Page 51 - 南京医科大学学报自然科学版

第41卷第7期 吴 春，张小梅，向 阳，等. GDF15激活ERK/Bcl⁃2通路增强BM⁃MSCs放射抗性［J］.
2021年7月 南京医科大学学报（自然科学版），2021，41（07）：976-983，991 ·981 ·

A 空白对照组 干扰对照组 干扰GDF15组 B
20 空白对照组
Q1 Q2 Q1 Q2 Q1 Q2 干扰对照组 ** *
（ % ） 15
0.44% 2.32% 0.50% 2.83% 0.53% 2.68% 干扰GDF15组
未放射 细胞凋亡率 10 5

Q3
Q3
Annexin V⁃PE Q4 3.04% Q4 3.17% Q4 3.09% 0 未放射 放射
Q3
93.50%
94.20%
93.70%
Q1
Q1
Q1
Q2
Q2
Q2
9.11%
0.57%
5.51%
6.15%
0.69%
0.32%
放射
Q4 Q3 Q4 Q3 Q4 Q3
89.50% 4.04% 89.60% 4.15% 83.00% 7.27%
7⁃AAD
*
C 1 2 3 4 5 6 D
20
*
Cleaved 17 kDa
蛋白相对表达量 10
caspase3 15
Caspase3 35 kDa
β⁃actin 43 kDa 5
0
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
Cleaved caspase3 Caspase3
A：Annexin V⁃PE 和 7⁃AAD 双染检测 9 Gy 放射后 24 h 细胞凋亡流式图；B：细胞凋亡统计图；C：Western blot 检测 9 Gy 放射后 24 h 细胞
Cleaved caspase3及其总蛋白表达；D：Western blot结果灰度值统计。1：未放射空白对照组，2：未放射干扰对照组，3：未放射干扰GDF15组，4：
放射空白对照组，5：放射干扰对照组，6：放射干扰GDF15组。两组比较，P ˂ 0.05，P ˂ 0.01（n=3）。
*
**
图4 干扰GDF15对BM⁃MSCs放射前后细胞凋亡的影响
Figure 4 The effects of GDF15 interference on the apoptosis of BM⁃MSCs before and after irradiation
BM⁃MSCs凋亡率较低 ［13］ ，提示GDF15可能参与BM⁃ 链（ETC）复合物Ⅰ、Ⅱ等，从而导致线粒体膜通透性
MSCs的放射抗性，但具体机制未明。本研究发现放 改变、融合⁃分裂动态平衡失衡、线粒体膜电位下降
射可诱导BM⁃MSCs中GDF15表达显著上调，而干扰 等一系列结构和功能损害 ［21］ 。此外，GDF15也是线
其表达可导致放射后细胞凋亡率增加，证实GDF15 粒体功能损伤的标志物 ［22］ 。因此，我们检测了干扰
可促进细胞的放射抵抗。细胞对放射的敏感性与 GDF15 对放射前后线粒体膜电位以及 Caspase3 剪
所处的周期密切相关，处于G1/S期的细胞放射敏感 切情况的影响。正常的线粒体膜电位是维持线粒
性低，处于G2期的细胞放射敏感性高 ［19］ 。已有文献 体功能的关键，而其膜电位的降低是细胞凋亡早期
报道，GDF15参与细胞周期的调控。如在宫颈癌细 的 一 个 标 志 性 事 件 ［23］ 。 本 研 究 结 果 显 示 干 扰
胞中，GDF15 诱导 c⁃Myc 的表达，c⁃Myc 作为调节细 GDF15对正常BM⁃MSCs线粒体膜电位无显著影响，
胞周期的经典转录因子，可诱导CDK1和cyclinB1的 但放射后却可以显著降低线粒体膜电位。此外，干

上调，CDK1⁃cyclinB1 形成复合物促进细胞通过 G2 扰 GDF15 的 BM⁃MSCs 放射后 Cleaved caspase3 水平
期 ［7，20］ 。本研究也证实干扰 GDF15，放射后 BM⁃ 最高。综上所述，干扰GDF15诱导BM⁃MSCs放射敏
MSCs 的 G2期阻滞增加。但是否GDF15通过该机制 感性增加可能与线粒体凋亡途径增强有关。
参与放射后BM⁃MSCs的G2期调控有待进一步研究。 ERK信号通路在BM⁃MSCs的增殖、分化和凋亡
线粒体是放射损伤的重要靶点。放射可直接 中具有重要作用。抑制 ERK1/2 磷酸化可通过调
作用于线粒体DNA，也可间接通过辐解产生的活性 控 Bax 和 Bcl⁃2 表达水平，激活 Caspase3，导致细胞
氧损伤线粒体的蛋白及细胞膜系统，破坏电子传递 凋亡 ［24］ 。在多种肿瘤细胞中，已有研究证实GDF15