構(gòu)建穩(wěn)定表達(dá)α2B-AR 和EGFP-NFAT2的細(xì)胞株(U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR),并選用α2-AR 激動(dòng)劑鹽酸右美托咪啶(dexmedetomidine hydrochloride,DMED)以及拮抗劑鹽酸阿替美唑(atipamezole hydrochloride,ATI)作用于細(xì)胞,結(jié)合NFATc1核轉(zhuǎn)位實(shí)驗(yàn)進(jìn)行受體功能活性的確證。
U2OS-EGFP-NFAT2 細(xì)胞由軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院毒物藥物研究所王莉莉研究員惠贈(zèng);pCMV-SPORT6-α2B-AR 購自北京西美杰科技有限公司,重組質(zhì)粒構(gòu)建以及實(shí)時(shí)定量PCR所需引物由北京奧科鼎盛生物科技有限公司合成;具有潮霉素B(hygromycin B,Hygro)抗性的PCDNA3.1 質(zhì)粒(pcDNA3.1-Hygro)由軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所從玉文研究員惠贈(zèng);Hind Ⅲ、XhoⅠ限制性內(nèi)切酶、Taq DNA聚合酶、T4 DNA連接酶、RNA 酶抑制劑、M-MLV 逆轉(zhuǎn)錄酶、2×Power SYBR Green PCR Master Mix、胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)、Hygro、Lipofectamine 2000、Hoechst33342核染色劑、DMEM基礎(chǔ)培養(yǎng)基、蛋白梯度指示劑和PBS緩沖液(pH 7.4)購自美國Thermo Fisher Scientific 公司;瓊脂糖凝膠DNA 回收試劑盒、質(zhì)粒提取試劑盒、DH5α感受態(tài)細(xì)胞、dNTP混合物、Trizol RNA 提取液和Oligo dT18、D2000 DNA梯度指示劑購自北京天根生物技術(shù)公司;瓊脂粉購自上海Baygene生物科技有限公司;無內(nèi)毒素質(zhì)粒提取試劑盒由美國Omega 公司購買;96 孔黑色透底檢測板購自美國Corning 公司;甲醛、無水乙醇、異丙醇、氨芐青霉素凍干粉和甲醇購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;兔抗人α2B-AR 單克隆抗體(EPR9623)購自艾博抗(上海)貿(mào)易有限公司;小鼠抗人β 肌動(dòng)蛋白單克隆抗體,辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的山羊抗兔多克隆抗體和HRP 標(biāo)記的山羊抗小鼠多克隆IgG二抗購自北京普利萊基因技術(shù)公司。
蛋白酶抑制劑cocktail、RIPA 細(xì)胞裂解液、5×蛋白上樣緩沖液、30%丙烯酰胺溶液、Tris(pH 8.8)1.5 mmol·L-1緩沖液、10%SDS、過硫酸銨、TEMED、Tris(pH 6.8)1.0 mmol·L-1緩沖液、10×TBST 緩沖液、10×PAGE 電泳緩沖液和蛋白印跡膜再生液Stripping 緩沖液購自北京博邁德基因技術(shù)有限公司;PVDF膜和化學(xué)發(fā)光的HRP 底物顯影液購自美國Millipore 公司;脫脂奶粉購自美國BD 公司;DMED 購自濟(jì)南德信佳生物科技有限公司;ATI S160801 由浙江海正藥業(yè)股份有限公司合成。Centrifuge 5424 R冷凍離心機(jī)購自德國Eppendorf公司;7300 Real Time PCR system 和電泳槽購自美國Applied Bionsystem 公司;Envision 2104 多功能酶標(biāo)儀購自美國Perkin Elmer公司;PCR儀購自北京東勝創(chuàng)新生物科技有限公司;水浴鍋購自北京長安科學(xué)儀器廠;GEL LOGIC 1500 成像系統(tǒng)購自美國KODAK 公司;DYY-8C 型電泳儀購自北京市六一儀器廠;CELL INSIGHT CX5高內(nèi)涵篩選平臺購自美國Thermo Scientific公司。
以人源α2B-AR 基因CDS 序列為模板,設(shè)計(jì)含有Hind Ⅲ限制性內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)的正向引物:CCCAAGCTTATGGACCACCAGG 以及含有XhoⅠ限制性內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)的反向引物CCGCTCGAGATCACCAGGCCGT,通過PCR 法合成目的基因。反應(yīng)體系如下:10×PCR緩沖液5 μL,正向引物(20 μmol·L-1)2.0 μL,反向引物(20 μmol·L-1)2.0 μL,dNTP 混合物(2 mmol·L-1)2.0 μL,Taq DNA 聚合酶2.0 μL,pCMV-SPORT6-α2B-AR(50 mg·L-1)1 μL,H2O 36 μL;反應(yīng)過程如下:①94℃2 min,②94℃30 s,③65℃,30 s,④72℃60 s,⑤72℃10 min,其中過程②~④循環(huán)30 次。把PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳分離后分離得到目的基因(1353 bp),用DNA 凝膠回收試劑盒將目的基因回收后,與pcDNA3.1-Hygro 質(zhì)粒分別經(jīng)Hind Ⅲ與XhoⅠ限制性內(nèi)切酶雙酶切;酶切產(chǎn)物于16℃連接18~24 h,將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化到DH5α 感受態(tài),接種到具有氨芐青霉素抗性的LB固體培養(yǎng)基,37℃培養(yǎng)24 h后,挑取若干細(xì)胞單克隆,在擴(kuò)大培養(yǎng)以后提取重組質(zhì)粒;經(jīng)Hind Ⅲ與XhoⅠ限制性內(nèi)切酶雙酶切后,進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳pcDNA3.1-Hygro-α2B-AR,挑選具有目的基因條帶的菌落,擴(kuò)大培養(yǎng)并提取質(zhì)粒,進(jìn)行目的基因的測序比對。
使用無內(nèi)毒素質(zhì)粒提取試劑盒提取pcDNA3.1-Hygro-α2B-AR 重組質(zhì)粒,按Lipofectamine 2000說明書轉(zhuǎn)染方案轉(zhuǎn)染至U2OS-EGFP-NFATc1 細(xì)胞;24 h后換液,隨后用DMEM培養(yǎng)基(含10%FBS和Hygro 200 mg·L-1)進(jìn)行抗生素壓力篩選;10 d后采用有限稀釋法挑取單克隆細(xì)胞并接種到96孔板,待細(xì)胞密度達(dá)到80%時(shí),使用100 μL DMEM 培養(yǎng)基清洗細(xì)胞1次,空白對照組每孔加入200 μL DMEM基礎(chǔ)培養(yǎng)基,實(shí)驗(yàn)組先后各加入150 μL的基礎(chǔ)培養(yǎng)基和含有50 μL DMED 的培養(yǎng)基,使DMED終濃度達(dá)到1.0×10-7mol·L-1;37℃孵育30 min,每孔加入12%甲醛100 μL,室溫固定20 min,使用PBS 緩沖液(pH 7.4)200 μL 沖洗細(xì)胞2 次,每孔加入100 μL用PBS 緩沖液配制的Hoechst33342 核染色劑1 μmol·L-1,室溫下避光反應(yīng)30 min,采用Thermo Scientific 公司的CELL INSIGHT CX5 高內(nèi)涵篩選平臺獲取細(xì)胞熒光圖像并分析,以單位細(xì)胞細(xì)胞核熒光顆粒熒光強(qiáng)度與單位細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)熒光顆粒熒光強(qiáng)度之比作為核轉(zhuǎn)位指數(shù),則相對核轉(zhuǎn)位指數(shù)=實(shí)驗(yàn)組核轉(zhuǎn)位指數(shù)-空白對照組核轉(zhuǎn)位指數(shù);篩選核轉(zhuǎn)位指數(shù)最大的細(xì)胞株。
Z’因子法結(jié)合核轉(zhuǎn)位實(shí)驗(yàn)評價(jià)所選細(xì)胞模型的可靠性,計(jì)算公式為Z’=1-(3σc++3σc-)/|μc+-μc-|,σ:標(biāo)準(zhǔn)差,μ:平均值,c+:陽性對照組(使用1×10-7mol·L-1DMED處理);c-:陰性對照組(溶劑處理組)。Z’因子在0.5~1時(shí),表明細(xì)胞株功能比較穩(wěn)定。
將U2OS-EGFP-NFAT2 細(xì)胞和U2OS-EGFPNFAT2-α2B-AR 細(xì)胞分別接種到6 孔板,采用Trizol法提取細(xì)胞的總RNA,采用紫外分光光度法測定總RNA 的濃度。以RNA 為模板,進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn),20 μL 的反應(yīng)體系如下:總RNA 1.0 μg,5×逆轉(zhuǎn)錄酶緩沖液4.0 μL,dNTP 混合物(10 mmol·L-1)2.0 μL,RNA 酶抑制劑(20 U·μL-1)0.5 μL,Oligo dT18 引物(50 mmol·L-1)1.0 μL,M-MLV 逆轉(zhuǎn)錄酶(200 U·μL-1):1.0 μL,其余體積用DEPC 處理水補(bǔ)足。反應(yīng)條件如下:42℃1 h,70℃5 min。設(shè)計(jì)qRT-PCR 反應(yīng)引物如下:α2B-AR 的正向引物:AGGTCAACGGACACTCGAAG,反向引物:CGGGTCCCAGTATCTTCAGG;GAPDH 的正向引物:AGGTCATCCCAGAGCTGAACG,反向引物:TCAGATGCCTGCTTCACCAC。以α2B-AR為目的基因,GAPDH為內(nèi)參基因,檢測α2B-AR mRNA相對含量。反應(yīng)體系如下:2×Power SYBR Green PCR Master Mix 5.0 μL,cDNA 0.6 μL,正向引物(10 μmol·L-1)0.2 μL,反向引物(10 μmol·L-1)0.2 μL,DEPC處理水4.0 μL。反應(yīng)過程如下:①95℃2 min,②95℃15 s,③62℃10 s,④70℃30 s,⑤72℃5 min,其中過程①進(jìn)行1 個(gè)循環(huán),過程②~④進(jìn)行40 個(gè)循環(huán),過程⑤進(jìn)行1 個(gè)循環(huán)。以公式2-△△Ct計(jì)算mRNA的相對表達(dá)水平[15]。
U2OS-EGFP-NFAT2 細(xì)胞和U2OS-EGFPNFAT2-α2B-AR 細(xì)胞分別傳至20 mm 培養(yǎng)皿,待生長約至90%,使用含有蛋白酶抑制(1×cocktail)的RIPA細(xì)胞裂解液在4℃收取全蛋白,在旋轉(zhuǎn)搖床上裂解細(xì)胞30 min;4℃,13 000×g離心15 min,吸取上清液;采用BCA 法測定蛋白提取液的總蛋白濃度;加入相應(yīng)體積的上樣緩沖液后,于沸水中加熱變性5 min。
配制10%的分離膠5 mL,體系如下:1.9 mL水,1.7 mL 30%丙烯酰胺溶液,1.3 mL Tris(pH8.8)1.5 mmol·L-1,50 μL 10%SDS,50 μL 10%過硫酸銨,20 μL TEMED??焖俚貙⒎蛛x膠溶液灌注到玻璃板間,并在溶液上層覆蓋1 mL的水。待凝膠聚合后,棄殘留水,加入1 mL 5%積層膠(積層膠體系如下:680 μL水,170 μL 30%丙烯酰胺混合液,130 μL Tris(pH 6.8)1.0 mmol·L-1,10 μL 10%SDS,10 μL 10%過硫酸銨,1 μL TEMED),并插入10孔梳,待積層膠完全聚合后,即可進(jìn)行SDS-PAGE凝膠電泳實(shí)驗(yàn)。配置SDS-PAGE凝膠電泳緩沖液,進(jìn)行電泳實(shí)驗(yàn),上樣量為20 μL,含10 μg總蛋白,分組為:U2OSEGFP- NFAT2- α2B- AR 細(xì) 胞 組、U2OS- EGFPNFAT2細(xì)胞組和蛋白梯度指示劑組,電泳條件:80 V,20 min,110 V,1.5 h。取下凝膠,裁剪適當(dāng)大小的PVDF膜和濾紙,在浸入電轉(zhuǎn)液的條件下,將凝膠覆蓋于兩層濾紙上,將PVBF膜放在膠面上,并再次覆蓋兩層濾紙,濾紙兩面用海綿夾住,形成“三明治”結(jié)構(gòu),關(guān)上轉(zhuǎn)移盒置轉(zhuǎn)移液槽中,加入適量轉(zhuǎn)移液并放入冰袋,在冰浴的條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)膜實(shí)驗(yàn),在160 mA電流條件下,轉(zhuǎn)膜1.5 h。
電轉(zhuǎn)結(jié)束后,取下PVDF 膜,常溫下在5%脫脂奶粉中封閉1 h。TBST清洗PVDF膜,常溫下使用α2B-AR 單克隆抗體(1∶10 000)孵育5 h。清洗PVDF膜,使用HRP標(biāo)記的山羊抗兔多克隆抗體(1∶3000)溶液常溫下孵育2 h。清洗PVDF膜,配置適量顯影液,于暗處滴加到PVBF膜上,使PVDF膜完全浸潤。立即轉(zhuǎn)移至顯影儀顯影。取已經(jīng)顯影的PVBF 膜,清洗過后,加入膜再生液,室溫孵育30 min,清洗掉膜再生液,先后使用β肌動(dòng)蛋白抗體(1∶3000)和相應(yīng)HRP標(biāo)記的山羊抗小鼠多克隆抗體(1∶3000)各孵育孵2 h,并顯影。以目標(biāo)蛋白與內(nèi)參蛋白的積分吸光度值比值表示蛋白的相對表達(dá)水平。
將U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR 接種到96 孔板,待細(xì)胞密度達(dá)到80%時(shí),選用非選擇性α2-AR激動(dòng)劑DMED及α2-AR拮抗劑ATI進(jìn)行核轉(zhuǎn)位實(shí)驗(yàn)評價(jià)U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR 細(xì)胞受體活性。實(shí)驗(yàn)分組及加樣方式如下:空白對照組,每孔加入200 μL DMEM基礎(chǔ)培養(yǎng)基;DMED處理組,每孔加入50 μL 不同濃度的DMED(終濃度分別為:5.6×10-12,1.7×10-11,5.1×10-11,1.5×10-10,4.6×10-10,1.4×10-9,4.1×10-9,1.2×10-8,3.7×10-8,1.0×10-7,3.3×10-7,1.0×10-6mol·L-1);ATI處理組,每孔加入50 μL的DMED(終濃度為:1×10-7mol·L-1)和50 μL不同濃度的ATI(終濃度分別為:5.1×10-10,1.5×10-9,4.6×10-9,1.4×10-8,4.1×10-8,1.2×10-7,3.7×10-7,1.1×10-6,3.3×10-6,1.0×10-5mol·L-1),加入DMEM 基礎(chǔ)培養(yǎng)基補(bǔ)足反應(yīng)體系至200 μL。后續(xù)操作同1.3,計(jì)算相對核轉(zhuǎn)位指數(shù),繪制DMED 和ATI的量效曲線。
PCR 產(chǎn)物的瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn)表明,在1000~2000 bp 之間有一條明顯的條帶(圖1A),大小與目的基因(1353 bp)相吻合;PCR 產(chǎn)物膠回收后,用Hind Ⅲ與XhoⅠ限制性內(nèi)切酶雙酶切,與同樣雙酶切的pcDNA3.1-Hygro 質(zhì)粒進(jìn)行連接并轉(zhuǎn)化DH5α感受態(tài),從接種的單克隆菌株提取重組質(zhì)粒,進(jìn)行雙酶切驗(yàn)證,酶切產(chǎn)物在約1300 bp 及>2000 bp 處均呈現(xiàn)較亮條帶(圖1B),分別為目的基因及載體條帶。對重組質(zhì)粒測序,目的基因序列與α2B-AR基因(Gene ID:151)的CDS區(qū)序列一致,表明α2B-AR基因的重組質(zhì)粒構(gòu)建成功。
Fig.1 Verification of α2B-adrenoceptor(α2B-AR) by agarose gel electrophoresis.A:PCR product of α2B-adrenoceptor;B:recombinant plasmid pcDNA3.1-hygromycin B(Hygro)-α2B-AR digested by HindⅢand XhoⅠ. M:marker;Lane 1 was PCR product of α2B-AR(A)or pcDNA3.1-Hygro-α2B-AR digested by Hind Ⅲand XhoⅠ(B).
采用有限稀釋法培養(yǎng)經(jīng)Hygro 200 mg·L-1篩選的轉(zhuǎn)染細(xì)胞,共得到13 株單克隆細(xì)胞U2OSEGFP-NFAT2-α2B-AR。采用核轉(zhuǎn)位實(shí)驗(yàn)篩選陽性細(xì)胞株,發(fā)現(xiàn)編號12的細(xì)胞株生長狀態(tài)良好并具有最高的活性,核轉(zhuǎn)位指數(shù)為0.445(圖2)。在不同傳代次數(shù)的3 次平行實(shí)驗(yàn)中,Z’因子分別為0.664,0.533和0.634,均在0.5~1之間,表明編號12細(xì)胞株功能穩(wěn)定,下一步對該細(xì)胞株進(jìn)行mRNA和蛋白水平的驗(yàn)證。
Fig.2 Screening of U2OS cells expressing enhanced green flourescent protein labeled nucleus factor of activated T cells 2(EGFP-NFAT2)and α2B-AR(U2OSEGFP-NFAT2-α2B-AR)cells by nucleus translocation assay.
U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR 細(xì) 胞 表 達(dá) 的α2B-AR mRNA 在第5,10,15 和20 代的水平與第1代相當(dāng),且為對照細(xì)胞U2OS-EGFP-NFAT2的百倍以上(P<0.01)(圖3),表明α2B-AR mRNA在持續(xù)的傳代過程中穩(wěn)定表達(dá)。
Fig.3 Transcriptional levels ofα2B-AR in mRNA U2OSEGFP-NFAT2-α2B-AR cells.s,n=4. **P<0.01,compared with U2OS-EGFP-NFAT2 cells(control)by t test.
Western 蛋白印跡結(jié)果顯示,在分子質(zhì)量約45 ku 處,U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR 細(xì)胞(α2B組)中可檢測到明顯的目的條帶,而在U2OSEGFP-NFAT2 細(xì)胞(對照組)中未檢測此條帶(圖4),說明U2OS-EGFP-NFAT2 細(xì)胞無α2B-AR 蛋白表達(dá),并且U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR 細(xì)胞株的α2B-AR蛋白在多次傳代后穩(wěn)定表達(dá)。
Fig.4 Expression of α2B-AR protein in U2OS-EGFPNFAT2-α2B-AR cells(α2B)and U2OS-EGFP-NFAT2 cells(control)by Western blotting.
NFAT2核轉(zhuǎn)位實(shí)驗(yàn)檢測U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR細(xì)胞受體活性??瞻讓φ战M細(xì)胞的相對核轉(zhuǎn)位指數(shù)為0,EGFP-NFAT2 綠色熒光蛋白在細(xì)胞質(zhì)中呈彌散性分布,胞核內(nèi)無熒光顆粒聚集;DMED 1.4×10-9mol·L-1處理后,細(xì)胞的相對核轉(zhuǎn)位指數(shù)增加到0.138,即可以觀察到EGFP-NFAT2綠色熒光顆粒聚集,但顆粒聚集程度不明顯;DMED 1.0×10-7mol·L-1處理后,細(xì)胞的相對核轉(zhuǎn)位指數(shù)增加到0.276,細(xì)胞核中可以觀察到明顯的EGFP-NFAT2綠色熒光顆粒聚集,同時(shí)細(xì)胞質(zhì)的綠色熒光強(qiáng)度明顯降低;ATI 1.0×10-5mol·L-1處理后(與1.0×10-7mol·L-1DMED共孵育),EGFP-NFAT2綠色熒光蛋白在細(xì)胞質(zhì)中呈彌散分布,核內(nèi)無熒光顆粒聚集,DMED(1.0×10-7mol·L-1)對EGFPNFAT2 核轉(zhuǎn)位的促進(jìn)作用被完全拮抗(圖5A)。DMED在5.6×10-12~1.0×10-6mol·L-1濃度范圍內(nèi),可以濃度依賴性地增強(qiáng)EGFP-NFAT2的核轉(zhuǎn)位,其半數(shù)有效濃度(EC50)為(2.616±0.121)nmol·L-1,DMED 的濃度達(dá)到3.7×10-8mol·L-1時(shí),即達(dá)到最大效應(yīng),此時(shí)相對核轉(zhuǎn)位指數(shù)約為0.445(圖5B)。
ATI在5.1×10-10~1.0×10-5mol·L-1濃度范圍內(nèi),可以濃度依賴性地拮抗DMED的作用,半數(shù)抑制濃度(IC50)為(89.05±0.22)nmol·L-1(圖5C);在ATI濃度達(dá)到3.7×10-7mol·L-1時(shí),即可完全拮抗DMED的作用,此時(shí)相對核轉(zhuǎn)位指數(shù)約為0(圖5C)。U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR 細(xì)胞的編號12 號的細(xì)胞株受體活性良好,穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞株構(gòu)建成功。
Fig.5 Receptor activity of U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR cells evaluated by nucleus translocation assay. A:fluorescent images. Arrows show NFAT2 translocated to nucleus. B and C:concentration-response curve of DMED(B)and ATI(C)in U2OS-EGFP-NFAT2-α2B-AR cells,respectively.,n=3.
本研究以NTAT2的核轉(zhuǎn)位原理為基礎(chǔ),成功構(gòu)建了可用于高內(nèi)涵篩選靶向α2B-AR 化合物的細(xì)胞模型。α2B-AR 激活以后,可以通過NFAT 信號通路使NFAT2 發(fā)生明顯的核轉(zhuǎn)位,通過核轉(zhuǎn)指數(shù)的變化,可以濃度依賴性地檢測化合物對α2B-AR的激活或者拮抗作用。
α2-AR 屬于G 蛋白偶聯(lián)受體,受體激活后可以升高人紅白血病細(xì)胞胞漿內(nèi)的Ca2+濃度[9],胞內(nèi)鈣濃度的升高可能由G蛋白激活的磷脂酶C介導(dǎo)的,或者與G 蛋白偶聯(lián)的胞膜或者線粒體上的鈣通道的激活有關(guān)。本課題組研究發(fā)現(xiàn),以本課題組構(gòu)建的α2A-AR穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞株為工具細(xì)胞,α2A-AR激活后胞內(nèi)Ca2+濃度的升高是由G 蛋白激活后βγ 亞基介導(dǎo)的磷脂酶C 激活引起的,并且Gαi亞基與Gβγ亞基具有相反的作用[16],但是尚無研究明確α2B-AR激活后胞內(nèi)Ca2+濃度升高的機(jī)制及其相關(guān)的分子信號通路。本文構(gòu)建的α2B-AR穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞株,結(jié)合高內(nèi)涵分析方法,提供了一種簡易快速地研究α2B-AR下游信號通路分子機(jī)制的新途徑,并可與課題組基于PKA重分布實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的α2A-AR和α2C-AR細(xì)胞株一起,共同用于靶向α2-AR化合物的篩選。
DMED 是一種α2-AR 激動(dòng)劑,對α2-AR 的3 種亞型無明顯選擇性,臨床上用于患者機(jī)械插管時(shí)的輔助鎮(zhèn)靜。臨床使用不當(dāng)時(shí)(如給藥速度過快,或者過量應(yīng)用),可能會(huì)產(chǎn)生心動(dòng)過緩、心律失常和血壓降低等副作用。鑒于α2B-AR 在外周的廣泛分布及與血壓調(diào)節(jié)的密切關(guān)系,推測這有可能與DMED對α2B-AR的激活有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn),DMED的鎮(zhèn)靜作用主要由α2A-AR所介導(dǎo)[17],推測DMED的毒副作用也可能是由特定亞型的α2-AR的所介導(dǎo)。以本文所建立的細(xì)胞模型為工具細(xì)胞,有助于DMED激活α2-AR后細(xì)胞內(nèi)信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究,并為從受體水平闡釋DMED的藥效學(xué)和毒理學(xué)機(jī)制提供支持,還可應(yīng)用于靶向性好、毒性低的新藥研發(fā)。