mTOR调控索拉非尼诱导的肝星状细胞铁死亡

目的:肝纤维化是各种慢性肝病发展的中心环节,其主要病理表现为活化的肝星状细胞(Hepatic stellate cell,HSC)产生细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)过度沉积。因此,抑制HSC的活化或诱导其死亡是肝纤维化的有效治疗方案。铁死亡是一种新型程序性细胞死亡方式,诱导HSC铁死亡能够延缓肝纤维化的发展。然而,具体作用机制有待进bioactive substance accumulation一步探究。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin,mTOR)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,参与肝癌细胞、肾癌细胞等多种细胞的铁死亡过程。本研究旨在探索mTOR对索拉非尼诱导的HSC铁死亡的影响及其可能机制,为缓解肝纤维化提供潜在的治疗策略。方法:首先,PDGF-BB诱导大鼠肝星状细胞(HSC-T6)活化。Western blot检测活化的HSC-T6细胞中肝纤维化标志物α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)和I型胶原α1(Collagen type I alpha-1,COL1α1)以及铁死亡标志物谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase 4,GPX4)的蛋白表达水平;CCK8检测不同浓度的索拉非尼对活化的HSC-T6细胞活力的影响;试剂盒检测铁死亡指标Iron、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和谷胱甘肽(Glutathione,GSH)变化,DCFH-DA荧光探针检测ROS水平。随后,mTOR抑PLX-4720试剂制剂雷帕霉素或mTOR激活剂MHY1485处理活化的HSC-T6细胞,Western blot检测细胞中mTOR和pmTOR表达水平变化;CCK8检测HSC-T6细胞的活力的变化;试剂盒以及荧光探针检测铁死亡相关指标。最后,Western blot检测HSC-T6细胞中α-SMA和COL1α1的蛋白表达变化。结果:1.索拉非尼诱导HSC铁死亡:PDGF-BB可显著提高HSC-T6的细胞活力,而索拉非尼则以浓度依赖性抑制HSC-T6的细胞活力。并且,索拉非尼能够抑制HSC-T6细胞中肝纤维化标志物α-SMA和COL1α1蛋白的表达。上述结果提示索拉非尼可抑制HSC-T6细胞的活化。进一步的研究发现,索拉非尼可明显降低铁死亡标志物GPX4的蛋白表达。此外,与PDGF-BB组相比,索拉非尼组Iron、MDA和ROS水平均上升,而GSH水平则明显呈下降趋势。以上结果表明索拉非尼抑制HSC活化,且在此过程中伴随着HSC铁死亡。2.索拉非尼抑制mTOR磷酸化:活化的HSC-TRSL3试剂6细胞中,索拉非尼可降低p-mTOR的蛋白表达水平。3.mTOR抑制剂增强索拉非尼诱导的HSC铁死亡,增强其抗肝纤维化作用:与索拉非尼组相比,mTOR抑制剂处理HSC-T6细胞后,细胞活力进一步下降。并且,mTOR抑制剂组的铁死亡相关指标GPX4和GSH的水平进一步降低;Iron、ROS、MDA水平明显提高。此外,与索拉非尼组相比,经mTOR抑制剂处理后α-SMA和COL1α1的蛋白表达水平下降。4.mTOR激动剂抑制索拉非尼介导的HSC铁死亡,拮抗其抗纤维化作用:与索拉非尼组相比,mTOR激动剂处理后,HSC-T6的细胞活力下降被显著逆转。且GPX4蛋白以及GSH水平明显升高。与索拉非尼组相比,mTOR激动剂组的α-SMA和COL1α1水平上升。结论:索拉非尼诱导HSC铁死亡,延缓肝纤维化进程,抑制mTOR信号通路可进一步增强HSC铁死亡,而激动mTOR则抑制其作用。