谷胱甘肽耗竭可使对顺铂增敏

　

谷胱甘肽耗竭可使对顺铂治疗增敏

Glutathione depletion sensitizes cisplatin

恶性胶质瘤是一种严重的脑肿瘤，预后差，治疗方法少。这类肿瘤的主要化疗方案是基于替莫唑胺(TMZ)，尽管成功有限。顺铂广泛用于治疗多种类型的肿瘤，并与TMZ联合用于治疗复发性胶质瘤。然而，细胞对顺铂耐药的几种机制限制了治疗效率。从这个意义上说，增强DNA修复、高谷胱甘肽水平和功能p53对顺铂耐药有重要作用。在本研究中，我们探讨了顺铂在人脑胶质瘤中的耐药机制。我们发现细胞存活与这些细胞的p53状态无关。此外，在使用顺铂处理质粒的宿主细胞活化实验中，我们没有发现DNA修复能力有任何差异。我们证明，顺铂处理的U138MG细胞DNA双链断裂和DNA铂化现象较少。有趣的是，耐药细胞携带了更高水平的细胞内谷胱甘肽。因此，与谷胱甘肽抑制剂buthionine sulfoximine (BSO)预孵育可诱导大量细胞死亡，而谷胱甘肽合成的前体n -乙酰半胱氨酸可提高顺铂治疗的耐药性。此外，BSO单独或联合顺铂对TMZ致敏胶质瘤细胞。此外，在体内模型中，BSO、顺铂和TMZ联合激活caspase 3-7凋亡通路。值得注意的是，联合治疗并没有导致严重的副作用，同时对肿瘤的进展造成了巨大的影响。事实上，我们注意到与其他治疗方案相比，存活率显著提高了三倍。因此，细胞内谷胱甘肽浓度是胶质瘤中顺铂耐药的潜在分子标志物，而BSO等谷胱甘肽抑制剂与顺铂、TMZ联合应用似乎是治疗此类恶性肿瘤的一种有希望的方法。

　

顺铂是目前最有效的抗癌药物之一，被广泛应用于卵巢、肺癌、睾丸癌等多种实体肿瘤的一线治疗，也被用于胶质瘤的辅助治疗。顺铂是由一个铂离子形成的分子，它被四个顺式配体包围:两个氯原子和两个胺分子。顺铂的作用机制主要基于DNA损伤。一旦进入细胞，顺铂就会被水取代一两个氯原子而激活，这个过程被称为水合作用。由于这个过程，药物变成正电荷，并与DNA分子相互作用，诱导DNA加合物的形成。活化的顺铂优先与亲核N7位点上的嘌呤碱基结合，其中大多数加合物发生在同一条链上的两个鸟嘌呤之间，而约3-5%的顺铂加合物与相反链上的嘌呤发生反应，形成链间交联(interstrand crosslinks, ICLs)。8 . DNA损伤进而触发一系列信号转导通路，导致细胞周期阻滞、DNA修复和凋亡。

　

谷胱甘肽是细胞中含量丰富的低分子量肽，作为自由基清除剂，它在维持细胞氧化平衡方面具有重要作用。此外，谷胱甘肽具有保护作用，一旦其高度反应的巯基结合和失活这些外源性药物。事实上，谷胱甘肽含量和谷胱甘肽s转移酶(GST)在许多细胞系和肿瘤组织中一直与顺铂耐药有关。9、10、11

　

考虑到这些可能的途径，目前还不清楚究竟是哪一种途径决定了胶质瘤细胞对顺铂的耐药性。为了更好地了解该药的耐药分子机制，对4个p53状态不同的人胶质瘤细胞系进行了研究。我们发现细胞的耐药性与p53以及细胞的DNA修复能力无关。另一方面，细胞内的谷胱甘肽水平被证明是对顺铂起决定性抵抗作用的屏障，减少了对DNA损伤的诱导作用。此外，在体外和体内模型中，谷胱甘肽被抑制剂(buthionine sulfoximine, BSO)耗尽，使胶质瘤细胞株对顺铂敏感。有趣的是，BSO也增强了TMZ的细胞毒性。因此，联合BSO、顺铂、TMZ治疗胶质瘤是一种非常有效的改善胶质瘤细胞毒性的方法，为胶质瘤的治疗提供了一个令人兴奋的替代方案。

Glutathione depletion sensitizes cisplatin- and temozolomide-resistant glioma cells in vitro and in vivo | Cell Death & Disease
https://www.nature.com/articles/cddis2014465

　

槲皮素可预防兔红细胞中脱氢抗坏血酸引起的谷胱甘肽耗竭。

兔红细胞暴露于去氢抗坏血酸(DHA)后，谷胱甘肽含量显著下降，而槲皮素在很大程度上阻止了谷胱甘肽含量的下降，而槲皮素对各种抗氧化剂、铁螯合剂或活性氧清除剂不敏感。这种反应不是由细胞外DHA或细胞内谷胱甘肽二硫键的化学还原介导的。此外，黄酮类化合物不影响DHA的吸收和抗坏血酸的降低。相反，槲皮素似乎特别刺激促进谷胱甘肽形成的下游事件。

槲皮素可预防兔红细胞中脱氢抗坏血酸引起的谷胱甘肽耗竭。- PubMed - NCBI

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11697039

　

谷胱甘肽对脱氢抗坏血酸的还原依赖于谷胱甘肽对晶状体上皮细胞的保护作用

目的:

鉴于抗坏血酸的抗氧化作用和晶状体谷胱甘肽氧化还原循环，研究了该循环与晶状体上皮中抗坏血酸氧化产物DHA还原的关系。

方法:

培养狗晶状体上皮细胞和完整的兔子镜头暴露在各种浓度的DHA在实验中在20摄氏度降低化合物的水解(t1/2 5分钟在37摄氏度)。谷胱甘肽(GSH)和氧化谷胱甘肽(GSSG)测量透镜细胞和整个晶状体上皮由电化学检测。

结果:

治疗晶状体细胞1毫米DHA 0.5到3小时在缺乏葡萄糖(葡萄糖减少GSSG需要通过谷胱甘肽氧化还原循环)从60%完成氧化谷胱甘肽(控件包含微不足道GSSG)和不同的形态学改变(细胞收缩和起泡),通过扫描电子显微镜所示。葡萄糖阻止了这些影响，并允许几乎立即恢复谷胱甘肽DHA暴露后，在没有葡萄糖的情况下。在没有葡萄糖的情况下，从0.05 mM DHA到0.5 mM DHA培养细胞中GSSG的形成呈剂量依赖性反应。DHA加谷胱甘肽还原酶抑制剂的实验结果与DHA减葡萄糖的实验结果相似。DHA通过抑制谷胱甘肽还原酶，对培养的晶状体细胞和整个晶状体的己糖单磷酸分流活性产生3- 10倍的刺激。DHA -葡萄糖治疗全晶状体也会导致上皮性谷胱甘肽氧化，并伴有晶状体透明度的降低。在晶状体上皮中未发现脱氢抗坏血酸还原酶活性的证据。

结论:

在谷胱甘肽氧化还原循环受损的情况下，晶状体和晶状体上皮细胞暴露于DHA，导致组织中谷胱甘肽的消失和GSSG的出现。通过谷胱甘肽和DHA之间的非酶相互作用，证明DHA的减少与谷胱甘肽氧化还原循环有关。晶状体中DHA的减少很重要，因为这种氧化剂和/或其降解产物具有潜在毒性。

　

A protective role for glutathione-dependent reduction of dehydroascorbic acid in lens epithelium. - PubMed - NCBI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7635655

　

1998年2月15日;350(2):169-82。

谷胱甘肽的丢失，抗坏血酸的循环，以及暴露于过滤香烟烟雾中的人类红细胞的自由基清除。

人类红细胞暴露于过滤后的香烟烟雾中，抑制了它们降低脱氢抗坏血酸(抗坏血酸循环活性)的能力。糖摄取不受影响，说明烟熏处理不抑制脱氢抗坏血酸的转运。香烟烟雾也抑制了细胞内阳离子硝基自由基的减少，而自由基的减少是抗坏血酸盐循环的一个措施。抑制自由基还原的一个主要因素是谷胱甘肽的消耗。然而，仅仅谷胱甘肽的消耗并不能解释自由基还原的抑制作用，因为在溶血细胞中恢复谷胱甘肽池只能部分恢复自由基还原活性。抑制自由基还原的另一个因素是pH值的降低，这主要是由于CO2的吸收，通过恢复生理pH值是可逆的。外源性谷胱甘肽既不影响细胞内谷胱甘肽的活性，也不影响自由基的还原活性。细胞内谷胱甘肽的耗竭率与细胞外谷胱甘肽的耗竭率相似，说明红细胞膜对烟雾中硫醇反应性物质的衰减不明显。吸烟也会消耗蛋白质硫醇，但程度远低于谷胱甘肽。抗坏血酸盐相对不受香烟烟雾的影响;在谷胱甘肽几乎检测不到后，细胞内的抗坏血酸水平仍然显著。自动氧化还原剂，能够将从过滤后的香烟烟雾中分离出来的已还原的哌啶基(Tempo)和吡咯烷基(Proxyl)硝基化合物还原到水溶液中。试图检测香烟烟雾衍生的氧化剂在缓冲溶液或细胞悬浮液与预先还原的速度硝基化物，其氧化性能类似于抗坏血酸，但没有成功。本研究结果表明，谷胱甘肽的化学修饰是滤过香烟烟雾的主要损伤机制，而自由基氧化作用相对不明显。

　

Loss of glutathione, ascorbate recycling, and free radical scavenging in human erythrocytes exposed to filtered cigarette smoke. - PubMed - NCBI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9473290

　

吸烟引起的氧化应激、细胞死亡和其他对肺泡上皮细胞的损害。

Aoshiba K1, Nagai A。

日本东京女子医科大学医学系。kaoshiba@chi.twmu.ac.jp。

摘要

吸烟是多种肺部疾病发生的主要危险因素，包括肺气肿、肺纤维化和肺癌。这些疾病的发病机制包括肺泡上皮细胞的改变，这对维持正常的肺泡结构和功能至关重要。吸烟后，肺泡上皮细胞的改变导致上皮通透性增加，表面活性物质的产生减少，炎症细胞因子和生长因子的不适当产生，增加肺癌的风险。然而，香烟烟雾对肺泡上皮细胞最有害的影响是细胞死亡，即，细胞凋亡或坏死取决于暴露于香烟烟雾的程度。吸烟引起的细胞死亡在很大程度上可以解释为氧化应激的增强。事实上，香烟烟雾含有并产生许多活性氧，损害肺泡上皮细胞。健康吸烟者肺泡上皮细胞的凋亡和/或坏死是否增强目前尚不清楚。然而，最近的证据表明肺泡上皮细胞和肺泡内皮细胞的凋亡参与了肺气肿的发病过程，肺气肿是一种以肺泡结构丧失为特征的重要吸烟诱发的肺部疾病。本文将讨论香烟烟雾对肺泡上皮细胞的氧化应激、细胞死亡和其他损害。

PMID: 19570263 PMCID: PMC2671551 DOI: 10.1186/1617-9625-1-3-219
Oxidative stress, cell death, and other damage to alveolar epithelial cells induced by cigarette smoke. - PubMed - NCBI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19570263

　

肺上皮神经pilin-1的缺失促进了吸烟引起的肺气肿的发展。

理由是:

吸烟(CS)是慢性阻塞性肺疾病的重要危险因素;然而，并不是所有的吸烟者都会患病，这表明其他因素也会影响疾病的发展。

目的:

我们试图确定神经pilin-1 (Nrp1)是否参与维持正常的肺泡结构和/或改变对CS影响的敏感性，Nrp1是介导肺泡分隔和血管发育的受体复合物的一个组成部分。

方法:

转基因小鼠的产生可诱导肺特异性Nrp1上皮细胞的缺失。我们确定条件Nrp1缺失是否改变了空域大小，然后比较慢性CS或过滤空气暴露对空域大小、炎症、细胞死亡与增殖之间的平衡的影响。最后，我们评估了Nrp1沉默对A549细胞急性暴露于香烟烟雾提取物或短链神经酰胺后细胞死亡的影响。

测量结果及主要结果:

无论是出生后还是成年后，肺上皮Nrp1的基因缺失都会导致空气空间大小的微小增加。更值得注意的是，在条件nrp1缺乏的成年小鼠慢性CS暴露后，I型和II型肺泡上皮细胞的空域扩大和凋亡均显著增强。在A549细胞中，Nrp1的沉默并没有改变车辆处理后的细胞存活率，但在暴露于香烟烟雾提取物或神经酰胺后，细胞凋亡显著增加。

结论:

这些数据支持上皮细胞Nrp1在维持正常肺泡结构中的作用，并提示Nrp1表达失调可能促进上皮细胞在CS暴露下的死亡，从而促进肺气肿的发展。

Pulmonary epithelial neuropilin-1 deletion enhances development of cigarette smoke-induced emphysema. - PubMed - NCBI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19520907

　

载脂蛋白A-1过表达对香烟烟雾致小鼠肺气肿的抑制作用。

慢性炎症、氧化应激和蛋白水解主要参与慢性阻塞性肺疾病(COPD)/肺气肿的发病机制。慢性阻塞性肺病是一种高度流行的与吸烟有关的疾病，目前还没有有效的治疗方法来改善该病的病程。虽然载脂蛋白A-1 (ApoA1)具有抗炎、抗氧化和胆固醇外排潜能，但其在香烟烟雾(CS)诱导的肺气肿中的作用尚未确定。因此，我们研究了具有条件诱导肺泡上皮过表达ApoA1的人载脂蛋白a1转基因(TG)小鼠是否能抵抗cs诱导的肺炎症反应和肺气肿的发生。在本研究中，COPD患者和接触CS的小鼠肺中ApoA1水平显著降低。当长期暴露于CS时，ApoA1 TG小鼠没有发生肺气肿。与对照组相比，ApoA1过表达可减轻cs暴露小鼠肺部炎症、氧化应激、金属蛋白酶活化和凋亡。为探讨ApoA1抗凋亡活性的可能机制，采用CS提取物(CSE)治疗肺泡上皮细胞(A549)。ApoA1阻止了cse诱导的Fas易位和下游诱导死亡的信号复合物进入脂筏，从而抑制了Fas介导的细胞凋亡。综上所述，数据显示ApoA1过表达减弱了cs诱导的小鼠肺部炎症和肺气肿。肺内ApoA1的增强可能在预防吸烟相关的COPD/肺气肿方面具有治疗潜力。

Attenuation of Cigarette Smoke-Induced Emphysema in Mice by Apolipoprotein A-1 Overexpression. - PubMed - NCBI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26086425

　

细胞凋亡在COPD和肺气肿发病中的作用。

慢性阻塞性肺病(COPD)的特征是气道慢性炎症和肺实质的逐渐破坏，这一过程在大多数情况下是由吸烟引起的。几种机制参与了疾病的发展:炎症细胞流入肺(导致呼吸道慢性炎症)，蛋白水解和抗蛋白水解活性之间的失衡(导致健康肺组织的破坏)和氧化应激。近年来，越来越多的数据提示慢性阻塞性肺疾病发生发展的第四个重要机制:肺结构细胞凋亡可能是慢性阻塞性肺疾病发病机制中的一个重要上游事件。COPD患者肺中凋亡的肺泡上皮细胞和内皮细胞增多。由于这不能被这些结构细胞增殖的增加所抵消，最终的结果是肺组织的破坏和肺气肿的发展。来自动物模型的数据表明，血管内皮生长因子(VEGF)在诱导肺结构细胞凋亡中的作用。其他凋亡介质，如caspase-3和神经酰胺，可能是阻止凋亡和肺气肿发展的有趣靶点。在这篇综述中，我们将讨论来自动物模型和人类研究的关于COPD中凋亡作用的最新数据。目的是提供一个最新的总结，关于细胞凋亡在慢性阻塞性肺病和肺气肿的作用日益增加的知识。

Role of apoptosis in the pathogenesis of COPD and pulmonary emphysema. - PubMed - NCBI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16571143

　

口服n -乙酰半胱氨酸可减轻吸烟引起的COPD大鼠肺气肿和肺泡间隔细胞凋亡。

蔡s1，陈P，张C，陈JB，吴J。

背景和目的:

细胞凋亡在肺气肿/慢性阻塞性肺病肺损害中的作用日益被认识。抗氧化剂与COPD肺肺泡间隔细胞凋亡的关系尚不清楚。本研究旨在探讨抗氧化剂n -乙酰半胱氨酸(NAC)对吸烟诱导的COPD大鼠肺气肿和肺泡间隔细胞凋亡的影响。

方法:

将大鼠随机分为正常组、COPD组、sham组和NAC组(n = 48)。治疗的效果进行评估通过测量血管内皮生长因子(VEGF)水平BAL流体通过ELISA, VEGF和VEGF受体2 (VEGFR2)蛋白表达蛋白免疫印迹,和肺泡隔细胞的凋亡指数(AI)的末端转移酶dUTP缺口末端标记(TUNEL)测定。进行组织病理学评估(平均线性截距(MLI)、破坏指数(DI)和肺功能测量。

结果:

COPD组FEV(0.3)/FVC、PEF均低于正常组。钠治疗组MLI和DI低于COPD组和sham治疗组。经western blotting证实，钠治疗组BAL液中VEGF水平高于COPD组。钠处理组VEGFR2蛋白表达高于COPD组。钠治疗组的AI明显低于COPD组。肺泡液中VEGF水平与肺泡间隔细胞AI呈负相关。

结论:

NAC通过部分逆转吸烟引起的COPD大鼠VEGF分泌和VEGFR2蛋白表达下降，减轻肺损伤、肺气肿和肺泡间隔细胞凋亡。

Oral N-acetylcysteine attenuates pulmonary emphysema and alveolar septal cell apoptosis in smoking-induced COPD in rats. - PubMed - NCBI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19341424

Vitamin C and vitamin E restore the resistance of GSH-depleted lens cells to H2O2
Article in Free Radical Biology and Medicine 34(5):521-30 · March 2003 with 32 Reads

DOI: 10.1016/S0891-5849(02)01304-7 · Source: PubMed

A decline in reduced glutathione (GSH) levels is associated with aging and many age-related diseases. The objective of this study was to determine whether other antioxidants can compensate for GSH depletion in protection against oxidative insults. Rabbit lens epithelial cells were depleted of > 75% of intracellular GSH by 25-200 microM buthionine sulfoximine (BSO). Depletion of GSH by BSO alone had little direct effect on cell viability, but resulted in an approximately 30-fold increase in susceptibility to H(2)O(2)-induced cell death. Experimentally enhanced levels of nonprotein sulfhydryls other than GSH (i.e., N-acetylcysteine) did not protect GSH-depleted cells from H(2)O(2)-induced cell death. In contrast, pretreatment of cells with vitamin C (25-50 microM) or vitamin E (5-40 microM), restored the resistance of GSH-depleted cells to H(2)O(2). However, concentrations of vitamin C > 400 microM and vitamin E > 80 microM enhanced the toxic effect of H(2)O(2). Although levels of GSH actually decreased by 10-20% in cells supplemented with vitamin C or vitamin E, the protective effects of vitamin C and vitamin E on BSO-treated cells were associated with significant ( approximately 70%) decreases in oxidized glutathione (GSSG) and concomitant restoration of the cellular redox status (as indicated by GSH:GSSG ratio) to levels detected in cells not treated with BSO. These results demonstrate a role for vitamin C and vitamin E in maintaining glutathione in its reduced form. The ability of vitamin C and vitamin E in compensations for GSH depletion to protect against H(2)O(2)-induced cell death suggests that GSH, vitamin C, and vitamin E have common targets in their actions against oxidative damage, and supports the preventive or therapeutic use of vitamin C and E to combat age- and pathology-associated declines in GSH. Moreover, levels of these nutrients must be optimized to achieve the maximal benefit.

Vitamin C and vitamin E restore the resistance of GSH-depleted lens cells to H2O2 | Request PDF
https://www.researchgate.net/publication/10875376_Vitamin_C_and_vitamin_E_restore_the_resistance_of_GSH-depleted_lens_cells_to_H2O2

　