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细胞凋亡和上皮细胞向间质细胞转变(EMT)在多种生理和病理过程中发挥了重要的作用。细胞凋亡和EMT的失调会导致一些疾病的发生,例如肿瘤的形成和转移、肝脏和肾脏纤维化和胚胎发育的异常等。转化生长因子-β1 (TGF-β1)是一种多功能性细胞因子,在细胞凋亡和分化过程中起重要的调节作用。
本文旨在研究TGF-β1诱导的鼠肝细胞凋亡和EMT的机制。在小鼠肝上皮细胞AMLl2中,TGF-β1可以同时诱导时间和浓度依赖性的细胞凋亡和EMT两种现象。我们的研究发现TGF-β1诱导的细胞凋亡和EMT伴随着信号传导与转录激活因子3 (STAT3)的活化和入核。这表明STAT3的活化可能在TGF-β1所介导的凋亡和EMT过程中起着作用。接下来的实验表明,转染活性缺失的STAT3可以抑制。TGF-β1诱导的细胞凋亡和EMT,而转染野生型的STAT3不能起到同样的作用。这些结果表明,TGF-β1诱导的STAT3活化在TGF-β1诱导的细胞凋亡和EMT过程中发挥了重要的作用。一氧化氮(NO)是一种具有高度反应活性的气体小分子,参与调节多种生理病理过程。研究发现:加入外源的NO供体亚硝基乙酰青霉胺(SNAP),可以抑制TGF-β1诱导的细胞凋亡和EMT,而且这种作用也具有时间和浓度的依赖性;转染诱导型NO合成酶(iNOS)提高iNOS的表达和内源性NO的生成,同时也抑制TGF-β1诱导的细胞凋亡和EMT。为了进一步证实NO的功能,我们用肿瘤坏死因子-α和干扰素-γ联合刺激AML12细胞来诱导iNOS的表达和NO生成。我们发现这几种因子可以诱导iNOS的表达和NO生成,也可以抑制TGF-β1诱导的细胞凋亡和EMT。在细胞中加入iNOS的抑制剂L-硝基精氨酸甲酯(L-NAME)可以抑制TNF-α、IL-1β和IFN-γ诱导的NO生成,也可以逆转TNF-α、IL-1β和IFN-γ对细胞凋亡和EMT的抑制作用,这说明这些前炎症因子对TGF-β1生物学效应的抑制作用是通过NO实现的。接下来的研究工作显示SNAP不能抑制TGF-β1诱导的Smad磷酸化,也不能抑制TGF-β1诱导的Smad入核,提示NO不是通过直接调控Smad活化起作用的。此外,加入SNAP和转染iNOS都可以抑制TGF-β1诱导的STAT3的活化,提示NO对TGF-β1的抑制作用依赖于STAT3的活性。本研究有助于加深对TGF-β1调控细胞凋亡和EMT的机制的认识,并具有潜在的相关的医学临床应用参考价值。