Содержание

Пума – механизм раскладки(трансформации). — ADK

Диван Пума — надежный механизм.

Пума – это один из самых простых и удобных механизмов трансформации диванов, которым оснащают как прямые, так и угловые модели. Как правило, диван «пума» выбирают для постоянного использования, он очень удобен и функционален.

Особо функциональны прямые диваны, так как  спальное место  при их раскладывании получается достаточно просторным. У нас можно купить диван «пума» любой модификации: прямой (диван «Милан»), либо угловой (диван «Милан»), классического или современного дизайна.

Трансформация дивана Пума в спальное место происходит следующим образом

  • С дивана убирают подушки.
  • Верхнюю часть сиденья дивана тянут на себя, а нижняя (внутренняя) часть при этом поднимается.
  • Выдвинутое вперед сиденье устанавливают на пол на специальные выдвижные ножки или опору.
  • Спрятанная нижняя часть сидения становится на освободившееся место, образуя удобную кровать.

Специальный механизм синхронизации, которым снабжен каждый диван «пума», позволяет проделать всю описанную процедуру легко и быстро. Это, кстати, является одним из признаков качественной мебели. Чем проще трансформировать диван, тем качественнее механизм использован при его производстве.

Преимущества «пумы»:

Отсутствие роликов, а, следовательно, следов на полу. Это позволяет укладывать рядом с диваном любой тип напольного покрытия, включая ковры с длинным ворсом.

Комфортное спальное место. В разложенном виде такие диваны удобны для сна, они ровные и прочные. Таким образом, купить диван «пума» вполне можно для каждодневного использования, спать на нем также уютно, как и проводить дневное время.

Возможность выдерживать большие нагрузки.

Простота трансформации. При раскладывании и складывании дивана не требуется выполнять каких-либо сложных действий, трансформация выполняется одним легким движением.

Долговечность. Простой механизм прослужит долгие годы, а качественный матрас не провиснет, не потеряет свою форму и свойства.

Отсутствие ящика для белья в прямых моделях диванов. В связи с тем, что пространство под сиденьем занимает вторая часть спального места, устанавливать бельевой короб некуда. Но этот недостаток касается только прямых диванов, в угловых для хранения постельных принадлежностей приспосабливают пространство в боковом элементе (оттаманке).

В каких случаях приобретать «пуму»:

Диваны с таким механизмом трансформации достаточно универсальны и могут эксплуатироваться в помещениях различного назначения. Однако чаще всего диван «пума» выбирают все-таки для постоянного использования в качестве места для сна. И это неудивительно, покупателей привлекают, в первую очередь, простота его раскладывания и исключительный комфорт.

Мы смело можем рекомендовать купить диван «пума» и в скромную малогабаритную квартиру, и в роскошный загородный дом. Такие диваны в разном дизайне смотрятся совершенно непохоже друг на друга и способны удовлетворить любой, даже самый взыскательный вкус. Если вам нужен стильный и удобный диван, который ночью с легкостью превратится в отличное, комфортное спальное место – обратите внимание на различные модели с этим механизмом раскладки.

Механизм трансформации Пума от компании Грек

Механизм трансформации Пума совсем недавно появился в сфере мебельного производства, но уже пользуется большим признанием. Дело в том, что конструкция способна выдержать нагрузку свыше 200 кг, а принцип раскладки простой и практически не требует усилий.

Компания «Грек» выпускает механизмы трансформации любых типов. На сайте можно найти такие популярные конструкции, как Книжка, Дельфин и Пума в том числе. Помимо готовых устройств мы выпускаем все необходимые комплектующие и крепеж, чтобы можно было при необходимости быстро и недорого создавать уникальную мебель.

Описание и принцип работы устройства

Механизм трансформации диванов Пума не зря получил свое название от грациозного животного. Дело в том, что устройство работает бесшумно и очень легко. Для раскладки дивана достаточно тихонько потянуть за корпус – дальше конструкция выезжает сама. В работе устройства используется шагающий принцип – то есть нижний корпус дивана не выезжает по полу, а делает шаг вперед. Одновременно с этим спинка дивана принимает горизонтальное положение, не требуя никаких действий со стороны человека. В целом раскладка мебели занимает не более 3 секунд.

Механизм Пума компактный и не занимает много места. Но несмотря на это в разложенном состоянии такие диваны дают большое спальное место, имеют объемный бельевой ящик.

Диваны с таким устройством подходят для ежедневного применения. Они не требуют много времени на трансформацию, а сами детали служат длительное время, не подвергаясь деформации. Любовь покупателей устройство заслужило благодаря ряду достоинств:

  • конструкция дивана проста, с ней может справиться ребенок и человек в возрасте;
  • для раскладки не требуется усилий, особенно если использовать газовые лифты;
  • диван не повреждает поверхность пола, поскольку отсутствует трение с покрытием;
  • большое спальное место, а в сложенном состоянии диван занимает минимум пространства;
  • конструкция может монтироваться в диваны любых моделей;
  • сохраняется бельевой ящик;
  • выдерживает большие нагрузки, может разместить семью с ребенком.

На сайте Вы найдете большой выбор механизмов, все виды комплектующих к ним. Цены на все товары ниже, поскольку компания «Грек» является прямым производителем и может дать гарантию того, что устройства прослужат долго без дефектов и сбоев. С нашими механизмами Вы можете создавать уникальные модели мебели без больших затрат.

Механизмы трансформации

Механизм «Пума»

Диваны с механизмом трансформации «Пума» отличаются прочностью, надежностью и являются новинкой на мебельном рынке. Простые и легкие в обращении диваны с механизмом «Пума» способны выдерживать нагрузку до 200 кг., но, не смотря на это, раскладываются за считанные секунды. Достигается это благодаря так называемому «шагающему» способу. То есть сиденье не перемещается по полу, а плавно двигается вперед. Одновременно с движением сиденья совершается подъем мягкого элемента, размещенного под сиденьем в нише. Диваны с механизмом «Пума» выглядят компактно, но, несмотря на это, в разложенном виде они превращаются в просторные угловые диваны с большим спальным местом. У таких диванов есть бельевой ящик, что делает их удобными для повседневного использования в качестве дивана-кровати.


Механизм «Hodry»

«Hodry» (Ходри) – механизм трансформации трех сложений. Раскладывается он вперед от стены. Такой механизм позволяет производить раскладывание дивана просто вытягивая сиденье на себя, то есть необходимо тянуть за царгу дивана до полного раскладывания механизма. При трансформации сидение телескопически выкатывается вперед и из-под него выходит часть спального места. При дальнейшем выкатывании вперед из нижней части спинки выходит головная часть спального места. Вернуть мебель из положения «кровать» в положение «диван» столь же просто – достаточно задвинуть сиденье плавным движением от себя. Так же возможен вариант механизма с электроприводом, управляемым с помощью пульта. Данный механизм производится в Австрии.


Механизм «Дельфин»

Механизм «Дельфин» чаще всего используется в угловом диване, превращая его в просторное посадочное место для Ваших гостей. Этот удобный и надежный механизм может изменяться по схемам модификаций, однако изменения коснутся лишь исполнения самого механизма, оставив принцип действий прежним. Выдвижная часть сидения, расположенная под каркасным основанием модели, для более удобной эксплуатации оснащена небольшими колесиками с нецарапающим покрытием. В результате трансформации диван превращается в большое и ровное спальное место. Для этого достаточно потянуть за специальную петлю, расположенную внутри передней части основного сиденья, при этом выдвижная секция выкатится вперед из ниши дивана. Если после этого потянуть за эту же петлю вверх, то вторая часть дивана окажется наравне с первой и зафиксируется, превратившись в одно сплошное спальное место.


Механизм «Книжка»

Функциональные диваны-книжка вот уже не одно десятилетие пользуются успехом на мебельном рынке. Диваны с трансформацией этого механизма не зря привлекают столько желающих их приобрести. Механизм «Книжка» долговечен, практичен, легок в использовании и не боится ежедневной эксплуатации. Для того, чтобы превратить диван-книжку в двуспальную кровать достаточно всего лишь слегка выдвинуть и приподнять основную часть дивана (сиденье), после чего сработает механизм и опустится спинка. Трансформировать мягкую мебель с механизмом «Книжка» в обратное положение также просто. Примечательно то, что использовать мебель с таким простым механизмом сможет даже ребенок, ведь он срабатывает почти автоматически. Также модели с данным механизмом оснащены вместительным бельевым ящиком, куда можно с легкостью поместить все спальные принадлежности.


Механизм «Еврокнижка»

Мебель с механизмом трансформации «Еврокнижка» без сомненья одна из самых простых и долговечных в использовании. Для трансформации дивана в просторную двуспальную кровать необходимо немного выдвинуть основную часть — сиденье и опустить на освободившееся место спинку. Модели с использованием этого механизма также просты и надежны в эксплуатации и не боятся ежедневного использования. Механизмы трансформации изготовлены из качественных материалов и имеют запас прочности, многократно превышающий допустимые нагрузки. Конструкция диванов с механизмом трансформации «Еврокнижка» отличается полным отсутствием каких-либо швов, впадин и других недостатков. В результате трансформации диван представляет собой идеально ровное, удобное спальное место с нишевым бельевым ящиком.


Выкатной механизм

Модели с трансформацией выкатного механизма являются долговечными и также очень просты в применении. Для превращения дивана в просторное спальное место необходимо потянуть за ремешок сидения, находящийся в потайной части корпуса и выдвинуть диван до полного раскладывания. При трансформации в кровать передняя часть тянет за собой остальные. Диваны с таким механизмом отлично подойдут для ежедневного использования и что примечательно, не будут занимать много места в силу своей компактности.

Как работает механизм трансформации диванов пума

Опубликовано: 02.04.2018,  Просмотров: 2183

Развитие мебельной индустрии привело к появлению новых механизмов и конструкций, особенно прогресс ощутим при выборе дивана, оборудованного механизмом трансформации. В данном материале речь пойдет о механизме трансформации диванов под названием пума.

 

Выбор дивана является достаточно сложным процессом, если нет четких представлений о приобретаемой мебели. Производители предлагают широчайший ассортимент диванов, каждый из которых отличается по форме, размерам, используемым материалам и механизмам. Классическим местом установки дивана считается гостиная, однако, последнее время встретиться данную категорию мебельных изделию можно и в прихожих, и в спальнях, и даже на кухне. Это обусловлено удобством и функциональностью современных моделей, а большой выбор внешнего оформления позволяет без труда подобрать конструкцию для любого интерьера.


Что такое диван-пума 


Многие используют диваны не только для комфортного размещения в сидячем положении, но и в качестве места для полноценного ночного отдыха и сна. Для использования в качестве кровати, диван должен быть оборудован механизмом трансформации, позволяющим изменять положение элементов конструкции и получать в итоге ровную горизонтальную поверхность, пригодную для сна. Одним из самых надежных и удобных механизмов является пума, оригинальное название которого происходит из-за схожести процесса трансформации с прыжком пумы.

 


Для того, чтобы трансформировать диван с механизмом пума, необходимо сначала убрать с поверхности имеющиеся подушки, после чего потянуть на себя сидение дивана, которое начнет слегка приподниматься. При доведении данной фазы до конечной точки, образовавшаяся ниша заполниться второй половиной спального места, которое прежде было скрыто в нижней части конструкции. В результате получается ровная поверхность, на которой отсутствуют какие-либо ощутимые стыки и перепады высот. Сам процесс трансформации занимает несколько секунд и не требует приложения значительных усилий.


Преимущества и недостатки механизма пума


Помимо простоты и легкости трансформации, моделям, оборудованным механизмом данного типа свойственны и другие неочевидные преимущества. В процессе раскладывания дивана нельзя каким-либо образом повредить напольное покрытие, чего нельзя сказать и выдвижных и выкатных конструкциях. Принцип работы механизма обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всем элементом, а плавный и легкий ход при трансформации позволяет на протяжении длительного времени сохранять исправность и работоспособность всех элементов конструкции.

 


Немаловажным фактором является то, что диваны с данным механизмом не требуют дополнительного пространства для преобразования в спальное место, что позволяет рационально использовать свободную площадь и устанавливать подобные диваны в небольших помещениях. Среди негативных качеств можно выделить лишь отсутствие бельевых ящиков, так как внутреннее пространство дивана заполнено дополнительной частью для образования спального места. Данного недостатка лишены угловые модели, в которые бельевые ящики оборудуются в дополнительной секции дивана. Выбрать подходящую модель дивана с механизмом пума можно с помощью каталога нашего сайта, где размещены предложения от разных продавцов.

 


Мебельный механизм трансформации Пума | Нота Мебель. Мягкая и корпусная мебель в Санкт-Петербурге.

Мебельный механизм трансформации Пума | Нота Мебель. Мягкая и корпусная мебель в Санкт-Петербурге.

Механизм трансформации «Пума»

 Одно из преимуществ механизма  «Пума» — это отсутствие роликов, что позволяет избежать повреждения поверхности пола. Высокотехнологичный механизм трансформации, существенно облегчающий усилия необходимые для трансформации дивана в кровать и обратно. Сиденье совершает шаг вверх и вперёд, вторая часть спального места из внутренней ниши, поднимается вверх до уровня сиденья дивана. Две половины спального места имеют наполнитель равной высоты и плотности. Механизм пума изготовлен из металла, снабжён системой пружин и противовесов, уменьшающих усилие необходимое для разборки-сборки дивана. Система трансформации пума существенно улучшает комфорт и срок эксплуатации мягкой мебели.

МЫ В СОЦСЕТЯХ МЦ Мебель Холл ст.м. «Ладожская»
пл. Карла Фаберже, 8
1 этаж, стенд II — 124
тел.: +7 (921) 901-64-81
Время работы: c 11:00 до 20:00 ТК МЕБЕЛЬВУД ст.м. «ул. Дыбенко»
Дальневосточный пр., д.14
1 этаж, стенд 118
тел.: +7 (921) 901-64-85
Время работы: c 11:00 до 21:00 МЦ 12 СТУЛЬЕВ ст.м. «Купчино»
Балканская пл., д.5
2 этаж, стенд В-9
тел.: +7 (921) 901-64-52
Время работы: c 11:00 до 20:30 МЦ Мебель Сити ст.м. «Старая деревня»
ул. Мебельная, д.1
1 этаж, стенд 39
тел.: +7 (921) 905-14-96
Время работы: c 11:00 до 20:30 МЦ Богатырь ст. м. Пионерская или Комендантский
Богатырский пр. 18, к.2
1 этаж, стенд -46
тел. +7 (921) 905-14-98
Время работы: с 11:00 до 20:30 МЦ Аквилон ст. м. «Лесная»
Новолитовская ул., д. 15Д
2 этаж, стенд 209
тел. +7 (911) 164-47-85
Время работы: с 10:30 до 20:00 ТЦ Юго-запад ст. м. «Ленинский пр.»
Пр. Маршала Жукова, д. 35, к. 1
3 этаж, стенд 39-1
тел. +7(921) 856-82-80
Время работы: с 11:00 до 21:00 МЦ Гранд Каньон ст. м. «Пр. Просвещения»
ул. Шостаковича, 8, корп. 1
4 этаж, стенд 420
тел. +7 (921) 860-85-10
Время работы: с 11:00 до 21:00 ТЦ Мебель-Сити-2 ст. м. «Лесная»
ул. Кантемировская, д.37
3 этаж, стенд 3.21
тел. +7 (931) 394-47-56
Время работы: с 11:00 до 21:00 ТЦ Кубатура ст. м. «Бухарестская», «Международная»
ул. Фучика, д.9
1 этаж, стенд 1. 165
тел. +7(981)143-49-28
Время работы: с 11:00 до 18:00

что это такое, принцип работы, плюсы и м

От правильного выбора дивана зависит комфорт и здоровье. Этот предмет мебели также способен преобразить интерьер. При покупке дивана в качестве основного места для сна стоит учитывать и особенности механизма его трансформации, который должен отличаться прочностью и надёжностью.

Пума — современный шаговый механизм трансформации, который завоевал большую популярность. Название происходит из-за сходства процесса раскладывания с движением этого необычного животного во время прыжка.

Конструкция проста, но очень надёжна. Такой механизм способен выдерживать нагрузки до 200 кг. Он долговечен, удобен в эксплуатации и подходит для ежедневного использования. При желании, одним легким движением можно превратить компактный диван в удобную двуспальную кровать.

Раскладной диван с шагающим механизмом Пума идеально подходит для ежедневной эксплуатации в качестве спального места.

Разложить такую конструкцию очень легко. Эта задача потребует минимум времени и усилий.

В конструкции используется шагающий принцип: при трансформации передняя подушка движется вперёд, а задняя автоматически поднимается.

Механизм Пума значительно отличается от других механизмов своей простотой и устойчивостью к износу. Он работает бесшумно и плавно, кроме того, нет необходимости применять силу, чтобы привести его в действие.

Процесс раскладки достаточно прост и занимает не более 3-х секунд. При трансформации не происходит дополнительного соприкосновения с полом, поэтому можно не переживать за дорогой паркет или покрытие. Превратить такой диван в кровать можно с помощью нескольких простых шагов:

  1. Плавное приподнять и потянуть сидение на себя.
  2. Опустить его на пол.

Готово. Перед трансформацией не забудьте убрать с дивана лишние элементы (вещи, декоративные подушки, игрушки).

Фото: Трансформация дивана Пума

Чтобы сложить его нужно выполнить последовательность действий выполняемую при раскладке, но уже в обратном порядке.

Для улучшения характеристик спального места советуем использовать топпер — тонкий беспружинный матрас, который способен убрать все неровности и сделать место для сна максимально комфортным.

Для наглядного представления о том, как работает механизм трансформации диванов Пума советуем посмотреть следующее видео:

Видео: Механизм «Пума» в диванах и принцип его работы

Диваны Пума пользуются большим спросом, благодаря продуманной системе раскладывания. Этот элемент мебели органично впишется в любой интерьер. В ассортименте угловые, прямые и модульные диваны. Все модели сочетают в себе удобство и практичность.

Отличаются компактностью, а также разнообразием дизайна. Мебель этого типа экономит пространство в сложенном виде, при этом его легко трансформировать в полноценное спальное место.

Модель «Глория» от фабрики Элегия

Этот вариант идеально впишется в интерьер гостиной или кухни. Он легко превращается в кровать для сна и отдыха. Такая функция особенно полезна в тех случаях, когда приезжают родственники или приходят гости. Лучше всего такие модели смотрятся в просторных светлых помещениях, они придают комнате дополнительный уют.

Преимуществом угловых моделей является наличие в боковой секции ящика для постельных принадлежностей.

Главным достоинством модульного дивана является его максимальная мобильность. Такая мебель отлично подойдёт тем, кто часто делает перестановку в комнате. Модульные конструкции позволяют создавать уникальные стили интерьера, воплощая оригинальные дизайнерские фантазии. Комплекс подойдёт для таких модных направлений, как лофт, контемпорари, хай-тек и других.

Среди главных плюсов покупатели отмечают:

  1. Не нужно отодвигать от стены, чтобы разложить его.
  2. Лёгкость раскладывания, подойдёт для людей любого возраста.
  3. Не царапает пол. Перед и под таким диваном можно постелить любое ковровое покрытие.
  4. Ровное и удобное спальное место, которое не вредит осанке и здоровью спины.
  5. Выдерживает большие нагрузки и равномерно её распределяет, что увеличивает срок службы изделия.

Мебель с шаговым механизмом Пума завоевала рынок благодаря прочности, функциональности и долгому сроку службы. Сегодня такой мебелью оснащают различные помещения от загородных домов, до небольших городских квартир.

Из недостатков можно отметить лишь отсутствие ящиков для хранения постельных принадлежностей в прямых моделях.

Диваны с шаговым механизмом Пума отличаются не только цветом и формой, но также обивкой и наполнением. Подобрать мебель под любой вкус и стиль интерьера не составит труда. Механизм Пума станет идеальным решением для тех, кто хочет сэкономить пространство без ущерба для сна и отдыха.

Выбор механизма раскладки дивана. Обзор всех механизмов трансформации.

Планируете купить раскладной диван, но не знаете какой выбрать механизм раскладки?

Каждый из современных механизмов трансформации хорош по-своему, но, к сожалению, не все они универсальны.

В каталоге нашего интернет-магазина представлены следующие механизмы раскладки диванов: «Софа», «Книжка», «Еврокнижка», «Аккордеон», «Французская раскладушка», «Дельфин», «Пума», «Пантограф», «Ножницы», «Конрад». Вкратце пройдемся по главным отличительным особенностям каждого из них.

«Диван-книжка» (клик-клак)

Конструкция отличается простотой и неприхотливостью. Долговечность и невысокая стоимость обеспечиваются отсутствием сложных узлов и деталей, которые могли бы с течением времени выйти из строя. «Книжка» производится только в виде прямого дивана.

Чтобы разложить «Книжку», нужно поднять блок сидения до характерного щелчка, положив спинку, и затем опустить обратно. Следует принять во внимание, что для этого потребуется некоторое усилие. Взрослый человек легко справится с таким видом трансформации, но детям понадобится ваша помощь.

Также стоит учесть то, что «Книжку» нужно устанавливать с небольшим расстоянием от стены, чтобы спинка не упиралась в нее во время трансформации. В основании дивана, по вашему усмотрению, может быть установлен большой бельевой короб. Ширина спального места — 142 или 152 см, на выбор.

Диван с механизмом раскладки «Книжка»

«Еврокнижка»

Надёжная и простая раскладка, с которой справится даже ребенок. Поверхность спального места — ровная и удобная, без стыков.

При раскладывании блок сидения выкатывается вперед, затем на свободное место опускается спинка. Колёсики, прикрепленные снизу, позволяют легко и быстро раскладывать диван, не повредив напольное покрытие.

«Еврокнижка» — один из самых доступных видов диванов по стоимости. Удобен для небольших комнат, так как занимает совсем немного места даже в разложенном виде (благодаря тому, что постель располагается вдоль сиденья).

В каталоге представлено множество моделей, как прямых, так и угловых, оснащенных механизмом «Еврокнижка». По вашему желанию диван комплектуется бельевым коробом. Также есть возможность выбора разновидности матраса (пружинный блок, либо ППУ).

Диван «Амелия» с механизмом раскладки «Еврокнижка»
Диван «Валенсия» с механизмом раскладки «Еврокнижка»

«Аккордеон»

Эта разновидность трансформации — одна из наиболее популярных. Привлекает простота и скорость преобразования дивана в кровать, стоит только поднять сидение до щелчка и потянуть за ремешок, после чего все части матраса выдвинутся в единую ровную спальную поверхность, просторную и комфортную, без стыков и швов.

В сложенном виде «диван-аккордеон» очень компактен, однако при раскладывании он занимает много места в помещении, поскольку все части матраса выдвигаются вперед.

По причине своей габаритности, для узких комнат такой тип трансформации не подойдет, но в просторных комнатах, будь то спальня или гостиная, «Аккордеоны» пользуются большой популярностью.

Диван «Даллас» с механизмом раскладки «Аккордеон»
Диван «Дрезден» с механизмом раскладки «Аккордеон»

«Французская раскладушка» или «Седафлекс»

Легкий и компактный диван, при трансформации напоминающий настоящую раскладушку. Конструкция предназначена для периодического использования в гостиной, прихожей или холле в качестве гостевого варианта. Очень удобный и комфортный вид, если его использовать для дневного или вечернего отдыха.

Однако тонкий матрас «Седафлекса» не обладает ортопедическими свойствами, поэтому не желательно спать на нем ежедневно. Под сидением расположено спальное место в свернутом виде.

Чтобы разложить «Французскую раскладушку», нужно снять сидение и развернуть матрас. Поскольку матрас занимает всё свободное пространство под сиденьем, «Седафлексы» не содержат короба для белья.

«Дельфин»

Очень распространенный, популярный вид трансформации. Это обусловлено простотой и удобством эксплуатации, прочностью механизма и универсальностью дивана.

«Дельфины» способны выдержать большую нагрузку и могут использоваться для ежедневного ночного отдыха. Чтобы подготовить спальное место, необходимо выкатить раму на колесиках и потянуть вверх за ремень, чтобы блок матраса «вынырнул» на поверхность.

Дельфины» не портят пол или напольное покрытие, их можно устанавливать в любой комнате дома. Угловые модели особенно удобны, просторны и эргономичны, они имеют шикарные широкие поверхности для сна и содержат большие ниши для белья.

Диван «Роланд» с механизмом раскладки «Дельфин»
Диван «Даллас» с механизмом раскладки «Дельфин»

«Пума»

Один из новых видов трансформации мягкой мебели, успевший завоевать сердца покупателей своим шикарным дизайном и функциональностью. Таким механизмом оснащены модульные диваны фабрики «Константа».

Раскладка производится достаточно просто, быстро и бесшумно, не повреждая пол или покрытие. Чтобы разложить «Пуму» нужно приподнять сидение и потянуть его на себя (подобно «Еврокнижке»). Диван «Пума» может использоваться для ежедневного сна. Угловые модели содержат большие ниши для постельного белья, в прямых моделях — их нет.

Диван «Бозен 4» с механизмом раскладки «Пума»
Диван «Бозен Lite 3» с механизмом раскладки «Пума»

«Пантограф»

Диваны с механизмом «Пантограф» называют «шагающими диванами». Эту разновидность отличает долговечность, практичность и простота конструкции. Подобно «Еврокнижкам», «Пантограф» раскладывается вперед и имеет все положительные стороны первых. При трансформации сидение как-бы «делает щаг» вперед, перемещаясь в пространстве и не касаясь пола. Спинка опускается горизонтально на освободившееся место. Для раскладки требуется небольшое усилие, чтобы приподнять сиденье. Но зато в диванах «Пантограф» при трансформации напольное покрытие не контактирует с раздвигающимся блоком, и, соответственно, даже не примнется роликами, как в выкатных моделях (здесь они отсутствуют).

Производятся как прямые, так и угловые модели «Пантограф», и те и другие вполне подходят для частой раскладки и ночного отдыха.

Диван «Турин» с механизмом раскладки «Пантограф»
Диван «Монако» с механизмом раскладки «Пантограф»

«Ножницы»

Диваны с поворотным механизмом при раскладке напоминают ножницы, чем и «заслужили» такое название. Для образования спального места необходимо повернуть одну из частей матраса (подвижную) на 90 градусов и зафиксировать обе части вместе при помощи крючка. К низу подвижной части прикреплены колесики, облегчающие трансформацию.

«Ножницы» — долговечный и очень надежный механизм, который рассчитан на длительную работу и каждодневные нагрузки. Используя для ежедневного сна в диванах с поворотным механизмом пружинный матрас, вы получаете достойную замену кровати с ортопедическим матрасом.

Угловые модели «Ножниц» имеют большие ниши для белья. Фабрика «Константа» производит также прямой диван «Ножницы» — (модель «Дублин») — стильный, комфортный и компактный, оснащенный металлокаркасом и буковыми ламелями для улучшения ортопедических качеств.

Диван «Техас» с механизмом раскладки «Ножницы»
Диван «Фаворит» с механизмом раскладки «Ножницы»

«Конрад»

«Конрад» имеет шикарный современный дизайн, спальное место состоит из трех частей — две из которых в сложенном состоянии спрятаны под сиденьем, третья — само сиденье.

При трансформации нижняя часть матраса выкатывается вперед, после чего, потянув за петлю, ее необходимо поднять на один уровень с сиденьем. При дальнейшем, полном выдвижении из-под сидения покажется еще одна часть, третья. Такой вид раскладки может быть использован ежедневно, либо в качестве гостевого варианта.

Спальное место — просторное, с едва ощутимыми стыками. При желании, можно положить сверху топпер, который сделает поверхность идеально ровной. В боковом сегменте — большая ниша для постельных принадлежностей. «Конрад» раскладывается вперед и занимает достаточно много места, поэтому он не подойдет для узких помещений. Устанавливать его можно в больших, просторных комнатах, где его удобно раскладывать.

«Софа»

«Софа» — очень изящный и в сложенном виде компактный вид мягкой мебели. Раскладка производится по направлению вперед, для этого нижняя часть выдвигается из-под сиденья и на нее укладывается матрас (с пружиной типа Bonnel, либо ППУ). По вашему желанию модели комплектуются бельевым коробом. Этот маленький диванчик может стать украшением любой комнаты — гостиной, прихожей или спальни.

Диван «Вена» с механизмом раскладки «Софа»

Выбор механизма трансформации дивана — весомая составляющая, отнеситесь к ней со всей ответственностью и Ваша мебель будет баловать Вас комфортом на протяжении многих лет.

(PDF) Генетическое определение механизма апоптоза, индуцированного Puma и Bim

в другом месте.

41

Bid / Bim / p53-дефицитные мыши были получены путем скрещивания Bid

 /

/

Bim

 / 

и p53

 /

животных. Полученное потомство скрещивали с получением

(C57BL6 / SV129) мышей TKO. Все процедуры с животными были одобрены Комитетом по уходу и использованию животных детской исследовательской больницы St. Jude

.

Миелосупрессивный режим. Мышам внутривенно вводили 80 мг / кг карбоплатина (SICOR

Pharmaceuticals, Inc., Ирвин, Калифорния, США), а затем вводили

7,5 Гр общей ионизирующей радиацией всего тела в течение указанного периода при одновременном применении антибиотика

Байтрил.

11

Всех мышей ежедневно наблюдали на предмет признаков заболеваемости и развития опухоли

. Ткани больных или умирающих мышей фиксировали в 4% параформальдегиде

для последующей гистопатологической оценки.

Анализ крови. Кровь собирали в 20-литровые микрокапиллярные пробирки, покрытые ЭДТА,

(Fisher Scienti ‑ fc, Питтсбург, Пенсильвания, США). Количество лейкоцитов, концентрацию гемоглобина

и количество тромбоцитов определяли с использованием системы FORCYTE Hematology System

(Oxford Science, Inc., Оксфорд, Коннектикут, США).

Выделение первичных миелоидных клеток костного мозга, культивирование и обработка

. Костный мозг выделяли из задней бедренной и большеберцовой костей WT,

Bim

 / 

, Puma

 / 

и Puma

 / 

/ Bim

мышей.Первичные миелоидные клетки были

, последовательно генерировались, как описано в другом месте, и культивировались в RMPI-1640

с добавлением 15% FBS, 1% P / S, 10 мМ глутамина, 10 нг / мл мыши

рекомбинантный SCF (R&D), 10 нг / мл рекомбинантного IL-6 мыши (R&D) и 40 ед / мл

рекомбинантного IL-3 мыши.

15,16

Через 3 недели культивирования с регулярной сменой сред

иммунофенотип определяли методом проточной цитометрии. Установлено

гомогенных культур клеток, полученных из костного мозга: Sca-1

cKit

, отрицательных

для F4 / 80, GR-1 / Ly6G, CD4, CD8, B220 и Ter-119 и положительный для FcR1.Первичные

CTMC дважды промывали HBSS и ресуспендировали в среде без цитокинов

перед воздействием ИК (5 Гр) или ABT-737 (1 мМ). Клетки инкубировали в течение указанных

периодов времени и клеточных ответов по сравнению с клетками, культивированными в присутствии

цитокинов.

Определение жизнеспособности клеток и апоптоза. Концентрацию клеток и жизнеспособность

оценивали по исключению трипанового синего с использованием автоматического анализатора Vi-CELL

(Beckman Coulter, Бреа, Калифорния, США).Апоптоз определяли с помощью цитометрической оценки потока

в популяции с положительным аннексином V. Образцы

дважды промывали ледяным PBS и окрашивали AnnexinV-APC и 7-AAD в соответствии с инструкциями производителя

(BD Biosciences, Сан-Хосе, Калифорния, США).

Выделение белков и вестерн-блоттинг. Клетки собирали,

промывали в PBS и ресуспендировали в буфере CHAPS (1% CHAPS, 10 мМ HEPES, pH

7,4, 150 мМ NaCl), содержащем таблетку полного мини-ингибитора протеазы (Roche, Applied

Science, Indianapolis, IN, США), ингибиторы фосфатазы и 1 мМ PMSF (Sigma-

Aldrich).Лизаты инкубировали на льду в течение 30 минут, а супернатанты собирали

после центрифугирования при 13000 g в течение 15 минут. Концентрации белка составляли

, определенные с помощью анализа BCA (Thermo Scientifc, Rockford, IL, USA), как описано

в инструкциях производителя. Экспрессию белка (50 мг / дорожка для экспериментов с клетками

и изолированными митохондриями) определяли электрофорезом в SDS-полиакриламидном геле

(PAGE) и последующим вестерн-блот-анализом (Invitrogen,

Carlsbad, CA, USA).Вестерн-блот-фильтры зондировали указанными первичными антителами

, а затем вторичными антителами

, конъюгированными с пероксидазой хрена (KPL, Inc., Гейтерсбург, Мэриленд, США). Белки визуализировали с использованием системы усиленной хемилюминесценции

(ECL) (Thermo Scienti c) с последующим воздействием пленок

CL-Xposure (Kodak, Рочестер, Нью-Йорк, США).

Иммунопреципитация активированного Bax. Для обнаружения активной формы Bax собирали

первичных CTMC и лизировали в буфере для лизиса CHAPS на льду.Brie 9y,

активированный Bax был иммунопреципитирован из 500 мг лизатов целых клеток с клоном моноклонального антитела

6A7 (Sigma-Aldrich), которое реагирует только с Bax в его конформационно активном состоянии

, и протеин G Sepharose 4 Fast Flow Beads.

(Амершам, Литл-Чалфонт, Великобритания). Затем выделенные активные образцы Bax подвергали

Вестерн-блоттингу и идентифицировали с помощью кроличьих поликлональных антител против Bax (N-20; Santa

Cruz Biotechnology) и ECL, как описано выше.

Клеточная проницаемость и анализ MOMP. Первичные CTMC

(5 10

6

/ образец) собирали, промывали в PBS и инкубировали на льду в течение 5 минут

в буфере для проницаемости (20 мМ HEPES, pH 7,2, 100 мМ KCl, 5 мМ MgCl

2

, 1 мМ

EDTA, 1 мМ EGTA, 250 мМ сахарозы и 0,015% дигитонина из 10% исходного раствора ДМСО)

, содержащая таблетку полного ингибитора протеазы Mini. Затем добавляли белки, пептиды и ABT-737

(конечные концентрации указаны в подписях к рисункам) и клетки

инкубировали при 30 ° C в течение 1.25 ч. Образцы центрифугировали 10 мин в 4 1Cat

15 000 мкг. Супернатанты собирали и анализировали с помощью SDS-PAGE и вестерн-блоттинга

с антицитохромом с (клон 7H8.2C12).

Учреждение Брду. Первичные миелоидные клетки метили 10 мМ 5-бром-

20-дезокси-уридином (BrdU) в течение 24 часов при 37 ° C в асептических условиях. Клетки собирали

, и включение BrdU определяли с использованием «APC BrdU Flow Kit»

в соответствии с инструкциями производителя с использованием проточного цитометра FACScalibur

(BD Biosciences).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности. Мы благодарим доктора Карла Джексона за его совет относительно миелосупрессивного режима

на моделях мышей. Мы благодарим Центр Хартвелла и

Центр проточной цитометрии и сортировки клеток в Детской исследовательской больнице Св. Джуда за

их техническую помощь. Эта работа была частично поддержана грантами NIH и NIH /

NCI Cancer Center Support CORE Grant CA21765.Мы также благодарны

Американско-ливанской сирийской ассоциации благотворительных организаций (ALSAC) Исследовательской больницы

Детского центра Св. Иуды за их щедрую поддержку.

1. Thompson CB. Апоптоз в патогенезе и лечении заболеваний. Science 1995;

267: 1456–1462.

2. Чипук Ю.Е., Грин DR. PUMA взаимодействует с белками-активаторами прямого действия, чтобы способствовать проницаемости внешней мембраны митохондрий и апоптозу. Cell Cycle

2009; 8: 2692–2696.

3. Оберст А, Бендер С, Грин DR. Жизнь со смертью: эволюция митохондриального пути апоптоза

у животных. Cell Death Differ 2008; 15: 1139–1146.

4. Уиллис С. Н., Адамс Дж. М.. Жизнь на волоске: как белки, содержащие только Bh4, вызывают апоптоз. Curr

Opin Cell Biol 2005; 17: 617–625.

5. Юле Р.Дж., Штрассер А. Семейство белков BCL-2: противоположные активности, опосредующие гибель клеток.

Nat Rev Mol Cell Biol 2008; 9: 47–59.

6.Letai A, Bassik MC, Walensky LD, Sorcinelli MD, Weiler S, Korsmeyer SJ. Отдельные домены Bh4

либо сенсибилизируют, либо активируют митохондриальный апоптоз, служа прототипом лечения рака

. Cancer Cell 2002; 2: 183–192.

7. Михара М., Эрстер С., Заика А., Петренко О., Читтенден Т., Панкоска П. и др. p53 имеет прямую апоптогенную роль

в митохондриях. Mol Cell 2003; 11: 577–590.

8. Leu JI, Dumont P, Hafey M, Murphy ME, George DL. Митохондриальный p53 активирует Bak, а

вызывает нарушение комплекса Bak-Mcl1.Nat Cell Biol 2004; 6: 443–450.

9. Чипук Дж. Э., Кувана Т., Бушье-Хейс Л., Дроин Н. М., Ньюмейер Д. Д., Шулер М. и др. Прямая активация

Bax p53 опосредует проницаемость митохондриальной мембраны и апоптоз

. Science 2004; 303: 1010–1014.

10. Ким Х., Рафуддин-Шах М., Ту Х.С., Джефферс Дж. Р., Замбетти Г. П., Сие Дж. Дж. И др. Иерархическая

регуляция митохондрион-зависимого апоптоза подсемейством BCL-2. Nat Cell Biol 2006;

8: 1348–1358.

11. Пестина Т.И., Кливленд Дж. Л., Ян К., Замбетти Г. П., Джексон К. В.. Лиганд Mpl предотвращает смертельную миелосупрессию

, ингибируя р53-зависимый апоптоз. Blood 2001; 98: 2084–2090.

12. Packham G, White EL, Eischen CM, Yang H, Parganas E, Ihle JN et al. Селективная регуляция

Bcl-XL с помощью Jak-киназозависимого пути обходится при злокачественных гемопоэтических опухолях у мышей

. Genes Dev 1998; 12: 2475–2487.

13. Quelle FW, Wang J, Feng J, Wang D, Cleveland JL, Ihle JN et al.Спасение цитокинов p53-

-зависимого апоптоза и остановки клеточного цикла опосредуется различными путями передачи сигналов киназы Jak

. Genes Dev 1998; 12: 1099–1107.

14. Эрлахер М., Лаби В., Манцл С., Бок Г., Цанков А., Хакер Г. и др. Puma взаимодействует с

Bim, ограничивающим скорость только белком Bh4 в гибели клеток во время развития лимфоцитов, в индукции апоптоза

. J Exp Med 2006; 203: 2939–2951.

15. Джефферс Дж. Р., Парганас Э., Ли Й., Ян С., Ван Дж., Бреннан Дж. И др.Пума является важным медиатором

p53-зависимых и -независимых путей апоптоза. Cancer Cell 2003; 4:

321–328.

16. Филипс, округ Колумбия, Гарнизон, СП, Джефферс Дж. Р., Замбетти, GP. Анализы для измерения р53-зависимого и

-независимого апоптоза. Методы Мол Биол 2009; 559: 143–159.

17. Экофф М., Штрассер А., Нильссон Г. Агрегация FcepsilonRI способствует выживанию соединительных

тканеподобных тучных клеток, но не тучных клеток, подобных слизистой оболочке. J Immunol 2007; 178: 4177–4183.

18. Canman CE, Gilmer TM, Coutts SB, Kastan MB. Модуляция фактора роста p53-

, опосредованная задержкой роста по сравнению с апоптозом. Genes Dev 1995; 9: 600–611.

19. Чипук Дж.Э., Молдовяну Т., Лламби Ф., Парсонс М.Дж., Грин Д.Р. Воссоединение семьи BCL-2.

Mol Cell 2010; 37: 299–310.

20. Урен Р.Т., Девсон Дж., Чен Л., Койн С.К., Хуанг Д.К., Адамс Дж. М. и др. Митохондриальная проницаемость

зависит от лигандов Bh4, участвующих в нескольких выживших родственниках Bcl-2, а не

Bak.J Cell Biol 2007; 177: 277–287.

Puma и Bim в токсичности костного мозга

SP Garrison et al

648

Смерть и дифференциация клеток

Сенсоры, содержащие только Bh4 Плохие, Noxa и Puma являются ключевыми регуляторами апоптоза, индуцированного вирусом Такарибе

Hol Switzerland J, Fénéant L, Banadyga L, Hölper JE, Knittler MR, Groseth A (2020) Датчики только для Bh4 Bad, Noxa и Puma являются ключевыми регуляторами апоптоза, индуцированного вирусом Tacaribe. PLoS Pathog 16 (10): e1008948.https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948

Редактор: Йенс Х. Кун, Отдел клинических исследований, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ

Поступила: 3 июня 2020 г .; Одобрена: 31 августа 2020 г .; Опубликовано: 12 октября 2020 г.

Авторские права: © 2020 Hol Switzerland et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Эта работа финансировалась Deutsche Forschungsgemeinschaft (www.dfg.de; номер гранта 324484564 для AG) и Friedrich-Loeffler-Institut (www.fli.de) через внутреннее финансирование в рамках программы VISION. консорциум. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Семейство аренавирусов состоит в основном из вирусов, переносимых грызунами, хотя недавно были идентифицированы вирусы, исключительно связанные с рептилиями [1]. Классические аренавирусы млекопитающих далее подразделяются на аренавирусы Старого Света (OW) и Нового Света (NW) в соответствии с их антигенными свойствами, географическим распространением и филогенезом [2, 3].Несмотря на это, все они имеют общую структуру, состоящую из обернутой частицы, содержащей двусегментированный геном РНК с отрицательной цепью, причем оба сегмента кодируют две открытые рамки считывания (ORF) в амбисенсном кодирующем устройстве [4]. Малый сегмент генома (сегмент S) кодирует гликопротеин (GP) и нуклеопротеин (NP), тогда как большой сегмент генома (сегмент L) кодирует полимеразу (L) и матричный белок (Z) [5].

Хотя аренавирусы обладают такой ограниченной кодирующей способностью, они включают ряд известных патогенов человека.Например, несколько аренавирусов NW вызывают тяжелые заболевания геморрагической лихорадки (HF) с неврологическими проявлениями в географически ограниченных регионах Южной Америки. Наиболее изученным из этих вирусов является вирус Хунин (JUNV), который является эндемичным для сельскохозяйственных регионов центральной Аргентины и вызывает аргентинскую геморрагическую лихорадку [6–9]. Напротив, близкородственный вирус Tacaribe (TCRV) неизвестен как вызывающий заболевание человека в естественных условиях, хотя, по-видимому, он способен инфицировать людей, о чем свидетельствуют редкие симптоматические лабораторные инфекции [10].В настоящее время причина этих различий в патогенности остается неясной, хотя вполне вероятно, что различия в способности вирулентных и авирулентных аренавирусов модулировать ответы клеток-хозяев играют определенную роль. Текущие данные свидетельствуют о том, что аренавирусы регулируют как продукцию интерферона типа I (IFN-I), так и передачу сигналов ядерного фактора-κB (NFκB) посредством ингибирующих взаимодействий NP и Z с компонентами хозяина этих сигнальных путей (обзор в [11]). Есть также доказательства того, что регуляция апоптоза аренавирусами может играть важную роль в инфекции и быть связана с патогенезом (см. Обзор [12]).

Апоптоз — это невоспалительный процесс запрограммированной гибели клеток, который приводит к фрагментации клетки и высвобождению заключенных в мембрану остатков клеток (апоптотических тел), которые обогащены фосфатидилсерином (PS), что делает их мишенями для удаления фагоцитарными клетками через PS-рецепторы (обзор в [13]). Еще одним отличительным признаком апоптоза является то, что он включает упорядоченную деградацию компонентов клетки-хозяина под действием цистеин-аспарагиновых протеаз (каспаз; Casp), которые активируются в результате протеолитического расщепления неактивным проферментом в ответ на клеточный стресс или повреждение.Однако, хотя было описано много различных каспаз, только часть из них связана с апоптозом. Среди них инициаторные каспазы, то есть Casp8, 9 и 10, в основном ответственны за активацию нижестоящих исполнительных каспаз, то есть Casp3 и 7, которые затем в первую очередь ответственны за деградацию компонентов клетки-хозяина (см. Обзор [14]; Рис. 1). .

Рис. 1. Индукция апоптоза через внешние и внутренние пути.

Внешняя активация апоптоза происходит через связывание проапоптотических лигандов, таких как FasL, TRAIL или TNF-α, с их соответствующими «рецепторами смерти» и опосредует образование сигнального комплекса, индуцирующего смерть (DISC), в сочетании с инициатором. каспазы 8 и / или 10.Это, в свою очередь, активирует эти каспазы и приводит к последующей активации эффекторных каспаз 3 и / или 7. Напротив, внутренняя активация происходит через различные пути передачи сигнала и может запускаться различными клеточными стрессорами (например, реактивными формами кислорода, стрессом ER , Повреждение ДНК), которые часто распознаются клеточными киназами (например, p38, Akt, PI3K, ERK1 / 2). Эти сигнальные молекулы могут затем передавать «сигналы опасности» либо непосредственно проапоптотическим белкам, содержащим только Bh4, либо через родственные регуляторные факторы, такие как p53.После активации белки, содержащие только Bh4, способствуют проницаемости внешней мембраны митохондрий за счет активации олигомеризации Bak / Bax прямо или косвенно (т. Е. Путем антагонизма антиапоптотических белков Bcl-2). Результирующая олигомеризация Bak и / или Bax приводит к образованию структур пор, через которые Cyt c выходит с образованием апоптосомы (вместе с Apaf-1), которая затем активирует инициаторную каспазу 9, а затем эффекторные каспазы 3 и / или 7. Активность каспазы приводит к деградации различных компонентов белка-хозяина, что в конечном итоге приводит к гибели клеток, а также к необратимой презентации фосфатидилсерина (ФС) на плазматической мембране для очистки апоптозных клеток.Проапоптотические факторы выделены красными рамками, а антиапоптотические факторы — зеленой рамкой.

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948.g001

Хотя эти заключительные стадии апоптотической гибели клеток относительно постоянны, существует большая вариативность в том, как воспринимаются различные апоптотические стимулы (см. [15 , 16]). Наиболее изученными механизмами являются внешний и внутренний пути активации (рис. 1). Внешний путь активирует инициаторные каспазы (Casp8 и Casp10) в ответ на активацию «рецепторов смерти» на клетках-мишенях.Напротив, внутренний путь передачи сигналов включает активацию инициатора Casp9 в ответ на множество внутриклеточных стрессов (обзор в [16-18]) и часто включает модуляцию путей передачи сигналов киназ (обзор в [19]). Критическая контрольная точка в этом процессе контролируется белками Bak и Bax, активация и олигомеризация которых приводит к проницаемости внешней мембраны митохондрий. Это запускает высвобождение Cytochrome c (Cyt c) [20-23], который необходим для формирования апоптосомы, и приводит к активации инициатора Casp9 и, следовательно, активации Casp3 / 7 исполнителя (rev. [24]).Активность Bak / Bax строго регулируется рядом конкурирующих про- и антиапоптотических факторов из семейства белков Bcl-2. В здоровых клетках антиапоптотические белки Bcl-2 (например, Bcl-2, Bcl-x L , Mcl-1) ингибируют активацию Bak / Bax [25–27]. Активность этих антиапоптотических факторов, в свою очередь, регулируется белками, содержащими только Bh4 (проапоптотическое подмножество семейства Bcl-2), которые действуют как цитозольные сенсоры клеточного стресса. В ответ на активацию они либо непосредственно активируют Bak / Bax, либо противодействуют активности антиапоптотических белков Bcl-2.Активация / инактивация различных белков, содержащих только Bh4, сложна и контролируется рядом различных механизмов, включая 1) регуляцию уровней экспрессии белков (например, Puma, Noxa, Bim, Bik, Hrk), 2) секвестрацию в интактных сетях цитоскелета. (например, Bim, Bmf), 3) протеолитическое расщепление (например, Bid) и 4) статус фосфорилирования (например, Bad). В конечном итоге именно это взаимодействие между про- и антиапоптотическими членами семейства Bcl-2 регулирует проницаемость митохондрий и, таким образом, индукцию гибели клеток посредством внутреннего пути апоптоза (обзор в [25, 28, 29]).

На сегодняшний день ограниченные исследований in vitro показали, что аренавирусы OW в значительной степени избегают активации апоптоза во время инфекции независимо от вирулентности [30, 31]; хотя есть некоторые признаки апоптоза in vivo в нейробластах и ​​гепатоцитах мышей, инфицированных вирусом лимфоцитарного хориоменингита (LCMV) [32, 33]. Хотя данные о патологии аренавирусов NW ограничены, in vivo свидетельств апоптоза были обнаружены у морских свинок, инфицированных вирусом Pichinde (PICV) [34], инфицированных вирусом Pirital хомяков [35] и макак, инфицированных вирусом Мачупо [36]. .Кроме того, недавно было показано, что высокопатогенный аренавирус NW JUNV не вызывает апоптоз во время инфекции in vitro [37, 38], тогда как близкородственный, но апатогенный TCRV запускает каспазозависимый апоптоз, активируя расщепление Casp9 и Casp3 на поздних стадиях. стадии заражения [39]. Интересно, что недавно сообщалось об апоптозе клеток, инфицированных аттенуированным вакцинным штаммом JUNV (Candid # 1) [40–42], что дополнительно подчеркивает возможное значение этого процесса в патогенезе аренавирусов NW.Однако, хотя различия в исходе на уровне клеточной судьбы наблюдались в этих различных экспериментальных контекстах, почти ничего не известно о клеточных факторах, которые играют роль в регуляции этого процесса. В результате возможная молекулярная основа, лежащая в основе очевидной связи между апоптозом и патогенезом, остается загадочной.

В качестве первого шага к лучшему пониманию регуляции апоптоза во время аренавирусной инфекции на клеточном уровне мы, таким образом, стремились прояснить несколько аспектов сложного взаимодействия между инфекцией TCRV и апоптотическим аппаратом.После подтверждения того, что индуцированный TCRV апоптоз затрагивает митохондрии и протекает по внутреннему пути, мы дополнительно исследовали регуляцию ряда про- и антиапоптотических белков Bcl-2 в ответ на инфекцию. В частности, мы выявили изменения в регуляции белков Bad, Noxa и Puma, содержащих только Bh4, а также фактора транскрипции p53 как в клетках Vero, так и в первичных моноцитах человека, и эти данные теперь позволяют нам предложить модель регуляции. про- и антиапоптотического баланса во время инфекции TCRV.Интересно, что инфекция JUNV также выявила повышенную регуляцию p53 и Puma, таким образом поддерживая модель инфекции JUNV, в которой происходит проапоптотическая передача сигналов, но детектируемое расщепление каспазы (и, как следствие, гибель клеток) активно ингибируется на поздней стадии апоптотического каскада.

Результаты и обсуждение

Апоптоз, индуцированный TCRV, демонстрирует канонические особенности внутреннего пути апоптоза

TCRV-инфекция, как ранее было показано, активирует связанные с апоптозом каспазы в различных типах клеток, при этом задействованные каспазы предполагают активацию через внутренний путь апоптоза (т.е. Casp3 и Casp9, но не Casp8) [39]. Однако доказательства для многих канонических стадий, связанных с внутренним апоптозом (рис. 2A), и особенно с вовлечением митохондрий, отсутствуют. В самом деле, альтернативные митохондриально-независимые механизмы активации Casp9 также были описаны и, в частности, могут быть связаны со стрессом ER [43], который, как предполагалось, играет роль в индукции апоптоза ослабленным штаммом JUNV Candid # 1 [ 41, 44]. Следовательно, было сочтено необходимым сначала лучше определить путь, ответственный за TCRV-опосредованную гибель апоптотических клеток, прежде чем приступить к идентификации конкретных факторов, участвующих в его регуляции.

Рис. 2. Инфекция TCRV вызывает классические признаки внутреннего апоптотического пути.

(A) Схематическая модель ключевых процессов внутреннего апоптоза. Канонические события, связанные с внутренним апоптозом, включают дезорганизацию митохондрий и разрушение мембран, приводящие к высвобождению цитохрома c (Cyt c), активации каспазы (Casp) (особенно Casp9 и Casp3), переворачиванию фосфатидилсерина (PS) и, наконец, гибели клеток (B) активность каспазы . Клетки Vero76 были ложно инфицированы или инфицированы (MOI = 2) TCRV / УФ-инактивированным вирусом в течение 1–4 дней, как указано.Обработка CPT (10 мкМ) в течение 24 ч служила положительным контролем (Ctrl инд.). Лизаты клеток анализировали с помощью вестерн-блоттинга на предмет инициатора Casp8 и Casp9, а также исполнителя Casp3, используя антитела, обнаруживающие как полноразмерную форму (Casp), так и продукты расщепления (cCasp) соответствующих белков. Обнаружение вирусных NP служило контролем для заражения. (C) PS листать. Клетки, инфицированные, как указано выше, окрашивали аннексином V-FITC и PI и анализировали проточной цитометрией. Типичные точечные графики показывают процент положительных по аннексину V (ранние апоптотические клетки), PI-положительных (некротические клетки) и двойных положительных по аннексину V / PI клеток (поздние апоптотические и мертвые клетки).Обработка STS (1 мкМ) в течение 24 ч служила положительным контролем (Ctrl инд.). Репрезентативные изображения морфологии клеток в светлом поле делались каждый день и показаны с масштабными полосами 100 мкм. Количественные оценки воздействия PS представлены в виде средних значений и стандартных отклонений, представляющих данные двух независимых экспериментов. Статистическую значимость определяли с помощью двустороннего дисперсионного анализа (** p≤0,01, нс не значимо).

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948.g002

Мы действительно смогли подтвердить заметное расщепление инициатора Casp9 и исполнителя Casp3, но не Casp8 в ответ на инфекцию TCRV.Расщепление Casp9 и Casp3 стало видимым через 2 дня после инфицирования, увеличивалось в ходе инфекции (фиг. 2B) и хорошо соответствовало развитию цитопатического эффекта (CPE) на поздних стадиях инфицирования (фиг. 2C). Для сравнения, клетки, обработанные УФ-инактивированным вирусом, не показали расщепления этими факторами, подтверждая, что индукция апоптоза в ответ на TCRV зависит от продуктивной вирусной инфекции. В этом контексте было показано, что сверхэкспрессия только белка Z TCRV может индуцировать расщепление Casp3 [39], но точный механизм (ы), с помощью которого это происходит, и отражает ли это механизм, управляющий индукцией апоптоза во время инфекция еще предстоит расследовать.Тем не менее, наблюдение, что апоптотическая активация, по-видимому, происходит в некоторых экспериментах только после того, как установлена ​​стойкая инфекция, на что указывает накопление NP, может подтверждать роль Z как движущей силы этого процесса, что согласуется с тем фактом, что Z является антисмысловой транскрипт и, следовательно, продуцируется только на поздних стадиях инфицирования. Однако следует проявлять осторожность при проведении таких временных сравнений между различными антигенами на основе вестерн-блоттинга, поскольку антигены могут иметь совершенно разные уровни экспрессии, а их обнаружение зависит от использования разных антител с разной чувствительностью.

Используя окрашивание аннексином V, мы также смогли показать, что воздействие PS на TCRV-инфицированные клетки заметно увеличивалось в ходе инфекции, при этом около 35% общей популяции живых клеток были положительными на аннексин V на 3 и 4 дни после инфицирования (рис. ). Также наблюдался переход от раннего к позднему апоптотическому состоянию, о чем свидетельствует увеличение количества дважды положительных клеток пропидия иодида (PI) / аннексина V, составляющих еще 10–20% от общей популяции живых клеток, в более поздние моменты времени. Также временные рамки этих событий соответствовали развитию CPE.

Наконец, поскольку Casp9 классически активируется в ответ на высвобождение Cyt c из проницаемых митохондрий, мы также специально исследовали инфицированные клетки для доказательства этого процесса. В то время как клетки, подвергнутые ложной обработке, показали дискретную локализацию Cyt c в митохондриях, которые сформировали хорошо организованные митохондриальные сети, инфекция TCRV привела к подмножеству клеток, которые четко показали диффузное окрашивание Cyt c по всей клетке, в том числе и в ядре. как дезорганизация и агрегация митохондрий (рис. 3А).Действительно, хотя некоторые клетки действительно кажутся инфицированными без признаков высвобождения Cyt c, это, вероятно, указывает на то, что инфекция протекает с разной скоростью в этих отдельных клетках, и количественная оценка ясно показывает увеличение процента клеток, демонстрирующих высвобождение Cyt c в цитоплазма либо после лечения CPT, либо в ответ на инфекцию TCRV (рис. 3B).

Рис. 3. Нарушение митохондриальных сетей и высвобождение цитохрома с в клетках, инфицированных TCRV.

(A) Дезорганизация митохондрий и локализация цитохрома с. Клетки Vero76, трансфицированные слитым с GFP вариантом Cyt c (зеленый) и либо инфицированные TCRV в течение 3 дней, либо обработанные 10 мкМ CPT в течение 24 часов перед окрашиванием MitotrackerRed (красный). Локализацию NP (пурпурный) определяли с использованием антитела морской свинки против TCRV NP в качестве инфекционного контроля, и ядра контрастировали с DAPI (синий). Стрелки указывают на дезорганизацию / распад митохондрий. На линейчатой ​​шкале показаны расстояния 10 мкм. (B) Количественная оценка высвобождения Cyt c. Локализацию Cyt c анализировали для каждого лечения (т.е.е. фиктивные, обработанные CPT или инфицированные TCRV) на основе минимум 200 трансфицированных клеток из случайно выбранных полей из двух независимых экспериментов. Локализация была классифицирована как цитозольная (зеленый) или митохондриальная (красный) и показана как процент клеток с каждым фенотипом.

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948.g003

В совокупности эти данные показывают, что апоптоз, индуцированный TCRV, происходит на поздних стадиях инфекции и протекает преимущественно по внутреннему пути апоптоза каноническим образом, что включает нарушение регуляции митохондриальной сети и высвобождение Cyt c, что приводит к активации каспаз 9 и 3 и воздействию PS.

TCRV вызывает активацию сенсоров, содержащих только Bh4 Puma & Noxa

Регулирование проницаемости митохондрий представляет собой критическую контрольную точку для индукции внутреннего апоптоза. Однако механистическое понимание этого процесса и вовлеченных факторов осложняется тем фактом, что он включает в себя интеграцию входных данных от широкого диапазона конкурирующих про- и антиапоптотических членов семейства Bcl-2 (рис. 4A), которые сами регулируются разнообразие уровней, включая экспрессию, состояние фосфорилирования, протеолитическую активацию и олигомеризацию (см. обзор [25, 45]).

Рис. 4. TCRV влияет на про- и антиапоптотические регуляторы на уровень транскрипта мРНК и белка.

(A) Схематическая модель факторов клетки-хозяина, участвующих в регуляции проницаемости митохондрий. Проапоптотические сенсоры Bh4 могут либо непосредственно активировать Bak и Bax (оба выделены красными рамками), либо противодействовать их ингибиторам, антиапоптотическим белкам Bcl-2 (показаны зеленым). (B) Уровни транскриптов про- и антиапоптотических регуляторов апоптоза.Инфекцию TCRV проводили в клетках Vero76 при MOI, равном 2, и каждый день собирали образцы для экстракции РНК. Уровни экспрессии мРНК определяли с помощью RT-qPCR с наборами специфичных для генов праймеров (таблица S1) от 0 до 4 точек на дюйм, как указано. Уровни GAPDH использовали для стандартизации, и кратное изменение уровней мРНК TCRV-инфицированных клеток (по сравнению с ложно-инфицированными клетками) рассчитывали с использованием метода 2 -ΔΔCt . Показаны средние значения и стандартные отклонения по крайней мере трех независимых экспериментов. (C) Уровни белков выбранных про- и антиапоптотических регуляторов апоптоза. Клетки Vero76 инфицировали, как указано выше, и лизаты подвергали вестерн-блоттингу с антителами, специфичными для Puma α / β, Puma α, Noxa, Bmf, Bim, Bcl-2 или Bak, как указано. Поддельные клетки служили отрицательным контролем, тогда как клетки, обработанные СРТ (10 мкМ), служили положительным контролем (Ctrl инд.). Окрашивание на винкулин или α-тубулин использовали для контроля загрузки. Вестерн-блоттинг оценивали путем измерения интенсивности пикселей для полос белка с нормализацией к соответствующему контролю загрузки.Количественные оценки представлены как средние значения и стандартные отклонения по крайней мере двух независимых экспериментов. Статистическую значимость определяли с помощью двухфакторного дисперсионного анализа (* p≤0,05, **** p≤0,0001, нс не значимо).

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948.g004

Чтобы получить представление о факторах, которые могут быть задействованы в регуляции апоптоза, индуцированного TCRV, мы сначала исследовали уровни экспрессии различных про- и антиапоптотические члены семейства Bcl-2 с использованием RT-qPCR (фиг. 4B).Поразительно, что уровни мРНК для Puma (проапоптотический белок, содержащий только Bh4) показали заметно увеличенную экспрессию почти в 10 раз при 2 dpi. Другие проапоптотические сенсорные гены Bh4, такие как Noxa, Bmf и Hrk, показали более умеренные уровни активации мРНК (примерно в 5 раз), тогда как наблюдалась незначительная модуляция уровней мРНК Bid, Bim, Bik и Bad. Интересно, что уровни мРНК проапоптотического фактора Bak постепенно снижались во время инфекции, достигая 5-кратного снижения при 4 dpi.Напротив, экспрессия Bax, которая играет во многом аналогичную проапоптотическую роль, не пострадала. Среди антиапоптотических белков Bcl-2 экспрессия мРНК для Bcl-w, Mcl-1 и Bcl-x L оставалась неизменной, в то время как уровни Bcl-2 были умеренно подавлены.

Чтобы определить, транслируются ли эти изменения в уровнях мРНК в значимые изменения экспрессии белка, мы затем исследовали уровни белка для этих факторов с помощью Вестерн-блот-анализа. В соответствии с данными RT-qPCR, белки, содержащие только Bh4, Puma (α- и β-изоформы) и Noxa показали повышенную экспрессию белка и накапливались в ходе инфекции (рис. 4C).Повышающая регуляция этих белков в качестве проапоптотического стимула в контексте инфекции TCRV будет соответствовать существующим моделям активации этих факторов, в соответствии с которыми их активность в первую очередь регулируется уровнями их экспрессии, которая, в свою очередь, контролируется на уровне мРНК. синтез. В частности, повышенное количество этих белков регулирует апоптозный баланс либо 1) связыванием антиапоптотических белков Bcl-2 для предотвращения их ингибирующей ассоциации с Bak и Bax, либо 2) связыванием «дерепрессора» (например.грамм. Noxa) к антиапоптотическим белкам Bcl-2, чтобы предотвратить их ингибирующую ассоциацию с «прямыми активаторами» (например, Puma), которые затем становятся доступными для индукции апоптоза через их ассоциацию с Bak и Bax (обзор [25–27]). Таким образом, усиление активности этих факторов как на уровне мРНК, так и на уровне белка убедительно свидетельствует об их участии в апоптозе, опосредованном TCRV.

В отличие от данных по экспрессии мРНК, показывающих умеренно повышенную экспрессию при 4 dpi, Bmf, другой проапоптотический белок, содержащий только Bh4, продемонстрировал снижение стационарных уровней белка в клетках, инфицированных TCRV (рис. 4C).Таким образом, похоже, что другие механизмы, например репрессия трансляции или повышенный оборот белка могут играть более значительную роль в регулировании уровней Bmf во время инфекции TCRV. Повышенная экспрессия мРНК в поздние моменты времени может указывать на попытку клетки саморегулировать этот дефицит. Хотя изначально нелогично видеть высокие уровни экспрессии типично проапоптотического белка Bh4 в здоровых (ложно-инфицированных) клетках, это, вероятно, объясняется основным механизмом регуляции Bmf, посредством которого он обычно изолируется в неактивном состоянии посредством актиновый цитоскелет, но при разрушении цитоскелета высвобождается, что способствует апоптозу [46].В самом деле, подобная высокая базальная экспрессия наблюдалась в др. Контекстах для проапоптотических белков, которые обнаруживают секвестрацию цитоскелета [47]. Интересно, что это предполагает, что пониженные уровни Bmf, наблюдаемые в клетках, инфицированных TCRV, могут придавать определенную степень устойчивости к апоптотическим стимулам, связанным с разрушением актинового цитоскелета. Похожий механизм действия используется только Bh4-белком Bim, который секвестрируется в филаменты тубулина [45]; однако мы не наблюдали изменений ни в мРНК, ни в уровнях экспрессии белка Bim, предполагая, что он не может играть роль в апоптозе в ответ на TCRV-инфекцию.

К сожалению, для Hrk, другого белка, содержащего только Bh4, экспрессия мРНК которого предполагает повышенную экспрессию, мы не смогли подтвердить экспрессию белка, поскольку эндогенные уровни этого фактора не могли быть обнаружены в экспериментальных условиях с использованием доступных антител. То же самое верно и для Bik, хотя в этом случае экспрессия мРНК указывает на отсутствие изменений транскрипции.

В отличие от некоторых проапоптотических белков, содержащих только Bh4, оказалось, что инфекция оказывает незначительное влияние на уровни антиапоптотических белков Bcl-2 или Bak и Bax, при этом в большинстве случаев не наблюдается изменений на уровне транскрипции, а умеренные изменения, предложенные для Bcl-2 и Bak, не соответствующие изменениям на уровне белка (рис. 4C).Таким образом, похоже, что сдвиг проапоптотического / антиапоптотического баланса во время инфекции TCRV зависит в первую очередь от модуляции уровней экспрессии проапоптотического белка Bh4, в частности, Puma и Noxa, а не от изменений в количестве анти-антибиотиков. апоптотические белки Bcl-2 или Bak и Bax.

p53 активируется и подвергается ядерной транслокации во время инфекции TCRV

Учитывая, что мы наблюдали активацию транскрипции только Bh4-белков Puma и Noxa, мы также стремились продемонстрировать активацию p53, первичного фактора транскрипции, ответственного за экспрессию этих факторов.В здоровых клетках белок-супрессор опухолей р53 постоянно разрушается убиквитин-протеасомным путем в процессе, опосредованном связыванием MDM2. Однако стресс может индуцировать фосфорилирование p53 во многих сайтах, что приводит к снижению связывания MDM2 и стабилизации p53, который затем накапливается в ядре, где он транскрипционно активирует ряд генов, включая Puma и Noxa [48-50]. В соответствии с этим механизмом активации, мы не наблюдали изменений в уровнях мРНК p53 во время TCRV-инфекции (рис. 5A), но наблюдали сильное увеличение уровней общего белка p53 при 3 и 4 dpi (рис. 5B), что свидетельствует о стабилизации. белка, а не увеличил синтез de novo p53.Чтобы получить более полное представление о функциональных последствиях наблюдаемого повышения уровня p53, мы проанализировали локализацию этого фактора транскрипции с помощью иммунофлуоресцентного анализа (IFA). Здесь мы снова наблюдали повышенную экспрессию p53, а также сильное накопление этого белка в ядрах инфицированных клеток (рис. 5C). Некоторые клетки, демонстрирующие транслокацию p53, также показали аномальную структурную морфологию клеточных компартментов (то есть дезорганизацию митохондрий и ядерную конденсацию), что указывает на то, что они находились на более поздних стадиях гибели клеток.Мы наблюдали аналогичные изменения, когда апоптоз индуцировали с помощью CPT, что также приводит к сверхэкспрессии белков, регулируемых p53, таких как Puma и Noxa (сравните с контрольной индукцией для этих генов на фиг. 4). Кроме того, мы могли напрямую продемонстрировать роль p53 в облегчении экспрессии Puma и Noxa с помощью ингибитора p53 (пифитрин-α; PFT-α), обработка которого увеличивающимися концентрациями отменяла транскрипцию обоих этих факторов (рис. 5D). Это согласуется с тем фактом, что p53 хорошо документирован как основной фактор транскрипции для этих генов в ответ на большинство видов стимулов, в то время как Puma и Noxa, в свою очередь, несут ответственность за большую часть апоптотической функции p53 во многих контекстах ( рассмотрен в [51]).

Рис. 5. Экспрессия белка, фосфорилирование и ядерная транслокация p53 в TCRV-инфицированных клетках.

(A) Уровни транскрипта p53 . Инфекцию TCRV проводили в клетках Vero76 при MOI, равном 2, и каждый день собирали образцы для экстракции РНК. Экспрессию p53 количественно оценивали с помощью RT-qPCR с набором специфичных для генов праймеров (таблица S1) в указанные моменты времени между 0–4 днями после инфицирования (dpi). Уровни GAPDH использовали для стандартизации, и кратное изменение уровней мРНК TCRV-инфицированных клеток (по сравнению с ложно-инфицированными клетками) рассчитывали с использованием метода 2 -ΔΔCt .Значения представляют собой средние значения и стандартные отклонения от трех независимых повторов. (B) Уровни экспрессии белка и фосфорилирование p53 . Лизаты клеток, инфицированных TCRV, с разрешением от 1 до 4 точек на дюйм анализировали вестерн-блоттингом на общую экспрессию p53, а также на фосфорилирование по Ser15 или Ser392 соответствующими антителами. Винкулин служил контролем загрузки. Поддельные клетки служили отрицательным контролем, тогда как обработка CPT (10 мкМ) использовалась в качестве положительного контроля (Ctrl инд.).Стрелка указывает на неидентифицированную полосу перекрестной реакции, которая также обнаруживается с антителом против p53. Вестерн-блоты оценивали путем измерения интенсивности пикселей с нормализацией к соответствующему контролю загрузки. Количественные оценки основаны как минимум на двух независимых экспериментах. Статистическая значимость определялась с использованием двустороннего дисперсионного анализа (* p≤0,05, ** p≤0,01, нс не значимо). (C) ядерная транслокация p53. Митохондрии окрашивали 3 dpi TCRV с использованием MitotrackerRed (красный), затем окрашивали антителами с использованием анти-p53 (зеленый) и анти-TCRV NP (пурпурный) и мечения ядер DAPI (синий).Поддельные клетки служили отрицательным контролем, тогда как обработка CPT (10 мкМ) использовалась в качестве положительного контроля (Ctrl инд.). Стрелки указывают на морфологические изменения, соответствующие клеткам на поздних стадиях апоптоза. Шкала показывает расстояние 10 мкм. (D) Влияние ингибирования p53 на экспрессию Puma и Noxa. Клетки Vero76 обрабатывали ежедневно PFT-α (3, 10 и 30 мкМ) или только ДМСО и либо Mock-, либо TCRV-инфицированными (MOI = 1). Клеточные лизаты собирали с разрешением 4 dpi и анализировали на экспрессию Puma и Noxa с помощью вестерн-блоттинга, в то время как винкулин служил контролем загрузки.Экспрессия Puma и Noxa была количественно определена на основе двух независимых экспериментов и нормализована к соответствующему контролю нагрузки. Статистическую значимость определяли с помощью двустороннего дисперсионного анализа (** p≤0,01, *** p≤0,001, нс не значимо).

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948.g005

Как отмечалось выше, стабильность и активность p53 регулируются на основе сложного паттерна посттрансляционных модификаций и, в частности, ряда сайтов фосфорилирования. известно, что они важны для его апоптотической активности (см. обзор [52, 53]).Чтобы получить представление о посттрансляционных модификациях, связанных с активацией p53 в контексте инфекции TCRV, мы использовали коммерчески доступные антитела для оценки состояния его фосфорилирования. Интересно, что мы не наблюдали фосфорилирования p53 по Ser15 в TCRV-инфицированных клетках; однако C-концевой серин в положении 392 обнаруживает четкие доказательства фосфорилирования при 4 dpi (фиг. 5B). Хотя было показано, что фосфорилирование по Ser15 необходимо для активации транскрипции с помощью p53, это, по-видимому, требует только базальных уровней модификации и не обязательно индуцируется в ответ на любой данный апоптотический стимул [54], как, по-видимому, также имеет место для TCRV -индуцированная активация p53.Однако одной модификации Ser392 может быть недостаточно, чтобы объяснить сильное ядерное накопление p53, наблюдаемое во время TCRV-индуцированного апоптоза, поскольку фосфо-Ser392 p53, как сообщается, только слабо транслоцируется по сравнению с другими фосфорилированными формами p53 [55]. Таким образом, это указывает на то, что другие модификации, вносящие вклад в стабилизацию p53 и ядерную локализацию, еще предстоит идентифицировать. Кроме того, наблюдение, что Ser392 p53 наблюдается только очень поздно по сравнению с позитивной регуляцией генов-мишеней p53 Puma и Noxa, также может подтверждать более доминирующую роль другой модификации в активации p53, хотя опять же требуется осторожность при проведении временных сравнений между различными антигены.Тем не менее, взятые вместе эти результаты подтверждают, что TCRV запускает модификацию p53, включая фосфорилирование по Ser392, что приводит к накоплению p53 и его рекрутированию в ядро, где он активирует транскрипцию подмножества генов, которое включает Puma и Noxa.

Датчик Bad, содержащий только Bh4, накапливается в неактивной фосфорилированной форме

В отличие от большинства других белков, содержащих только Bh4, связанных с внутренним апоптозом, которые в первую очередь регулируются экспрессией и / или секвестрацией, проапоптотическая активность Bad в первую очередь регулируется фосфорилированием.Фосфорилирование Bad приводит к его секвестрации и инактивации с помощью 14-3-3, тем самым предотвращая его взаимодействие с антиапоптотическими белками Bcl-2 и Bcl-x L и их ингибирование (рис. 6A). . Во время инфекции TCRV Bad не показал изменений в уровне экспрессии мРНК по сравнению с ложными клетками (рис. 4B), и это было подтверждено вестерн-блоттингом уровней экспрессии общего белка (рис. 6B). Однако наблюдалось сильное повышение уровней Bad, фосфорилированного по Ser112, который является неактивной формой белка.Накопление определяемых уровней фосфо-Бад происходило уже на 2 dpi и увеличивалось до 4 dpi (рис. 6B). Наблюдение за тем, что Bad накапливается в фосфорилированной и инактивированной форме во время инфекции TCRV, предполагает, что этот фактор может участвовать в замедлении индукции апоптоза, противодействуя другим идентифицированным проапоптотическим факторам (например, Puma и Noxa), что, возможно, помогает объяснить, почему гибель клеток во время инфекции TCRV происходит только в сравнительно поздние сроки. Интересно, что участие Bad фосфорилирования в аренавирусной регуляции апоптоза также предполагает ассоциацию киназных сигнальных путей, некоторые из которых, как сообщается, активируются в ответ на аренавирусную инфекцию [59–68].В частности, в некоторых случаях было показано, что плохое фосфорилирование по Ser112 зависит от ERK-зависимой киназы p90-RSK [69–71], и действительно, путь ERK необходим для эффективной вирусной репликации JUNV, TCRV и PICV [59, 60, 64, 68]. Однако другие киназы, такие как протеинкиназа А, также могут опосредовать модификацию этого сайта [72]. Таким образом, эта тема явно требует дальнейшего подробного исследования, чтобы установить возможную роль различных киназ и связанных с ними сигнальных путей в регуляции Bad (а также p53) в ответ на инфекцию TCRV.

Рис. 6. Инфекция TCRV вызывает фосфорилирование Bh4-сенсора Bad.

(A) Схематическая модель управляемой фосфорилированием регуляции активности Bad. В своей активной нефосфорилированной форме проапоптотический белок Bh4-only Bad (выделен красным прямоугольником) способен взаимодействовать с антиапоптотическими белками Bcl-2 (показаны зеленым), чтобы снять их репрессию Bak и Bax. . Однако в своем фосфорилированном состоянии Bad блокируется 14-3-3, ингибируя его проапоптотическую активность. (B) Уровни белка и фосфорилирование Bad. TCRV-инфицированных и ложно-инфицированных лизатов клеток Vero76 исследовали в указанные временные точки 1–4 dpi для определения общего Bad, а также фосфорилирования по Ser112 с помощью специфических антител. Поддельные клетки служили отрицательным контролем, тогда как обработка CPT (10 мкМ) использовалась в качестве положительного контроля (Ctrl инд.). Окрашивание на α-тубулин использовали в качестве контроля загрузки. Вестерн-блоттинг оценивали путем измерения интенсивности пикселей и нормализации к соответствующим контрольным показателям загрузки.Количественные оценки представлены как средние значения и стандартные отклонения по крайней мере двух независимых экспериментов. Статистическую значимость определяли с помощью двустороннего дисперсионного анализа (** p≤0,01, **** p≤0,0001, нс не значимо).

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948.g006

Bad, p53, Noxa и Puma также регулируются в первичных моноцитах человека

В то время как наши первоначальные механистические исследования апоптоза, индуцированного TCRV, были сосредоточены на клетках Vero в качестве полезной модели, которая показывает устойчивый рост вируса и для которой многие анализы хорошо установлены, мы ранее показали, что инфекция TCRV может активировать апоптоз в различных клетках. типы [39].Однако, хотя пути апоптоза высоко консервативны, использование клеточных линий для изучения конкретных механизмов апоптоза по-прежнему сопряжено с определенными рисками из-за возможности изменений экспрессии или регуляции факторов, важных в этих путях. Кроме того, из-за делеции в соответствующем кластере генов известно, что клетки Vero испытывают дефицит продукции интерферона I типа [73, 74], что также может способствовать индукции апоптоза в некоторых случаях [75]. Таким образом, мы стремились подтвердить наши ключевые результаты в отношении первичных моноцитов человека, как биологически значимого первичного типа клеток для аренавирусной инфекции.Для этой цели моноциты культивировали из мононуклеарных клеток периферической крови, выделенных из крови человека и охарактеризованных с помощью проточной цитометрии на экспрессию CD14, чтобы подтвердить их идентичность перед использованием в экспериментах (фиг. 7A). В то время как TCRV не продуцировал очевидного CPE во время инфицирования моноцитов (фиг. 7B), клетки были продуктивно инфицированы и показали расщепление инициатора Casp9 и палача Casp3 (фиг. 7C). Кроме того, мы обнаружили паттерн активации фактора только Bh4, аналогичный паттерну, идентифицированному в клетках Vero76.В частности, как и ожидалось, мы наблюдали повышенные уровни p53, Puma и Noxa. Интересно, однако, что экспрессия общего Bad, по-видимому, была более значительно увеличена в TCRV-инфицированных моноцитах (рис. 7C). В самом деле, это обеспечивает механистическую поддержку нашего предыдущего наблюдения, что моноцитарные клетки особенно восприимчивы к TCRV-индуцированному апоптозу [39], так как ожидается, что эти повышенные уровни Bad обеспечат дополнительный проапоптотический стимул. В целом, эти данные позволяют предположить, что выявленные факторы, содержащие только Bh4 (т.е. Puma, Noxa и Bad) важны для регуляции апоптоза, индуцированного TCRV, как в первичных, так и в иммортализованных клетках, и их участие не зависит от продукции интерферона. Тем не менее, эти данные также указывают на то, что между типами клеток могут быть тонкие различия в степени индукции и / или модификации этих факторов, что может затем повлиять на восприимчивость этих типов клеток к апоптозу, индуцированному TCRV.

Рис. 7. Регулирование факторов апоптоза в первичных моноцитах человека, инфицированных TCRV.

(A) Окрашивание выделенных первичных клеток человека на CD14. Первичные культуры моноцитов человека окрашивали антителом к ​​CD14-PE и анализировали проточной цитометрией. Типичные точечные графики показывают процент CD14-положительных клеток. (B) Морфология моноцитов, инфицированных TCRV. Яркие полевые изображения имитированных и TCRV-инфицированных первичных культур моноцитов были получены с разрешением 4 точки на дюйм и показаны с масштабными полосами 100 мкм. (C) Уровни белков ключевых факторов апоптоза в моноцитах, инфицированных TCRV. Первичные клетки были инфицированы TCRV и ложно инфицированы, а лизаты клеток проанализированы с помощью вестерн-блоттинга при 4 dpi на полноразмерные каспазы 3 и 9 (Casp3, Caps9), а также на продукты их расщепления (cCasp3 и cCasp9) в дополнение к p53 , Puma, Noxa, Bad and Bad-P (Ser112). Окрашивание NP служило положительным контролем на инфекцию, а окрашивание на винкулин использовали в качестве контроля нагрузки. Количественные оценки показывают средние значения и стандартные отклонения по крайней мере из двух независимых экспериментов с использованием разных доноров крови.Статистическую значимость определяли с помощью двустороннего дисперсионного анализа (** p≤0,01, *** p≤0,001, **** p≤0,0001).

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948.g007

Нокаут Noxa, Puma и Bad модулируют индукцию апоптоза во время инфекции TCRV

Учитывая, что наши результаты убедительно свидетельствуют о том, что апоптоз, индуцированный TCRV, контролируется, по крайней мере, в некоторой степени, за счет регуляции проапоптотических белков, содержащих только Bh4, Puma, Noxa и Bad, мы хотели напрямую подтвердить их важность в этом процессе.Чтобы облегчить эти исследования, мы создали линии клеток Puma, Noxa и Bad knockout (KO), используя систему CRISPR / Cas9. В то время как контрольные клетки показали определяемые уровни экспрессии белка для всех трех факторов (Bad, Puma и Noxa), анализ клеток KO подтвердил потерю соответствующих белков (фиг. 8A). Индукция апоптоза, как продемонстрировано расщеплением Casp3, была заметно снижена в клетках Puma и Noxa KO как во время лечения CPT, так и во время инфицирования TCRV, хотя уровни расщепления каспазы все еще, по-видимому, достигли уровней дикого типа поздно во время инфицирования в Puma-дефицитных клетках (i .е. 4 точки на дюйм; Рис 8A). Это может быть связано с эффектами других белков, содержащих только Bh4, например Noxa, который может до некоторой степени компенсировать недостаток Puma в этих клетках. Эффект этих KOs также ясно виден при наблюдении за морфологией клеток, где KO либо Puma, либо Noxa приводили к резкому снижению CPE (Рис. 8B). Взятые вместе, эти данные подтверждают роль Puma и Noxa как ключевых игроков, участвующих в продвижении апоптоза, индуцированного TCRV. С другой стороны, нокаут Bad приводит к повышенной апоптотической активности во время инфекции TCRV (фиг. 8A), что совпадает с явными видимыми признаками гибели клеток (фиг. 8B).Хотя было удивительно, что потеря проапоптотического фактора, который накапливается в его неактивной форме в ответ на инфекцию, будет иметь проапоптотический эффект, это наблюдение можно объяснить изменениями в доступности 14-3-3. Как уже упоминалось, Bad-P неактивен из-за его секвестрации 14-3-3 [56-58]; таким образом, полное отсутствие Bad / Bad-P в нашем подходе KO, как ожидается, устранит это связывание и увеличит количество несвязанного 14-3-3 в клетке. Несвязанный 14-3-3 затем будет доступен для участия в других регуляторных взаимодействиях, включая повышение стабильности / активности p53 за счет связывания с его негативным регулятором MDMX (рассмотрено в [76]), который затем будет оказывать проапоптотический эффект.Таким образом, эти данные также подтверждают роль накопления неактивного фосфо-Bad как важного ингибирующего процесса, который противодействует проапоптотическим сигналам, генерируемым в ответ на инфекцию TCRV.

Рис. 8. Влияние Puma, Noxa и Bad knockout (KO) на апоптоз, индуцированный TCRV.

(A) Экспрессия белка Bh4 и расщепление каспазой в клетках KO, инфицированных TCRV. KO-клетки (+) и контрольные родительские клетки (-) были инфицированы TCRV (MOI 1) или ложно-инфицированы и лизированы от 2 до 4 dpi перед анализом вестерн-блоттингом на Bad, Noxa, Puma, полноразмерную каспазу 3 ( Casp3) или продукт его расщепления (cCasp), как указано, а также винкулин, контролирующий загрузку.Обработку CPT (10 мкМ) использовали в качестве положительного контроля. Интенсивность пикселей полос расщепленного белка Casp3 измеряли и нормализовали к полосам полной длины Casp3. Количественные оценки показывают средние значения и стандартные отклонения по крайней мере из двух независимых экспериментов. Статистическую значимость определяли с помощью двустороннего дисперсионного анализа (** p≤0,01, *** p≤0,001, **** p≤0,0001, нс не значимо). (B) Образование CPE в KO-клетках во время инфекции TCRV. Снимки в светлом поле КО и клеток родительского контроля были сделаны с разрешением 4 точки на дюйм и показаны с масштабными полосами 100 мкм.(C) Рост вируса в клетках Bad, Noxa и Puma KO. Клетки инфицировали TCRV при MOI, равном 1. Супернатанты собирали от 0 до 4 точек на дюйм и титры вирусов определяли с помощью анализа бляшек.

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948.g008

Интересно, что, несмотря на четкую связь между этими отдельными белками, содержащими только Bh4, и изменениями в активации расщепления каспазы и последующей гибели клеток, нокаут этих отдельных факторов , будь то про- или антиапоптоз, мало влияли на рост вируса in vitro (фиг. 8C).С одной стороны, это может быть связано со способностью этих отдельных нокаутов задерживать, но не предотвращать активацию каспаз. И наоборот, отсутствие влияния апоптоза на репликацию вируса также может быть связано с поздней стадией, на которой происходит апоптоз в ответ на инфекцию TCRV, момент времени, к которому многие вирусные процессы уже завершены и новое вирусное потомство уже эффективно продуцируется. . Таким образом, эти данные предполагают, что регуляция апоптоза с помощью TCRV не может напрямую поддерживать эффективную репликацию и / или высвобождение вируса на уровне отдельных инфицированных клеток, а скорее, что индукция апоптоза взаимосвязана с необходимостью активировать специфические клеточные сигнальные пути (такие как те, которые включают р53 и / или специфические киназы хозяина), чтобы поддерживать ключевые вирусные процессы.В самом деле, это согласуется с растущим объемом данных, показывающих, что аренавирусная инфекция может регулировать и / или зависит от множества путей передачи сигналов киназ [59–68]. Альтернативно, возможно, что прямое участие апоптоза в росте вируса актуально только для определенных типов клеток, например в макрофагах, где мимикрия апоптоза может играть особенно важную роль в качестве механизма захвата и / или контроля воспалительных реакций. В самом деле, это потенциально может быть подтверждено недавними данными, предполагающими роль PS-рецепторов в проникновении ряда различных аренавирусов, включая TCRV [77–80].

Сравнение активации внутренних регуляторов апоптоза во время инфекции TCRV и JUNV

В то время как TCRV явно способен вызывать апоптотическую гибель клеток, мы ранее показали, что высоковирулентный JUNV избегает гибели клеток [39], предположительно благодаря способности JUNV NP служить очень распространенным субстратом-ловушкой для расщепления каспазы [38]. Однако, учитывая сложную сеть факторов, которые могут регулировать внутренний апоптоз, мы до сих пор не смогли экспериментально подтвердить эту модель.Установив механизм, с помощью которого TCRV запускает апоптоз, мы, таким образом, также хотели установить, индуцируются ли подобные проапоптотические ответы в ответ на инфекцию JUNV, как можно было бы предсказать с помощью текущей модели.

В соответствии с нашими предыдущими находками, мы подтвердили, что хотя активация каспаз происходит в ответ на инфекцию TCRV, активация Casp3 в клетках, инфицированных JUNV, отсутствует (рис. 9A) [38, 39]. Кроме того, мы также обнаружили, что JUNV не индуцирует активацию вышестоящего инициатора Casp9, указывая на то, что путь уже заблокирован на этом уровне.Отсутствие этих критических поздних стадий апоптоза во время инфекции JUNV согласуется с отсутствием CPE, наблюдаемым в инфицированных JUNV клетках (фиг. 9B). Интересно, однако, что анализ вышележащих Bh4-факторов, идентифицированных как играющих роль в апоптозе, индуцированном TCRV-инфекцией, показал, что также наблюдается выраженная повышающая регуляция как p53, так и Puma во время JUNV-инфекции. Небольшое увеличение экспрессии Noxa было также отмечено во время инфекции JUNV, хотя это было не так устойчиво, как для TCRV (рис. 9A).Эти результаты предполагают, что и JUNV, и TCRV индуцируют сходные проапоптотические сигнальные события на уровне активации белка Bh4-only. Однако, в отличие от TCRV, на фосфорилирование Bad, по-видимому, не влияет инфекция JUNV (рис. 9A), что указывает на различия в сигнальных событиях, лежащих в основе этого процесса. Тем не менее, наблюдение, что JUNV индуцирует проапоптотическую передачу сигналов, но уклоняется от активации каспазы (и, следовательно, гибели клеток), подтверждает участие тормозного механизма, используемого JUNV для ограничения активности каспаз.В частности, это согласуется с ранее предложенной моделью, в которой NP JUNV, но не NP TCRV, служит субстратом-ловушкой для каспаз [38], чтобы ослаблять расщепление каспаз и ингибировать апоптоз. Это также потенциально обеспечивает интересное понимание ситуации с аттенуированным вакцинным штаммом Candid # 1, который в отличие от вирулентных штаммов JUNV вызывает апоптоз в ответ на инфекцию [41, 42]. Однако, учитывая отсутствие различий в последовательностях NP по сравнению с другими штаммами JUNV [81], можно ожидать, что Candid # 1 будет подвергаться расщеплению NP каспазами.В этом отношении важно отметить, что кандидат № 1, как было показано, вызывает апоптоз в результате несвязанного механизма, который включает индукцию развернутого белкового ответа из-за нарушения созревания GP (в результате мутации, влияющей на гликозилирование) [ 41]. Основываясь на наших данных, которые теперь показывают, что вирулентный JUNV действительно вызывает апоптоз, прежде чем контролировать его посредством расщепления NP, мы предполагаем, что в случае Candid # 1 комбинация этих двух различных проапоптотических сигналов, т.е. Путь UPR может быть достаточным для подавления способности NP конкурировать с природными субстратами каспаз (включая сами каспазы) в этом контексте.

Рис. 9. Регулирование факторов апоптоза во время инфекции TCRV и JUNV.

(A) Уровни белков отдельных факторов апоптоза. Заражение либо TCRV, либо JUNV проводили при MOI 0,1 в клетках Vero76, и клеточные лизаты собирали с 1–4 точек на дюйм. Образцы подвергали вестерн-блоттингу и окрашивали на полноразмерные каспазы (Casp) 3 и 9, продукты их расщепления (cCasp), p53, Puma, Noxa, Bad и Bad-P (Ser112). Окрашивание NP служило положительным контролем на инфекцию, а окрашивание на винкулин использовали в качестве контроля нагрузки.Вестерн-блоттинг оценивали путем измерения интенсивности пикселей с нормализацией к контролю загрузки. Количественные оценки данных, полученные при разрешении 4 точек на дюйм, показаны как средние значения и стандартные отклонения по крайней мере двух независимых экспериментов. Статистическая значимость определялась с использованием двустороннего дисперсионного анализа (* p≤0,05, ** p≤0,01, нс не значимо). (B) Образование CPE в клетках Vero76 во время инфекции TCRV и JUNV. Яркие полевые изображения ложных и инфицированных клеток были сделаны с разрешением 4 точки на дюйм и показаны с масштабными полосами 100 мкм.

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008948.g009

Модель апоптоза, индуцированного TCRV

В целом, растет понимание того, что ряд вирусов разработали стратегии, которые используют апоптотический каскад, чтобы либо уклониться от этого защитного механизма, либо использовать его индукцию для поддержки распространения (обзор в [82, 83]), и наша работа это привело нас к модели процесса, с помощью которого TCRV индуцирует апоптоз в инфицированных клетках (рис. 10).Мы ясно видим, что этот вирус индуцирует апоптоз через внутренний путь апоптоза и что этот процесс связан с классическими особенностями митохондриальной дезорганизации и дисфункции, высвобождения Cyt c, активации инициатора Casp9 и палача Casp3, экстернализации PS, а также ядерной конденсации и возможной гибели клеток. . Кроме того, мы показали, что этот процесс основан на усилении проапоптотических белков Puma и Noxa, которые являются генами-мишенями р53-опосредованной транскрипции.Этой усиленной транскрипции способствует стабилизация и ядерная транслокация р53, которая, по крайней мере, частично связана с фосфорилированием белка в положении Ser392. В то же время, TCRV также, по-видимому, вызывает изменения, которые сдвигают про / антиапоптотический баланс в пользу выживания клеток. Примечательно, что обычно проапоптотический фактор Bad превращается в неактивную форму путем фосфорилирования в положении Ser112. Затем это приводит к секвестрации 14-3-3, что блокирует его способность противодействовать активности антиапоптотических белков Bcl-2 [56], потенциально высвобождая больше этих молекул для борьбы с активностью других проапоптотических белков Bh4- только белки, индуцированные в ответ на инфекцию (т.е. Пума и Нокса). Однако, хотя эти антиапоптотические сигналы могут позволить клетке продлить клеточную выживаемость и функцию, в конечном итоге баланс сил благоприятствует возможной апоптотической гибели клетки на поздних стадиях инфекции.

Рис. 10. Модель регуляции внутреннего пути апоптоза инфекцией TCRV.

Вирус аренавируса Нового Света Tacaribe (TCRV) запускает внутренний апоптотический путь посредством регуляции белков Puma, Noxa и Bad, содержащих только Bh4. Продуктивная инфекция TCRV запускает пока неизвестный фактор / процесс хозяина, который приводит к стабилизации и, таким образом, к увеличению внутриклеточных уровней p53, сопровождаемых фосфорилированием по Ser392.Это приводит к ядерной транслокации p53, которая затем стимулирует активацию транскрипции только Bh4-белков Puma и Noxa. Затем они связываются со своими антагонистами, антиапоптотическими белками Bcl-2, чтобы облегчить их ингибирование Bak и Bax и / или непосредственно активировать Bak и Bax. В то же время активация неидентифицированной киназы инфекцией TCRV приводит к фосфорилированию Bad по Ser112. Это подавляет апоптотическую активность Bad, способствуя его связыванию с 14-3-3 для предотвращения его антагонистической ассоциации с антиапоптотическими белками Bcl-2.В то время как эффект плохого фосфорилирования, по-видимому, уравновешивает проапоптотические эффекты Puma и Noxa и может задерживать гибель клеток, проапоптотические стимулы в конечном итоге преобладают и приводят к проницаемости внешней мембраны митохондрий, с соответствующим высвобождением Cyt c, что приводит к активации расщепления (cCasp) инициаторной каспазы 9 и исполнительной каспазы 3, которые затем опосредуют апоптотические события, такие как переворот PS, ядерная конденсация и гибель клеток.

https://doi.org/10.1371 / journal.ppat.1008948.g010

Интересно, что отсутствие какого-либо прямого воздействия апоптоза на репликацию вируса и / или высвобождение потомства вируса на уровне отдельных инфицированных клеток предполагает более сложную основу для связи между апоптозом и патогенезом . Теперь это требует, чтобы мы также рассмотрели процессы, которые недостаточно хорошо представлены в стандартных системах инфицирования культур клеток in vitro . В частности, явно необходима более детальная оценка роли вирусосодержащих апоптотических тел, богатых PS, а также влияния апоптозного воздействия PS на липидный состав вирусных частиц.Можно ожидать, что такие факторы будут влиять на распознавание / поглощение этих продуктов фагоцитами и могут иметь значительные последствия для активации противовирусных иммунных ответов в этих клетках, которые, как уже было показано, заметно различаются между патогенными и апатогенными аренавирусными инфекциями [30, 84– 86]. Далее, интересно рассмотреть, как эти наблюдения могут быть переведены на регуляцию клеточной судьбы у естественных видов хозяев этих вирусов, которыми для JUNV являются мыши Calomys spp .(в частности, Calomys musculinus ) [6, 87], а для TCRV в настоящее время предполагается, что это Artibeus spp . летучие мыши [88]. Действительно, исходя из очевидной связи индукции апоптоза с патогенезом в контексте человека, можно ожидать различий в том, как данный вирус регулируется в клетках человека и клеток этих видов хозяев. В этом контексте TCRV на самом деле представляет собой особенно интересный случай, поскольку, хотя он обычно не вызывает серьезных заболеваний у людей, экспериментальная инфекция является высокопатогенной для предполагаемых видов-хозяев [89].Таким образом, можно было ожидать, что это связано с повышенной способностью регулировать апоптотические ответы в клетках летучих мышей, аналогично тому, что наблюдается с JUNV. К сожалению, однако, экспериментальные ресурсы для углубленных исследований в этих моделях, чтобы определить, играет ли дифференциальная регуляция апоптотического каскада также роль в различных исходах болезней между резервуарными и тупиковыми видами хозяев, в настоящее время отсутствуют.

В целом, эта работа дает нам первое подробное представление о том, как специфические про- и антиапоптотические факторы регулируются во время инфекции TCRV и как они вносят вклад в индуцированный вирусами апоптоз.Кроме того, установлено, что проапоптотические ответы также являются признаком инфекции JUNV, подтверждая модель, в которой активация каспазы для JUNV впоследствии контролируется на поздних этапах апоптотического каскада. Хотя такие исследования роли отдельных белков, содержащих только Bh4, в регуляции апоптоза в контексте конкретной вирусной инфекции остаются редкими, они являются важной предпосылкой для подробных исследований, направленных на раскрытие сложного взаимодействия между различными взаимосвязанными клеточными сигнальными путями, которые затронуты. вирусной инфекцией.Таким образом, модель, созданная на основе этой работы, теперь создает основу для будущих исследований, направленных на выяснение того, как тесно связанные виды аренавирусов с разным патогенным потенциалом регулируют апоптоз, а также связанные пути, и как это влияет на исход инфекции.

Материалы и методы

Ячейки

Клетки Vero76 (CCLV-RIE0228) выращивали в среде Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM) с добавлением 10% фетальной телячьей сыворотки (FCS), 2 мМ L-глутамина (Q), 100 Ед / мл пенициллина и 100 мкг / мл стрептомицина ( P / S; Thermo Fisher Scientific) при 37 ° C с 5% CO 2 .

Мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) были выделены из цельной крови здоровых анонимных доноров, полученных на коммерческой основе из банка крови больницы Университета Грайфсвальда. Образцы смешивали 1: 1 с PBS и наслаивали на 15 мл среды для разделения лимфоцитов (1,077 г / мл Ficoll-Paque Plus, GE Healthcare). После центрифугирования при 500 × g в течение 45 минут при комнатной температуре (RT) без тормоза слой PBMC осторожно удаляли и снова центрифугировали при 2000 × g в течение 20 минут для выделения клеток.Затем их дважды промывали 15 мл PBS с добавлением 1% FCS с центрифугированием при 200 × g в течение 10 мин перед лизисом хлорида аммония (0,15 M NH 4 Cl, 10 мМ KHCO 3 , 0,1 мМ EDTA. ) в течение 5 мин при комнатной температуре для удаления загрязнения эритроцитами. Промывание 10 мл PBS с добавлением 1% FCS повторяли до тех пор, пока супернатант не стал прозрачным, после чего осадок клеток ресуспендировали в RPMI-1640 с P / S и 2% сывороткой AB человека (Sigma) и высевали в концентрации 3 x 10 6 клеток / лунку в 6-луночные планшеты Primaria (Corning).Клетки инкубировали при 37 ° C с 5% CO 2 в течение 1 часа, чтобы позволить моноцитам прикрепиться, а затем тщательно промывали три раза PBS с добавлением 1% FCS для удаления лимфоцитов. После этого к клеткам добавляли 4 мл RPMI-1640 с P / S и 5% сыворотки AB человека для дальнейшей инкубации при 37 ° C с 5% CO 2 в течение 1 дня перед использованием для заражения и анализа FACS.

Плазмиды

Нокаут генов Bad, Noxa и Puma в клетках Vero76 был достигнут с использованием системы CRISPR / Cas9.Здесь была использована модифицированная версия плазмиды pX330-U6-Chimeric_BB-CBh-hSpCas9 (Addgene # 42230, подарок от Feng Zhang [90]). Эта плазмида экспрессировала направляющую РНК (gRNA), трансактивирующую crRNA (tracrRNA) и нуклеазу Cas9, как в исходной конструкции, но с дополнительной кассетой устойчивости к неомицину для отбора стабильной клеточной линии (pX330-neoR; любезно предоставлено Walter Fuchs, Friedrich-Loeffler-Institut, Германия) [91]. С помощью CRISPOR [92] для каждого гена были сконструированы четыре различных гРНК, после чего соответствующие олигонуклеотиды были отожжены и клонированы индивидуально в pX330-neoR с использованием BbsI.Все конструкции были подтверждены секвенированием по Сэнгеру. Праймеры для гРНК перечислены в таблице S1, а подробные сведения о стратегии клонирования доступны по запросу. Плазмида, кодирующая цитохром c человека с GFP-меткой на N-конце (pGFP-Cytochrome c), была подарком от Дугласа Грина (Addgene # 41181; [93]) и была использована для обнаружения митохондриального высвобождения Cyt c.

Химическая индукция апоптоза и ингибирование p53

Для индукции апоптоза клетки Vero76 инкубировали с камптотецином (CPT; 10 мкМ, Sigma-Aldrich), стауроспорином (STS; 1 мкМ, Abcam) или этопозидом (ET; 25 мкМ, Abcam) в течение 24 часов с использованием указанных конечных концентраций в DMEM.В качестве контроля выполняли обработку тем же количеством ДМСО, которое использовалось для приготовления лекарств (S1 фиг.).

Чтобы установить прямую связь между активацией p53 и повышающей регуляцией нижестоящих мишеней, таких как Puma и Noxa, клетки Vero76 обрабатывали 3, 10 или 30 мкМ пифитрина-α (PFT-α) или ДМСО в качестве контроля. за час до инфицирования TCRV. После заражения применяли среду, содержащую такие же концентрации PFT-α. Обработку обновляли ежедневно, заменяя половину среды свежей средой, содержащей PFT-α, и клетки собирали с 4 точками на дюйм и анализировали вестерн-блоттингом, как описано ниже.

Анализ вирусной инфекции и налета

TCRV (штамм TRVL-11573) или JUNV (штамм Romero) использовали для заражения клеток Vero76 (80-90% конфлюэнтности в 6- или 12-луночных планшетах) или первичных человеческих моноцитов (приготовленных, как описано выше), как указано . Заражение проводили при множественности заражения (MOI) 0,1, 1 или 2, как указано, и оставляли для инкубации в течение 60 мин при 37 ° C с 5% CO 2 . Впоследствии инокулят удаляли, клетки поддерживали в среде DMEM, содержащей 2% FCS и P / S (для клеток Vero76) или RPMI-1640 с добавлением P / S и 5% сыворотки AB человека (для моноцитов человека), и брали пробы от 0 до 4. dpi, как указано в отдельных экспериментах.Затем эти образцы были дополнительно обработаны для вестерн-блоттинга, RT-qPCR, проточной цитометрии или IFA, как описано ниже.

В качестве альтернативы, чтобы оценить рост TCRV в линиях клеток с нокаутом, была проведена процедура инфицирования, описанная выше, и каждые 24 часа отбирались пробы супернатанта для анализа высвобождения потомства вируса методом бляшек. Вкратце, серийные разведения образцов вируса готовили в DMEM без FCS и позволяли инфицировать 80–90% конфлюэнтных клеток Vero76 в 12-луночных планшетах в течение 1 ч при 37 ° C.После этого вирус удаляли и лунки покрывали 0,7% агарозы в минимальной необходимой среде (MEM), содержащей 2% FCS. Планшеты инкубировали в течение 7 дней для образования бляшек перед окрашиванием раствором кристаллического фиолетового (10% формальдегида; 0,1% кристаллического фиолетового).

УФ-инактивированный TCRV использовали в качестве дополнительного контроля и получали путем инактивации соответствующих инфекционных стоков TCRV путем облучения при 254 нм в течение 2 часов с использованием УФ-лампы (RU-VE CHROMA41) [94, 95], после чего проводили полную инактивацию. подтверждено анализом налета, как описано выше.

Антитела

Первичные антитела, полученные от Cell Signaling Technology, были антителами против каспазы 3 (# 9662; 1: 1000/1: 500 [полноразмерные / расщепленные]), каспазы 8 (# 9746; 1: 1000/1: 500 [полноразмерные / расщепленный]), каспаза 9 (# 9508; 1: 1000/1: 500 [полноразмерный / расщепленный]), α-тубулин (# 2144; 1: 1000), Bim (# 2933; 1: 1000), плохой (# 9239; 1: 500), фосфо-Бад (Ser112) (# 5284; 1: 1500), Бак (# 12105; 1: 1000), Noxa (# 14766; 1: 500) и фосфо-p53 (Ser15) (# 9286; 1: 250), а также козьи антитела против IgG кролика, связанные с HRP (# 7074; 1: 5000), и лошадиные антитела против IgG мыши, связанные с HRP (# 7076; 1: 5000).Кроличье антитело против HRP морской свинки было получено от Dianova (DAB-087875; 1: 5000). Антитела против Puma α / β (sc-374223; 1: 1000), Puma α (sc-377015; 1: 500), Bcl-2 (sc-7382; 1: 1000), p53 (sc-47698; 1: 1000 ; IFA — 1: 500), фосфо-p53 (Ser392; 1: 500) (sc-51690), винкулин (sc-73614; 1: 1000) и GAPDH (sc-47724; 1: 2000) были получены от Santa Cruz Биотехнология. Антитело против Bmf (HPA010120; 1: 300) было получено от Sigma-Aldrich. Для подтверждения вирусной инфекции использовали поликлональные антитела против TCRV (1: 1000; IFA — 1: 500) и JUNV (1: 1000) NP (продуцируемые на морских свинках) [39].Конъюгированные с флуорохромом козьи антитела против IgG мыши Alexa Fluor 488 (A-11001; IFA-1: 500) были приобретены у Thermo Fisher, а козьи антитела против IgG морской свинки Alexa Fluor 647 (ab150187; IFA-1: 500) были получены от Abcam. Рабочие разведения указаны для вестерн-блоттинга, если не указано иное.

Вестерн-блот

Клетки собирали в культуральную среду из 6- или 12-луночных планшетов соскабливанием, один раз промывали холодным PBS и лизировали в течение 40 мин на льду в буфере для экстракции клеток (CEB, Invitrogen) с добавлением 1 × cOmplete Protease Inhibitor Cocktail (Sigma- Aldrich) и 1 мМ фенилметилсульфонилфторида (Sigma-Aldrich) с последующим центрифугированием при 18000 xg в течение 10 минут при 4 ° C.Полученные таким образом белковые лизаты затем смешивали с 4-кратным загрузочным буфером геля SDS (10% SDS (мас. / Об.), 40% глицерина (об. / Об.), 20% β-меркаптоэтанола, 0,008% бромфенолового синего, 250 мМ трис-HCl. pH 6,8) и либо нагревали при 95 ° C в течение 5 минут (для образцов BSL-2), либо нагревали дважды при 99 ° C в течение 10 минут (для образцов BSL-4). Образцы разделяли электрофорезом на 12,5% полиакриламидных гелях и переносили на мембраны из поливинилидендифторида (ПВДФ) при постоянном напряжении 15 В в течение 1 ч и 15 мин (Bio-Rad).Блокирование проводили в 10% обезжиренном молоке, приготовленном в трис-буферном физиологическом растворе, содержащем 0,1% Твин-20 (TBS-Tween), в течение 60 минут при комнатной температуре. Первичные антитела инкубировали в течение ночи при 4 ° C, а окрашивание вторичными антителами проводили в течение 60 мин при комнатной температуре. В обоих случаях антитела разводили в 2% обезжиренном молоке в TBS-Tween, как указано. Мембраны тщательно промывали TBS-Tween между всеми инкубациями, за исключением последней стадии промывки, которую проводили без Tween. Сигналы ECL детектировали с помощью Clarity Western Substrate (Bio-Rad) с помощью ChemoCam Imager (Intas) и количественно оценивали с помощью программного обеспечения GelAnalyzer2010.Данные, показанные для каждого белка, получены из одного и того же геля, но для ясности показаны разделенными по условиям обработки.

Проточная цитометрия

Воздействие

фосфатидилсерина (PS) на плазматические мембраны определяли с помощью набора Annexin V-FITC (Miltenyi Biotech). Для достижения этой цели обработанные STS, TCRV- и ложно-инфицированные клетки Vero76 собирали трипсинизацией, после чего в соответствии с протоколом производителя проводили окрашивание аннексина V, конъюгированного с флуоресцеинизотиоцианатом (FITC), и пропидиййодидом (PI).Вкратце, клетки промывали 1х буфером для связывания и окрашивали аннексином V-FITC в течение 15 минут с последующей стадией промывки и инкубацией с раствором PI в течение 5 минут, все выполнялись в темноте. Затем без дополнительной промывки происходила окончательная фиксация в течение 10 минут при комнатной температуре в 2% параформальдегиде (PFA) в 1x буфере для связывания, и образцы немедленно измеряли с помощью анализатора MACSQuant Analyzer 10 (Miltenyi Biotech).

После прикрепления человеческих моноцитов к планшетам Primaria была исследована поверхностная экспрессия CD14 для оценки чистоты выделенных клеток.Здесь первичные клетки отделяли с использованием холодного PBS с добавлением 1% FCS и центрифугировали при 300 x g при 4 ° C в течение 10 минут. Затем полученные клетки ресуспендировали в реагенте для блокировки FcR человека (Miltenyi Biotech) в соответствии с протоколом производителя и инкубировали в течение 10 мин при 4 ° C. Затем добавляли человеческое антитело CD14-PE-Vio770 (1:50; Miltenyi Biotech) и инкубировали в темноте на льду еще 15 мин. После еще одного этапа промывки окончательная фиксация происходила в течение 10 минут при комнатной температуре в 2% PFA в PBS с FCS, и образцы были немедленно измерены с помощью MACSQuant Analyzer 10.Данные собирали для 20 000 клеток на образец и оценивали с помощью программного обеспечения MACSQuantify 2.11 (Miltenyi Biotech).

Нуклеофекция

клеток Vero76 трансфицировали электропорацией с использованием 4D-Nucleofector X Unit (Lonza) в соответствии с инструкциями производителя. Вкратце, 1 × 10 6 клеток Vero76 подвергали нуклеофекции всего 5 мкг плазмиды в одной Nucleovette путем добавления раствора Nucleofector и добавки. Использовали рекомендованную программу (DN-100) для клеток Vero, и клетки впоследствии высевали в 25 см флаконы 2 (для трансфекций плазмид CRISPR / Cas9) или 12-луночные планшеты, содержащие покровные стекла (для трансфекции pGFP-цитохром с).

Иммунофлуоресцентный анализ

Как для анализа локализации Cyt c, так и для транслокации p53 клетки Vero76 высевали на покрытые поли-D-лизином (Sigma-Aldrich) покровные стекла микроскопа. В случае локализации Cyt c клетки подвергали нуклеофекции pGFP-цитохромом c перед посевом и инфицированием TCRV, как описано выше. Через 3 дня после заражения клетки инкубировали с 200 нМ MitoTrackerRed CMXRos (Invitrogen) в течение 40 минут при 37 ° C и фиксировали 2% PFA в PBS, содержащем 0.5% FCS при 4 ° C в течение ночи. Блокирование выполняли с помощью PBS, содержащего 10% FCS, при комнатной температуре в течение 2 часов с последующей пермеабилизацией клеток в PBS, содержащем 0,1% Triton X-100, в течение 10 минут. Первичные и вторичные антитела также разводили в PBS, содержащем 10% FCS, и инкубировали в течение 45 минут при комнатной температуре перед тем, как несвязанные антитела удаляли промыванием PBS. Наконец, на покровные стекла наносили ProLong Gold Antifade, содержащий DAPI (Thermo Fisher), и сушили в темноте в течение 24 часов при комнатной температуре. Микроскопию проводили с помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа Leica SP5 (объектив 63x), а стопки обрабатывались с помощью программного обеспечения ImageJ версии 1.48 [96].

Количественная ОТ-ПЦР

РНК

из клеток Vero76, инфицированных TCRV и ложно инфицированных, экстрагировали с помощью набора RNeasy Mini (Qiagen), и загрязнение геномной ДНК удаляли с помощью набора TURBO DNA-free (Invitrogen) в соответствии с инструкциями производителя. Для двухэтапной RT-qPCR кДНК была синтезирована из 400 нг общей РНК с помощью обратной транскриптазы SuperScript III (Invitrogen), амплифицирована с помощью ПЦР с использованием PowerUp SYBR Green Master Mix (Thermo Fisher) и количественно определена с помощью системы AriaMx 96 Real-Time PCR System. и программное обеспечение AriaMx версии 1.3 (Agilent). Все праймеры, использованные в этом исследовании, перечислены в таблице S2 [97–103]. Пороги цикла пробы (Ct) нормализовали с использованием GAPDH, а кратность изменения между инфицированными и неинфицированными клетками рассчитывали с использованием метода 2 -ΔΔCt .

Создание нокаутных клеточных линий с использованием CRISPR / Cas9

Клетки Vero76 подвергали нуклеофекции с помощью конструкций pX330-neoR, экспрессирующих гРНК, нацеленных на Bad, Noxa или Puma, как описано. Затем клеткам давали возможность восстановиться в течение 3 дней, после чего клетки обрабатывали DMEM, содержащей 10% FCS, P / S и 500 мкг / мл Geneticin (G418).Селекцию с G418 продолжали в течение 2–3 недель, при необходимости выполняя пассирование. Затем каждую клеточную линию отбирали клонально и размножали перед исследованием экспрессии Bad, Noxa и Puma с помощью вестерн-блоттинга, как описано выше. Клоны клеток, показывающие полное отсутствие соответствующих белков, были отобраны для использования в последующих экспериментах по заражению TCRV. Кроме того, геномную ДНК из этих выбранных клонов секвенировали для подтверждения введения мутаций в ожидаемые сайты.

Статистический анализ

Количественные данные представляют собой средние значения и стандартные отклонения от нескольких независимых экспериментов, как указано для отдельных анализов. Статистический анализ выполняли с использованием GraphPad Prism версии 8.1.0, при этом различия между группами анализировали с использованием двухфакторного дисперсионного анализа с апостериорными тестами, выполняемыми с использованием теста Сидака (сравнение выбранных пар). Пороговые значения значимости были определены как * p≤0,05; ** p≤0.01; *** p≤0,001; **** p≤0,0001.

06-0541 1062..1069

% PDF-1.5 % 118 0 объект > эндобдж 120 0 объект > поток 2007-03-09T00: 48: 52Z3B2 Total Publishing 6.06b / W2021-03-12T17: 15: 21-08: 002021-03-12T17: 15: 21-08: 00 Acrobat Distiller 4.05 для Windowsapplication / pdf

  • 06-0541 1062 ..1069
  • uuid: 26b87170-1dd2-11b2-0a00-840827edca00uuid: 26b87172-1dd2-11b2-0a00-380000000000 конечный поток эндобдж 16 0 объект > эндобдж 1 0 obj > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 17 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 28 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 35 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 41 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 45 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 49 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 52 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 121 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 149 0 объект [155 0 R 156 0 R 157 0 R 158 0 R 159 0 R 160 0 R 161 0 R 162 0 R] эндобдж 150 0 объект > поток q 538.6593933 0 0 78.7513733 23.1703033 656.2486267 см / Im0 Do Q BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 107,23969 539,99982 тм (2007; 6: 1062-1069.) Tj / T1_1 1 Тс -7.72397 0 Тд (Мол Рак Тер \ 240) Tj / T1_0 1 Тс 0 1 ТД (\ 240) Tj 0 1.00001 TD (Вэнь-Син Дин, Хун-Мин Ни, Сяоюнь Чен и др.) Tj / T1_2 1 Тс 0 1 ТД (\ 240) Tj / T1_3 1 Тс 18 0 0 18 30 579,99994 тм (клетки рака толстой кишки) Tj Т * (MG132-индуцированная активация митохондрий и апоптоз) Tj Т * (Скоординированное действие Bax, PUMA и p53 способствует) Tj ET 30 452 525 68 рэ 0 0 мес. S BT / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 120.94202 492,99997 тм (\ 240) Tj / T1_3 1 Тс -7,55696 1 тд (Обновленная версия) Tj ET BT / T1_2 1 Тс 10 0 0 10 141 484,99994 тм (\ 240) Tj / T1_0 1 Тс 19.28797 1 тд () Tj 0 0 1 рг -19.28797 0 Td (http://mct.aacrjournals.org/content/6/3/1062)Tj 0 г 0 1.00001 TD (См. Самую последнюю версию этой статьи по адресу:) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 120.94202 451.99994 тм (\ 240) Tj / T1_3 1 Тс -3,50099 1 тд (Материал) Tj -3,44499 1,00001 тд (Дополнительно) Tj ET BT / T1_2 1 Тс 10 0 0 10 141 454,99994 тм (\ 240) Tj / T1_0 1 Тс 29.51597 1 тд () Tj 0 0 1 рг -29.51597 0 Тд (http://mct.aacrjournals.org/content/suppl/2007/03/21/6.3.1062.DC1)Tj 0 г Т * (Доступ к самым последним дополнительным материалам по адресу:) Tj ET BT / T1_2 1 Тс 10 0 0 10 30 431,99997 тм (\ 240) Tj 0 1 ТД (\ 240) Tj ET BT / T1_2 1 Тс 10 0 0 10 30 411,99997 тм (\ 240) Tj Т * (\ 240) Tj ET 30 342 525 70 рэ 0 0 мес. S BT / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 120.94202 379.99997 тм (\ 240) Tj / T1_3 1 Тс -6.00198 1 тд (Цитированные статьи) Tj ET BT / T1_2 1 Тс 10 0 0 10 141 371,99994 тм (\ 240) Tj / T1_0 1 Тс 25.01095 1 тд () Tj 0 0 1 рг -25.01095 0 Тд (http://mct.aacrjournals.org/content/6/3/1062.full#ref-list-1)Tj 0 г 0 1.00001 TD (Эта статья цитирует 33 статьи, 19 из которых вы можете получить бесплатно по адресу:) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 120.94202 349.99997 тм (\ 240) Tj / T1_3 1 Тс -6,33498 1 тд (Цитирование статей) Tj ET BT / T1_2 1 Тс 10 0 0 10 141 341,99994 тм (\ 240) Tj / T1_0 1 Тс 26.40095 1 тд () Tj 0 0 1 рг -26.40095 0 Тд (http://mct.aacrjournals.org/content/6/3/1062.full#related-urls)Tj 0 г Т * (Эта статья процитирована 7 статьями, размещенными на HighWire.Доступ к ar \ ticles at:) Tj ET BT / T1_2 1 Тс 10 0 0 10 30 321,99997 тм (\ 240) Tj 0 1 ТД (\ 240) Tj ET 30 197 525 125 рэ 0 0 мес. S BT / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 120,94 202 289,99997 тм (\ 240) Tj / T1_3 1 Тс -5.66901 1 тд (Оповещения по электронной почте) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 295,49973 302 тм (относится к этой статье или журналу.) Tj 0 0 1 рг -15.44997 0 Тд (Зарегистрируйтесь, чтобы получать бесплатные уведомления по электронной почте) Tj ET BT 0 г / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 120,94202 256,99994 тм (\ 240) Tj / T1_3 1 Тс -6.38997 1 тд (Подписки) Tj 0,556 1,00001 тд (Отпечатки и) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 141 259.99994 Тм (\ 240) Tj 13.46497 1 тд (.) Tj 0 0 1 рг -6.85098 0 Тд ([email protected]) Tj 0 г -6.61399 0 Тд (Отделение) Tj 0 1.00001 TD (Чтобы заказать перепечатку статьи или подписаться на журнал, свяжитесь с нами \ t Публикации AACR) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 120.94202 234.99997 тм (\ 240) Tj / T1_3 1 Тс -5.66901 1 тд (Разрешения) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 141 196.99985 тм (\ 240) Tj 0 1 ТД (Сайт Rightlink.) Tj 0 1.00001 TD (\ (CCC \)) Tj 0 1 ТД (Нажмите «Запросить разрешения», чтобы перейти на страницу защиты авторских прав \ Рэнс Центр) Tj 19.28797 1 тд (.) Tj 0 0 1 рг -19.28797 0 Td (http://mct.aacrjournals.org/content/6/3/1062)Tj 0 г 0 1.00001 TD (Чтобы запросить разрешение на повторное использование всей или части этой статьи, используйте это li \ nk) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 9 0 0 9 269.74257 1.99997 тм (Исследования) Tj -2,34302 1 тд (12 марта 2021 г. \ 251 2007 Американская ассоциация рака) Tj 0 0 1 рг -9.33597 0 Тд (mct.aacrjournals.org) Tj 0 г -8.11397 0 Td (Загружено с) Tj ET конечный поток эндобдж 154 0 объект > / Filter / FlateDecode / Height 225 / Length 77819 / Name / X / Subtype / Image / Type / XObject / Width 1539 >> stream HMW ~ ݏ0 F0n $ & QK4CB ܸ4 A6Ꞅ% gg7 @ M ݔ, Y — $ Z2cl

    Механизм индуцированного таурином апоптоза в раковых клетках толстой кишки человека | Acta Biochimica et Biophysica Sinica

    Абстрактные

    Таурин (Тау) обладает терапевтическим эффектом против рака за счет индукции апоптоза, в то время как основной молекулярный механизм его противоракового действия не совсем понятен.PUMA (модулятор апоптоза с повышенной регуляцией p53) играет важную роль в процессе индукции апоптоза в различных опухолевых клетках человека как p53-зависимым, так и независимым образом. Однако вопрос о том, участвует ли PUMA в процессе индуцированного тау-белка апоптоза раковых клеток, еще не изучен. В настоящем исследовании мы обрабатывали клетки рака прямой кишки человека HT-29 (мутантный p53) и LoVo (p53 дикого типа) с различными концентрациями тау-белка, что привело к подавлению пролиферации клеток и индукции апоптоза в обеих клеточных линиях.Между тем, мы также наблюдали повышенную экспрессию PUMA и высокие отношения Bax / Bcl-2. Чтобы определить роль PUMA в апоптозе, индуцированном тау-белком, мы использовали небольшую интерферирующую РНК-интерференцию для подавления экспрессии PUMA. В результате апоптоз был снижен в ответ на лечение тау-белком. Все эти результаты показали, что PUMA играет решающую роль в пути апоптоза, индуцированного тау-белком, в клетках колоректального рака человека. Демонстрация молекулярного механизма, участвующего в противоопухолевом эффекте тау-белка, может быть полезна при выборе терапевтических мишеней для p53-дефицитного колоректального рака.

    Введение

    Таурин (тау; 2-аминоэтансульфоновая кислота) впервые был отмечен как незаменимое питательное вещество для кошек в 1975 году [1]. Большое количество исследований и клинических применений продемонстрировало, что тау-тау обладает множеством обширных физиологических эффектов, поэтому он был идентифицирован как эндогенный материал против травм. В последнее время тау-белок используется как жаропонижающее и противовоспалительное средство для лечения заболеваний печени и желчного пузыря [2], сердечно-сосудистых заболеваний [3], диабета [4,5], катаракты [6,7] и так далее.Но его влияние на опухоли ранее не изучалось. Тау может защищать клетки от повреждений, вызванных окислителями, поглощая сильные окислители и цитотоксические агенты [8], поэтому тау как эффективный антиоксидант может препятствовать увеличению количества активных форм кислорода (АФК) в опухолях, что приводит к задержке развития рак [9]. Кроме того, тау-белок может играть роль в противоопухолевом процессе, подавляя MMP-2, повышая регуляцию N -ацетилгалактозаминилтрансферазы и тем временем подавляя потенциальную инвазию и метастазирование, вызванное ионизирующим излучением [10].

    Апоптоз, также известный как запрограммированная гибель клеток, представляет собой автономную гибель клеток, основанную на генетической программе. Члены семейства Bcl-2 проявляют свои эффекты через путь митохондриального апоптоза, который играет ключевую роль в путях апоптоза. До сих пор члены семейства Bcl-2 можно разделить на антиапоптотические (включая Bcl-2, Bcl-xL) и проапоптотические подмножества (включая Bax, Bak, Bid, Bad, Bim и т. Д.) В соответствии с их структуры и функции. Члены семейства Bcl-2 обладают гомологией в 1–4 консервативных областях, которые обозначены как домены гомологии Bcl-2 (BH) Bh2, Bh3, Bh4 и Bh5, соответственно.Среди них домен Bh4 с амфипатической α-спиральной структурой играет важную роль в апоптозе, опосредуя взаимодействие между членами семейства Bcl-2. После того, как клетки подвергаются воздействию апоптотических стимулов, белок Bh4-only и другие регуляторы перемещаются в митохондрии, где они способствуют высвобождению проапоптотических факторов (включая цитохром C, Smac / DIABLO, AIF и эндонуклеазу G) путем изменения митохондрий. проницаемость.

    PUMA (модулятор апоптоза с повышенной экспрессией p53), мощный проапоптотический белок, является членом Bh4-only подгруппы белков семейства Bcl-2.После воздействия множества апоптотических стимулов экспрессия внутриклеточной PUMA будет увеличиваться. Домен Bh4 PUMA непосредственно взаимодействовал с антиапоптотическими членами семейства Bcl-2, ингибируя взаимодействие с проапоптотическими молекулами. Таким образом, было высказано предположение, что PUMA является наиболее потенциальным регулятором, запускающим апоптоз [11,12]. PUMA индуцировал апоптоз клеток с помощью следующих трех механизмов: (i) прямое связывание и олигомеризация Bax / Bak, что приводит к конформационным изменениям и митохондриальной транслокации, наконец, изменяя исходный «ген мембранного канала»; (ii) косвенную активацию Bax и / или Bak путем освобождения их от ингибирующего действия антиапоптотического Bcl-2 / Bcl-xL; (iii) связывание с Bcl-xL, которое высвобождает p53 для непосредственной активации Bax.Эти пути увеличивают проницаемость митохондриальной мембраны и высвобождение проапоптотических факторов и, наконец, инициируют апоптоз клеток. PUMA является важным апоптотическим медиатором p53-зависимых и -независимых путей [13] и, как сообщается, имеет потенциальный сайт связывания для p53 в его промоторной области. В p53-зависимом пути апоптоза, в течение нескольких часов после стимулов апоптоза, p53 был задействован в p53-чувствительном элементе, и, кроме того, были индуцированы транскрипция и трансляция PUMA [14,15].Между тем, PUMA может индуцироваться другими регуляторами независимо от р53, такими как глюкокортикоиды [16], фактор транскрипции E2F1 [17] и киназа c-Jun [18]. Несколько исследований показали, что PUMA играет важную роль в опухолях [19], гипоксии сосудов головного мозга и миокарде, реоксигенации [20,21] и клеточном апоптозе нескольких клеточных линий. Следовательно, PUMA может быть эффективной мишенью для лечения рака.

    В настоящем исследовании мы обрабатывали клетки колоректального рака человека HT-29 и LoVo с помощью тау-белка, что привело к подавлению пролиферации клеток и индукции апоптоза в обеих клеточных линиях.Результаты показали, что PUMA играет решающую роль в пути апоптоза, индуцированного тау-белком в клетках колоректального рака человека, и тау-белок может быть полезен при выборе терапевтических мишеней для p53-дефицитного колоректального рака.

    Материалы и методы

    Реактивы и антитела

    Тау был приобретен у Sigma (Сент-Луис, США). Среда RPMI-1640, среда Игла, модифицированная Дульбекко (DMEM), и фетальная бычья сыворотка были приобретены у Gibco (Гейтерсбург, США).Набор для обратной транскрипции кДНК был приобретен в Thermo Scientific (Уолтем, США). Поликлональное антитело против GAPDH (TA-08), моноклональное антитело против Bcl-2 (sc-783) и моноклональное антитело против Bax (sc-526) были приобретены в Санта-Круз (Санта-Круз, США). Поликлональные антитела против PUMA (# Q9BXh2-4976) были приобретены в Cell Signaling Technology (Беверли, США). Конъюгированные с пероксидазой хрена (HRP) козьи антимышиные IgG (ZDR-5307) и козьи антикроличьи IgG (ZDR-5306) были приобретены в Beijing ZSGB-Bio Company (Пекин, Китай).

    Клеточные линии и животные

    Клетки рака толстой кишки человека LoVo (p53 + / + ), эпителиальные клетки почек человека 293T и клетки рака толстой кишки человека HT-29 (p53 — / — ) были получены из банка клеток коллекции типовых культур Китайской академии. наук (Шанхай, Китай) и культивировали в среде DMEM и RPMI-1640, содержащей 10% фетальной бычьей сыворотки, соответственно. Все клеточные линии поддерживали при 37 ° C с 5% CO 2 . Бестактные мыши без патогенов, специфические для самок (BALB / C) (сертификат No.HNASLKJ20121369), возрастом 4 недели, были приобретены у Hunan Slack King of Laboratory Animal (Чанша, Китай) и содержались в шкафу с ламинарным потоком (Su net Aetna, Сучжоу, Китай) на факультете зоотехники Наньчанского университета при постоянной температуре. , постоянная влажность и стерильная среда.

    Медикаментозное лечение

    Все клеточные линии обрабатывали градиентом концентрации тау-белка (10–160 мМ, растворенного в среде без фетальной бычьей сыворотки) в течение различных периодов времени.Клетки, обработанные 4 мкг / мл цисплатина (DDP), использовали в качестве положительного контроля.

    Анализ пролиферации клеток

    Рост клеток определяли с помощью анализа 3- (4,5-диметилтиазол-2-ил) -2,5-дифенилтетразолийбромида (МТТ) Sigma (Сент-Луис, США). Вкратце, 5000-8000 клеток на лунку высевали в 96-луночный культуральный планшет в четырех повторностях для каждой группы. После инкубации в течение ночи клетки обрабатывали различными концентрациями тау-белка (10–160 мМ) и инкубировали в течение 24, 48 и 72 часов соответственно.Реагент МТТ [20] добавляли в каждую лунку в концентрации 5 мг / мл, и смесь инкубировали еще 4 часа. Кристаллы формазана, образованные жизнеспособными клетками, затем растворяли в 150 мкл диметилсульфоксида и значения оптической плотности измеряли при 490 нм. Степень ингибирования рассчитывалась следующим образом:

    $$ \ eqalign {& \ hbox {Inhibition} \; \ hbox {rate} (\%) = (1 — \ hbox {абсорбция} \; \ hbox {of} \; \ hbox {эксперимент} \; \ hbox {эксперимент} \; \ cr & \ qquad \ qquad \ hbox {group} / \ hbox {абсорбция} \; \ hbox {of} \; \ hbox {} \; \ hbox { control} \; \ hbox {group}) \ times 100 \%} $$

    Анализ проточной цитометрии

    Апоптоз анализировали путем обнаружения экстернализации фосфатидилсерина с помощью проточной цитометрии.Использовали двухцветный анализ с использованием двойного окрашивания аннексином V / PI, меченным флуоресцеинизотиоцианатом (FITC) (набор Annexin V-FITC / PI был продуктом Nanjing Key-GEN BioTECH Co., Нанкин, Китай). После обработки тау-белка в течение 48 ч собирали 1–5 × 10 5 клеток, суспендировали в 500 мкл связывающего буфера и инкубировали с FITC-меченным аннексином V (BioLegend, Сан-Диего, США) и йодидом пропидия (PI) для 15 мин в темноте при комнатной температуре. Затем апоптоз анализировали с помощью сортировки клеток, активируемой флуоресценцией (Becton Dickinson, Franklin Lakes, США).

    Hoechst 33342 окрашивание

    Клеточную суспензию высевали в 12-луночный планшет из расчета 1 × 10 5 клеток на лунку. На следующий день клетки обрабатывали 80 мМ тау-белка в течение 48 часов. Всего 500 мкл Hoechst 33342 (Beyotime, Хаймен, Китай) добавляли в каждую лунку и инкубировали в течение 20–30 мин при 37 ° C в темноте. Наконец, несвязанный краситель удаляли и морфологию апоптотических клеток наблюдали с помощью флуоресцентного микроскопа (Olympus, Токио, Япония).

    Анализ полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией

    Тотальную РНК обычно экстрагировали с использованием Trizol (Invitrogen, Carlsbad, USA). Концентрацию и чистоту РНК измеряли с помощью измерителя для количественного определения нуклеиновых кислот Eppendorf. Затем целостность РНК наблюдали после гель-электрофореза. GAPDH использовался в качестве внутреннего контроля. Уровни экспрессии PUMA , Bax и Bcl-2 определяли с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР).Праймеры для PUMA , Bax , Bcl-2 и GAPDH перечислены в таблице 1 . Продукты амплификации ПЦР анализировали электрофорезом в 1,5% агарозном геле. Изображения геля были сделаны для анализа шкалы серого ремешка. Были обнаружены значения оптической плотности (OD) генов-мишеней и соответствующих продуктов GAPDH в каждой группе. Статистически проанализировано соотношение между целевым геном и GAPDH .

    Таблица 1.

    Последовательности праймеров для ОТ-ПЦР

    Ген . Последовательность праймера (F / R) . Длина изделия (п.н.) .
    ПУМА 5′-CCTCAGCCCTCGCTCTCGC-3 ‘/
    5′-CCGATGCTGAGTCCATCAGC-3′
    559
    5′-AGGCACCCAGGGTGATGCAA-3 ‘ 304
    Bax 5′-TTGCTTCAGGGTTTCATCCA-3′ /
    5′-CAGCCTTGAGCACCAGTTTG 5′-CAGCCTTGAGCACCAGT8367 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 GGCTCTCCAGAACATCAT-3 ‘/
    5′-CACCTGGTGCTCAGTGTA-3′
    241
    GAPDH 5′-TCACCATCTTCCAGGAGCGAG-3 ‘-07 907 907 907 TGACTCCAGGTCGAG-3’ / 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 908
    Ген . Последовательность праймера (F / R) . Длина изделия (п.н.) .
    ПУМА 5′-CCTCAGCCCTCGCTCTCGC-3 ‘/
    5′-CCGATGCTGAGTCCATCAGC-3′
    559
    5′-AGGCACCCAGGGTGATGCAA-3 ‘ 304
    Bax 5′-TTGCTTCAGGGTTTCATCCA-3′ /
    5′-CAGCCTTGAGCACCAGTTTG 5′-CAGCCTTGAGCACCAGT8367 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 GGCTCTCCAGAACATCAT-3 ‘/
    5′-CACCTGGTGCTCAGTGTA-3′
    241
    GAPDH 5′-TCACCATCTTCCAGGAGCGAG-3′-907 907 907 TGATCCAGGAGTCGAG-3 ‘-907 907 907 TGATTCCAGGAGCGAG-3’ / 907 .

    Последовательности праймеров для ОТ-ПЦР

    BGGGGT
    Ген . Последовательность праймера (F / R) . Длина изделия (п.н.) .
    ПУМА 5′-CCTCAGCCCTCGCTCTCGC-3 ‘/
    5′-CCGATGCTGAGTCCATCAGC-3′
    559
    5′-AGGCACCCAGGGTGATGCAA-3 ‘ 304
    Bax 5′-TTGCTTCAGGGTTTCATCCA-3′ /
    5′-CAGCCTTGAGCACCAGTTTG 5′-CAGCCTTGAGCACCAGT8367 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 GGCTCTCCAGAACATCAT-3 ‘/
    5′-CACCTGGTGCTCAGTGTA-3′
    241
    GAPDH 5′-TCACCATCTTCCAGGAGCGAG-3 ‘-07 907 907 907 TGACTCCAGGTCGAG-3’ / 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 907 908
    Ген . Последовательность праймера (F / R) . Длина изделия (п.н.) .
    ПУМА 5′-CCTCAGCCCTCGCTCTCGC-3 ‘/
    5′-CCGATGCTGAGTCCATCAGC-3′
    559 3
    5′-AGGCACCCAGGGTGATGCAA-3 ‘ 304
    Bax 5′-TTGCTTCAGGGTTTCATCCA-3′ /
    5′-CAGCCTTGAGCACCAGTTTG 5′-CAGCCTTGAGCACCAGT8367 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 GGCTCTCCAGAACATCAT-3 ‘/
    5′-CACCTGGTGCTCAGTGTA-3′
    241
    GAPDH 5′-TCACCATCTTCCAGGAGCGAG-3 ‘-907 907 907 TGACTCCAGGAGCGAG-3’ -907 907 907 TGATTCCAGGAGCGAG-3 ‘-907 907 907 907 907 907 908 блот анализ

    Общий белок экстрагировали из обработанных клеток в каждой группе.После количественного определения реагента для анализа белка BCA (Pierce, Rockford, США) и электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия образец белка был электропереносом на поливинилидендифторидную мембрану (Millipore, Массачусетс, США). Мембраны инкубировали с первичными антителами, а затем со вторичными антителами. Наконец, белковые сигналы были обнаружены с помощью усиленной системы обнаружения хемилюминесценции (Pierce). Серые полосы белков сканировали с помощью Image-Pro Plus 6.0. Анализировали экспрессию относительно GAPDH.

    Спектрофотометрический анализ

    Активность каспазы-9 и каспазы-3 в раковых клетках толстой кишки определяли спектрофотометрическим методом. Анализ проводился согласно инструкции набора (Beyotime).

    Анализ переходной трансфекции

    PUMA -специфическая миРНК (5′-GGGUCCUGUACAAUCUCAUTT-3 ‘, 5′-AUGAGAUUGUACAGGACCCTT-3’) была разработана и синтезирована Shanghai GenePharma Company (Шанхай, Китай) в соответствии с последовательностью кДНК человека.После трансфекции миРНК PUMA (si-PUMA) в клетки LoVo с помощью липофектамина 2000 (Invitrogen) было обнаружено влияние тау-белка на апоптоз клеток LoVo и изменения относительной экспрессии.

    In vivo Исследования тау-белка на моделях подкожных опухолей

    Четырехнедельным самкам голых мышей (по четыре в каждой группе) подкожно вводили 0,2 мл клеток LoVo и HT-29 (5,0 × 10 7 клеток / мл) в правый и левый бок. Голых мышей обрабатывали каждые 48 часов семь раз, когда диаметр опухолевой ткани составлял ~ 2-3 мм.Мы получили пять групп: контроль (внутрибрюшинное введение 0,1 мл), группа низких доз тау (внутрибрюшинное введение 0,1 мл тау, 50 мг / кг), группа средней дозы тау (внутрибрюшинное введение 0,1 мл тау, 100 мг / кг). ), группа высоких доз тау (внутрибрюшинная инъекция 0,1 мл тау, 200 мг / кг) и группа положительного контроля (внутрибрюшинная инъекция 0,1 мл DDP, 5 мг / кг). Объемы опухоли измеряли каждые 5 дней. Через 25 дней мышей умерщвляли и измеряли вес опухолей.

    Статистический анализ

    Результаты выражены как среднее ± стандартное отклонение.Данные были проанализированы с помощью теста одностороннего дисперсионного анализа с помощью программного обеспечения SPSS 17.0. P <0,05 считалось статистически значимым.

    Результаты

    Тау-белок подавляет пролиферацию в клетках LoVo и HT-29, но не в клетках 293T

    Чтобы исследовать потенциальное ингибирование роста клеток тау-белком при раке толстой кишки, мы сначала исследовали влияние тау-белка на пролиферацию клеток LoVo и HT-29. Тау значительно ингибировал рост клеток в обеих линиях раковых клеток зависимым от концентрации и временем образом ( рис.1 А, В ). Через 24 и 72 часа IC 50 тау-белка для клеток LoVo и HT-29 составляли 627,88, 297,81, 161,31, 253,69, 62,57 и 45,66 мМ соответственно. Вычисляя значения IC 50 , мы показали, что ингибирующий эффект тау-белка был более очевиден на раковых клетках p53 — / — , чем на раковых клетках p53 + / + . Чтобы устранить токсичность тау-белка для роста клеток, клетки эпителия почек 293Т использовали в качестве контроля с той же дозой и временем обработки. Результаты показали, что тау-белок даже в самой высокой дозе 160 мМ не влиял на жизнеспособность клеток 293T ( рис.1С ).

    Рисунок 1.

    Тау ингибирует рост раковых клеток в клетках колоректального рака человека in vitro , но не в клетках 293T Клетки обрабатывали различными концентрациями тау-белка (10–160 мМ) в течение указанного времени (24, 48 и 72 ч) с последующей оценкой степени ингибирования с помощью МТТ-анализа. Данные были выражены как среднее значение ± стандартное отклонение трех независимых экспериментов. ** P <0,01 по сравнению с группой 0 мМ тау-белка. (A) Клетки LoVo.(B) клетки HT-29. (C) значения ОП 293Т клеток.

    Рисунок 1.

    Тау ингибирует рост раковых клеток в клетках колоректального рака человека in vitro , но не в клетках 293T Клетки обрабатывали различными концентрациями тау-белка (10–160 мМ) в течение указанного времени (24 , 48 и 72 ч) с последующей оценкой степени ингибирования с помощью МТТ-анализа. Данные были выражены как среднее значение ± стандартное отклонение трех независимых экспериментов. ** P <0,01 по сравнению с группой 0 мМ тау-белка.(A) Клетки LoVo. (B) клетки HT-29. (C) значения ОП 293Т клеток.

    Тау индуцирует апоптоз в клетках LoVo и HT-29

    FITC Аннексин-V / PI проводили двойное окрашивание для изучения скорости апоптоза обеих клеточных линий, обработанных тау-белком. После обработки тау-белком в течение 48 часов скорость ингибирования в обоих типах клеток была значительно увеличена в зависимости от концентрации, и проапоптотический эффект тау-белка был более значительным в раковых клетках p53 — / — , чем в раковых клетках p53 . + / + раковых клеток ( рис.2A – D ). Для определения морфологии апоптотических клеток после обработки тау-белком (80 мМ) проводили флуоресцентное окрашивание Hoechst 33342. Необработанные клетки, окрашенные Hoechst 33342, имели круглое светло-голубое ядро ​​с высокой плотностью клеток. Напротив, клетки, обработанные тау-белком, обладали меньшей плотностью клеток и большим количеством апоптотических клеток с плотным окрашиванием. Наблюдали типичный признак апоптоза, такой как апоптоз тельца (, фиг. 2E, ).

    Рисунок 2.

    Тау индуцирует апоптоз клеток в клетках LoVo и HT-29 Клетки LoVo и HT-29 обрабатывали тау (40, 80 и 160 мМ) в течение 48 часов, и апоптотические клетки анализировали с помощью проточной цитометрии. .(A) Статистический анализ скорости апоптоза клеток LoVo. (B) Статистический анализ скорости апоптоза клеток HT-29. (C) Скорость апоптоза различных групп клеток LoVo. (а) Контрольная группа. (б) Тау 40 мМ. (c) Тау 80 мМ. (d) Тау 160 мМ. (D) Скорость апоптоза различных групп клеток HT-29. (а) Контрольная группа. (б) Тау 40 мМ. (c) Тау 80 мМ. (d) Тау 160 мМ. Данные трехкратных экспериментов были собраны на гистограмме ( n = 3). ** P <0,01 по сравнению с контрольной группой.(E) Изменение морфологии клеток рака толстой кишки человека по Hoechst33342 (увеличение × 200). (а) Контрольная группа клеток LoVo. (b) Группа клеток LoVo с тау 80 мМ. (c) Контрольная группа клеток HT-29. (d) Группа клеток HT-29 тау 80 мМ.

    Рисунок 2.

    Тау индуцирует апоптоз клеток в клетках LoVo и HT-29 Клетки LoVo и HT-29 обрабатывали тау-белком (40, 80 и 160 мМ) в течение 48 часов, и апоптотические клетки анализировали проточным методом. цитометрия. (A) Статистический анализ скорости апоптоза клеток LoVo.(B) Статистический анализ скорости апоптоза клеток HT-29. (C) Скорость апоптоза различных групп клеток LoVo. (а) Контрольная группа. (б) Тау 40 мМ. (c) Тау 80 мМ. (d) Тау 160 мМ. (D) Скорость апоптоза различных групп клеток HT-29. (а) Контрольная группа. (б) Тау 40 мМ. (c) Тау 80 мМ. (d) Тау 160 мМ. Данные трехкратных экспериментов были собраны на гистограмме ( n = 3). ** P <0,01 по сравнению с контрольной группой. (E) Изменение морфологии клеток рака толстой кишки человека по Hoechst33342 (увеличение × 200).(а) Контрольная группа клеток LoVo. (b) Группа клеток LoVo с тау 80 мМ. (c) Контрольная группа клеток HT-29. (d) Группа клеток HT-29 тау 80 мМ.

    Тау индуцирует экспрессию гена, связанного с апоптозом

    Результаты анализа RT-PCR показали, что экспрессия гена PUMA значительно повышалась в обеих клетках с увеличением концентрации тау-белка. Для других генов, связанных с апоптозом, экспрессия Bax была повышена, в то время как Bcl-2 была подавлена, а отношения Bax / Bcl-2 были увеличены ( фиг.3 ).

    Фигура 3.

    RT-PCR анализ PUMA , Bax, и Bcl-2 в клетках рака толстой кишки человека Экспрессия мРНК (A) в клетках LoVo. (а) Анализ ОТ-ПЦР PUMA , Bax, и Bcl-2 в клетках LoVo, обработанных тау-белком. (b – d) Относительные уровни экспрессии мРНК PUMA , Bax, и Bcl-2 в клетках LoVo, нормированные на экспрессию GAPDH .Относительный уровень экспрессии мРНК в контрольной группе был задан равным 1. (e) Изменения соотношений Bax / Bcl-2 в клетках LoVo. Отношение в контрольной группе было задано равным 1. (B) экспрессия мРНК в клетках HT-29. (а) Анализ ОТ-ПЦР PUMA , Bax, и Bcl-2 в клетках HT-29, обработанных тау-белком. (b – d) Относительные уровни экспрессии PUMA, Bax, и Bcl-2 в клетках HT-29, нормированные на экспрессию GAPDH . Относительный уровень экспрессии мРНК в контрольной группе был установлен на 1.(e) Изменения соотношений Bax / Bcl-2 в клетках HT-29. Отношение в контрольной группе было задано равным 1. Значения выражены как среднее ± стандартное отклонение ( n = 3). * P <0,05 по сравнению с контрольной группой.

    Фигура 3.

    Анализ ОТ-ПЦР PUMA , Bax, и Bcl-2 в клетках рака толстой кишки человека Экспрессия мРНК (A) в клетках LoVo. (а) Анализ ОТ-ПЦР PUMA , Bax, и Bcl-2 в клетках LoVo, обработанных тау-белком.(b – d) Относительные уровни экспрессии мРНК PUMA , Bax, и Bcl-2 в клетках LoVo, нормированные на экспрессию GAPDH . Относительный уровень экспрессии мРНК в контрольной группе был задан равным 1. (e) Изменения соотношений Bax / Bcl-2 в клетках LoVo. Отношение в контрольной группе было задано равным 1. (B) экспрессия мРНК в клетках HT-29. (а) Анализ ОТ-ПЦР PUMA , Bax, и Bcl-2 в клетках HT-29, обработанных тау-белком.(b – d) Относительные уровни экспрессии PUMA, Bax, и Bcl-2 в клетках HT-29, нормированные на экспрессию GAPDH . Относительный уровень экспрессии мРНК в контрольной группе был задан равным 1. (e) Изменения соотношений Bax / Bcl-2 в клетках HT-29. Отношение в контрольной группе было задано равным 1. Значения выражены как среднее ± стандартное отклонение ( n = 3). * P <0,05 по сравнению с контрольной группой.

    Вестерн-блоттинг был проведен для изучения изменений экспрессии молекул апоптоза на уровне белка.Обе клеточные линии, обработанные тау-белком, показали увеличение PUMA и Bax и снижение Bcl-2. Таким образом, отношения Bax / Bcl-2 были увеличены ( рис. 4 ).

    Рисунок 4.

    Вестерн-блоттинг PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках рака толстой кишки человека (A) Экспрессия белка в клетках LoVo. (а) Вестерн-блоттинг PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках LoVo, обработанных тау-белком. (b – d) Относительные уровни экспрессии белков PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках LoVo, нормированные на экспрессию GAPDH.Относительные уровни экспрессии белков в контрольной группе были заданы равными 1. (e) Изменения соотношений Bax / Bcl-2 в клетках LoVo. Соотношение в контрольной группе было задано равным 1. (B) Экспрессия белка в клетках HT-29. (а) Вестерн-блоттинг PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках HT-29, обработанных тау-белком. Антитело PUMA также перекрестно реагирует с полосой 18 кДа неизвестного происхождения. (b – d) Относительные уровни экспрессии белков PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках HT-29, нормированные на белок GAPDH. Относительные уровни экспрессии белков в контрольной группе были предварительно установлены на 1.(e) Изменения соотношений Bax / Bcl-2 в клетках HT-29. Отношения в контрольной группе были предварительно установлены на 1. Значения выражены как среднее ± стандартное отклонение ( n = 3). * P <0,05 по сравнению с контрольной группой.

    Рис. 4.

    Вестерн-блот-анализ PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках рака толстой кишки человека (A) Экспрессия белка в клетках LoVo. (а) Вестерн-блоттинг PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках LoVo, обработанных тау-белком. (b – d) Относительные уровни экспрессии белков PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках LoVo, нормированные на экспрессию GAPDH.Относительные уровни экспрессии белков в контрольной группе были заданы равными 1. (e) Изменения соотношений Bax / Bcl-2 в клетках LoVo. Соотношение в контрольной группе было задано равным 1. (B) Экспрессия белка в клетках HT-29. (а) Вестерн-блоттинг PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках HT-29, обработанных тау-белком. Антитело PUMA также перекрестно реагирует с полосой 18 кДа неизвестного происхождения. (b – d) Относительные уровни экспрессии белков PUMA, Bax и Bcl-2 в клетках HT-29, нормированные на белок GAPDH. Относительные уровни экспрессии белков в контрольной группе были предварительно установлены на 1.(e) Изменения соотношений Bax / Bcl-2 в клетках HT-29. Отношения в контрольной группе были предварительно установлены на 1. Значения выражены как среднее ± стандартное отклонение ( n = 3). * P <0,05 по сравнению с контрольной группой.

    Активность каспазы-9 и каспазы-3 в контрольной группе была установлена ​​на 1. Спектрофотометрический анализ показал, что активности каспазы-9 и каспазы-3 в клетках LoVo и HT-29 были значительно увеличены после обработки тау-белком ( рис. 5 ).

    Рисунок 5.

    Тау активирует активность каспаз в клетках толстой кишки человека (A) Клетки LoVo обрабатывали тау (40, 80 и 160 мМ) в течение 48 часов, и активность каспазы-9 анализировали спектрофотометрическим анализом. (B) Активность каспазы-3 в клетках LoVo. (C) Активность каспазы-9 в клетках HT-29. (D) Активность каспазы-3 в клетках HT-29. Дата выражается как среднее значение ± стандартное отклонение ( n = 3). * P <0,05 по сравнению с контрольной группой.

    Рисунок 5.

    Тау активирует активность каспаз в клетках толстой кишки человека (A) Клетки LoVo обрабатывали тау (40, 80 и 160 мМ) в течение 48 часов, и активность каспазы-9 анализировали спектрофотометрическим анализом.(B) Активность каспазы-3 в клетках LoVo. (C) Активность каспазы-9 в клетках HT-29. (D) Активность каспазы-3 в клетках HT-29. Дата выражается как среднее значение ± стандартное отклонение ( n = 3). * P <0,05 по сравнению с контрольной группой.

    Эффект тау-белка на клетки LoVo после небольшого интерферирующего РНК-специфического подавления экспрессии PUMA

    После небольшого интерферирующего РНК (siRNA) -специфического вмешательства в экспрессию PUMA клетки LoVo обрабатывали 80 мМ тау-белка в течение 48 часов, а затем использовали для анализа скорости апоптоза.Результаты показали, что скорость апоптоза была значительно ниже на ранней / поздней стадии в группе si-PUMA, чем в контрольной группе, тогда как скорость апоптоза увеличивалась примерно на 2% на поздней стадии в группе si-PUMA + Tau, по сравнению с контрольной группой, что может быть связано с токсичностью липофектамина 2000. Скорость раннего / позднего апоптоза была значительно выше в группе si-PUMA + Tau, чем в группе si-PUMA ( Рис. 6A , В ). Разница в скорости раннего апоптоза у группы si-PUMA + Tau была значительной по сравнению с таковой в группе 80 мМ тау-белка ( рис.2С ). После специфического вмешательства в экспрессию PUMA в клетках LoVo экспрессия белков PUMA и Bax снижалась, в то время как экспрессия белка Bcl-2 повышалась в группе si-PUMA. После подавления PUMA клетки LoVo непрерывно обрабатывали 80 мМ тау-белка. Результаты показали, что по сравнению с группой si-PUMA экспрессия белков PUMA и Bax была повышена, в то время как экспрессия белка Bcl-2 была понижена в группе si-PUMA + Tau ( рис.6C, D ).

    Рисунок 6.

    Влияние тау-белка на клетки LoVo после siRNA-специфического подавления экспрессии PUMA (A) Данные трех повторных экспериментов были собраны на гистограмме. (B) Апоптотические клетки анализировали проточной цитометрией. (а) Контрольная группа. (б) Отрицательная группа (NC). (c) группа Si-PUMA. (г) группа си-ПУМА + Тау. Процент апоптотических клеток рассчитывали с помощью программного обеспечения WinMDI. ** P <0,01 по сравнению с контрольной группой; ## P <0.01 против группы si-PUMA. (C) Относительные уровни экспрессии белков PUMA, Bax и Bcl-2, нормированные на белок GAPDH. (D) Результаты вестерн-блоттинга. Значения выражены как среднее ± стандартное отклонение ( n = 3), * P <0,05 по сравнению с контрольной группой; # P <0,05 по сравнению с группой si-PUMA.

    Рисунок 6.

    Влияние тау-белка на клетки LoVo после siRNA-специфического подавления экспрессии PUMA (A) Данные трех повторных экспериментов собирали на гистограмме.(B) Апоптотические клетки анализировали проточной цитометрией. (а) Контрольная группа. (б) Отрицательная группа (NC). (c) группа Si-PUMA. (г) группа си-ПУМА + Тау. Процент апоптотических клеток рассчитывали с помощью программного обеспечения WinMDI. ** P <0,01 по сравнению с контрольной группой; ## P <0,01 по сравнению с группой si-PUMA. (C) Относительные уровни экспрессии белков PUMA, Bax и Bcl-2, нормированные на белок GAPDH. (D) Результаты вестерн-блоттинга. Значения выражены как среднее значение ± стандартное отклонение ( n = 3), * P <0.05 по сравнению с контрольной группой; # P <0,05 по сравнению с группой si-PUMA.

    Влияние тау-белка на рост клеток рака толстой кишки человека у мышей nude

    Чтобы изучить влияние тау-белка на рост клеток толстой кишки человека, мы провели моделирование экспериментов по терапии тау-белком на голых мышах. Бестимусным мышам подкожно инокулировали человеческие клетки LoVo и HT-29 толстой кишки. Когда диаметр опухолевой ткани составлял ~ 2-3 мм, для лечения ксенотрансплантатов мышей nude использовали тау и DDP.Мы измеряли объем опухоли каждые 5 дней и строили кривую роста ( рис. 7A, B ). Через 25 дней мышей умерщвляли, опухоли вырезали ( фиг. 7C, ) и измеряли вес опухолей. Результаты показали, что были значительные различия между группами клеток LoVo и HT-29, получавшими тау-белок 50 мг / кг, тау-100 мг / кг, 200 мг / кг, соответственно, и группами DDP 5 мг / кг в отношении среднего значения. объем опухоли и средний вес опухоли, как показано в таблице 2 . Скорость ингибирования увеличивалась с увеличением концентрации тау-белка, и ингибирующий эффект тау-белка был более очевидным в ксенотрансплантатах клеток HT-29-голых мышей, чем в клетках LoVo ( рис.7D ).

    Таблица 2.

    Средний объем опухоли, масса и степень ингибирования опухоли ксенотрансплантатами клеток толстой кишки человека после 25 дней лечения (| $ \ bar x $ | ± s , n = 4)

    ± 0,10 0,10 * ± 0,04 * ± 5,436
    Группы . Средний объем опухоли (см 3 )
    .
    Средний вес опухоли (г)
    .
    Степень ингибирования опухоли (%)
    .
    LoVo . HT-29 . LoVo . HT-29 . LoVo . HT-29 .
    Контроль 2,91 ± 0,21 2,93 ± 0,24 2,29 ± 0,18 2,30 ± 0,20
    Тау 503 903 903 2,73 * кг 2.50 ± 0,20 * 2,17 ± 0,20 * 2,08 ± 0,18 * 5,24 ± 0,38 9,57 ± 0,78 a
    Тау 100 мг / кг 2,03 ± 0,15 * 0,17 1,64 ± 0,14 * 1,44 ± 0,11 * 28,38 ± 2,04 37,39 ± 3,26 b
    Тау 200 мг / кг 1,70 ± 0,1233 * 1,09 ± 0,64 * 39.30 ± 2,97 52,61 ± 4,83 c
    DDP 5 мг / кг 1,33 ± 0,11 * 1,30 ± 0,09 * 0,56 ± 0,04 * 0,54 ± 0,04 * 0,54 ± 0,04 * 75,536 76,52 ± 5,71
    ± 0,10 0,10 * ± 0,04 * ± 5,43
    Группы . Средний объем опухоли (см 3 )
    .
    Средний вес опухоли (г)
    .
    Степень ингибирования опухоли (%)
    .
    LoVo . HT-29 . LoVo . HT-29 . LoVo . HT-29 .
    Контроль 2,91 ± 0,21 2,93 ± 0,24 2,29 ± 0,18 2,30 ± 0,20
    Тау 503 903 903 2,73 * кг 2.50 ± 0,20 * 2,17 ± 0,20 * 2,08 ± 0,18 * 5,24 ± 0,38 9,57 ± 0,78 a
    Тау 100 мг / кг 2,03 ± 0,15 * 0,17 1,64 ± 0,14 * 1,44 ± 0,11 * 28,38 ± 2,04 37,39 ± 3,26 b
    Тау 200 мг / кг 1,70 ± 0,1233 * 1,09 ± 0,64 * 39.30 ± 2,97 52,61 ± 4,83 c
    DDP 5 мг / кг 1,33 ± 0,11 * 1,30 ± 0,09 * 0,56 ± 0,04 * 0,54 ± 0,04 * 0,54 ± 0,04 * 76,52 ± 5,71
    Таблица 2.

    Средний объем опухоли, масса и степень ингибирования опухоли ксенотрансплантатами клеток толстой кишки человека после 25 дней лечения (⁠ | $ \ bar x $ | ± s , n = 4)

    * 1,64 ± 0,14 ± 0,11 *
    Группы . Средний объем опухоли (см 3 )
    .
    Средний вес опухоли (г)
    .
    Степень ингибирования опухоли (%)
    .
    LoVo . HT-29 . LoVo . HT-29 . LoVo . HT-29 .
    Контроль 2.91 ± 0,21 2,93 ± 0,24 2,29 ± 0,18 2,30 ± 0,20
    Тау 50 мг / кг 2,58 ± 0,23 * 2,50 2,1 2,08 ± 0,18 * 5,24 ± 0,38 9,57 ± 0,78 a
    Тау 100 мг / кг 2,03 ± 0,15 * 1,97 ± 0,133 * 28.38 ± 2,04 37,39 ± 3,26 b
    Тау 200 мг / кг 1,70 ± 0,12 * 1,49 ± 0,10 * 1,39 ± 0,10 * 1,09 ± 0,64,30 ± 2,9733 39 52,61 ± 4,83 c
    DDP 5 мг / кг 1,33 ± 0,11 * 1,30 ± 0,09 * 0,56 ± 0,04 * 0,54 ± 0,04 * 75,551 76
    * 1,64 ± 0,14 ± 0,11 *
    Группы . Средний объем опухоли (см 3 )
    .
    Средний вес опухоли (г)
    .
    Степень ингибирования опухоли (%)
    .
    LoVo . HT-29 . LoVo . HT-29 . LoVo . HT-29 .
    Контроль 2.91 ± 0,21 2,93 ± 0,24 2,29 ± 0,18 2,30 ± 0,20
    Тау 50 мг / кг 2,58 ± 0,23 * 2,50 2,1 2,08 ± 0,18 * 5,24 ± 0,38 9,57 ± 0,78 a
    Тау 100 мг / кг 2,03 ± 0,15 * 1,97 ± 0,133 * 28.38 ± 2,04 37,39 ± 3,26 b
    Тау 200 мг / кг 1,70 ± 0,12 * 1,49 ± 0,10 * 1,39 ± 0,10 * 1,09 ± 0,64,30 ± 2,9733 39 52,61 ± 4,83 c
    DDP 5 мг / кг 1,33 ± 0,11 * 1,30 ± 0,09 * 0,56 ± 0,04 * 0,54 ± 0,04 * 75,551 76

    Рисунок 7.

    Влияние тау-белка на рост клеток рака толстой кишки человека — ксенотрансплантаты голых мышей (A) Кривая роста опухоли у голых мышей, несущих клетки LoVo. (B) Кривая роста опухоли у мышей nude, несущих клетки HT-29. (C) Опухоли у мышей nude, несущих ксенотрансплантаты HT-29 клеток рака толстой кишки человека. (D) Скорости ингибирования опухоли, индуцированные тау-белком и DDP в ксенотрансплантатах клеток рака толстой кишки человека и голых мышей, а P <0,05 по сравнению с группой клеток LoVo 200 мг / кг тау-белка. b P <0.05 по сравнению с группой клеток LoVo в дозе 100 мг / кг тау-белка. c P <0,05 по сравнению с группой клеток LoVo 50 мг / кг тау-белка.

    Фиг. 7.

    Влияние тау-белка на рост клеток рака толстой кишки человека — ксенотрансплантаты голых мышей (A) Кривая роста опухоли у голых мышей, несущих клетки LoVo. (B) Кривая роста опухоли у мышей nude, несущих клетки HT-29. (C) Опухоли у мышей nude, несущих ксенотрансплантаты HT-29 клеток рака толстой кишки человека. (D) Степень ингибирования опухоли, индуцированная тау-белком и DDP в ксенотрансплантатах клеток рака толстой кишки человека — голых мышей, a P <0.05 по сравнению с группой клеток LoVo в дозе 200 мг / кг тау-белка. b P <0,05 по сравнению с группой клеток LoVo 100 мг / кг тау-белка. c P <0,05 по сравнению с группой клеток LoVo 50 мг / кг тау-белка.

    Обсуждение

    В настоящее время считается, что тау-белок оказывает противоопухолевый эффект, главным образом, посредством четырех молекулярных механизмов: (i) Тау-белок обладает повышающим эффективность и снижающим токсичность действием на химиотерапевтические препараты. Сообщалось, что тау-белок обладает повышающим эффективность и снижающим токсичность действием на циклофосфамид [22] и улучшает эффективность циклофосфамида при лечении лейкемии [23].Тау может улучшить противоопухолевую эффективность доксорубицина без усиления побочных эффектов [24]. (ii) Тау подавляет рост рака, улучшая антиоксидантную способность in vivo . В клетках меланомы B16F10 тау-белок может увеличивать активность супероксиддисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы и каталазы, снижать концентрацию АФК дозозависимым образом и дополнительно подавлять рост раковых клеток [25]. Кроме того, тау-белок может увеличивать активность СОД в тканях сердца и мозга мышей, что приводит к снижению содержания малонового диальдегида.(iii) Тау играет роль в иммунном отторжении рака путем усиления иммунной системы in vivo . Было показано, что тау-белок улучшает скорость пролиферации лимфоцитов крови и индекс пролиферации лимфоцитов селезенки у мышей с раком S 180 и в определенной степени увеличивает соотношение органа к телу селезенки и тимуса [26]. (iv) Тау подавляет рост рака, вызывая апоптоз в раковых клетках. Сообщалось, что медный комплекс с основанием Тау-Шиффа сильно ингибирует активность очищенных протеасом 20S и 26S в раке груди человека MDA-MB-231 и Т-клетках лейкемии Jurkat, что приводит к накоплению убиквитинированного белка и белков-мишеней протеасом p27 и Bax с последующей индукцией апоптоза [27].

    PUMA играет важную роль в апоптозе раковых клеток, вызванном лекарствами. Различные химиотерапевтические препараты могут активировать экспрессию PUMA, дополнительно вызывая апоптоз. Сообщалось, что DDP-индуцированная экспрессия PUMA зависит от времени и дозы, и ее влияние на индукцию апоптоза в клетках рака прямой кишки подавляется после антисмысловой липофекции [28]. Сейчас все большее внимание привлекают традиционные китайские лекарства. Было показано, что различные ингредиенты традиционных китайских лекарств обладают противоопухолевым действием, и их проапоптотическая роль тесно связана с экспрессией PUMA.Предыдущие исследования показали, что экспрессия PUMA увеличивалась во время индукции апоптоза аллицином в клетках LoVo рака толстой кишки. Когда экспрессия PUMA подавлялась, влияние аллицина на индукцию апоптоза значительно ослаблялось. Такие же результаты наблюдали Wang и др. . [29], которые лечили клетки LoVo рака толстой кишки полифенолом зеленого чая. В клетках рака предстательной железы LNCaP, обработанных вогонином, внутриклеточная экспрессия белка PUMA была увеличена [30].

    В настоящем исследовании противоопухолевый эффект тау-белка изучался с точки зрения апоптоза.Результаты показали, что тау-белок ингибирует пролиферацию клеток и индуцирует апоптоз клеток рака толстой кишки человека, а тау-белок может ингибировать рост опухоли в ксенотрансплантатах клеток рака толстой кишки человека — голых мышей. Мы дополнительно исследовали молекулярные механизмы апоптоза, индуцированного тау-белком, в раковых клетках. Результаты показали, что тау-белок, вероятно, повышал экспрессию PUMA, повышал экспрессию Bax и подавлял экспрессию Bcl-2, что в конечном итоге приводило к повышенной активности каспазы-3/9. Эти открытия обеспечивают новую молекулярную основу противоопухолевого эффекта тау-белка.Что еще более важно, наши результаты продемонстрировали, что тау-белок не снижает активность 293Т-клеток эмбриональной почки человека. Это наблюдение имеет важные последствия, потому что идеальный химиопрофилактический агент должен быть способен уничтожать раковые клетки, не оказывая при этом почти никакого токсического воздействия на нормальные клетки. Кроме того, тау-белок не только индуцировал апоптоз клеток, но также увеличивал экспрессию PUMA в клетках LoVo и HT-29 рака толстой кишки человека. Эти результаты предполагают, что эффект тау-белка на индукцию экспрессии PUMA не связан со статусом p53.Интересно, что тау-белок оказал более значительное влияние на ингибирование пролиферации и индукцию апоптоза в раковых клетках p53 — / — , чем в раковых клетках p53 + / + , и такой же результат был получен в раковых клетках толстой кишки человека — голые ксенотрансплантаты мышей. Детальный молекулярный механизм еще предстоит выяснить.

    С помощью РНКи мы наблюдали, что скорость апоптоза клеток LoVo снижалась в группе трансфекции si-PUMA. Дальнейшая обработка 80 мМ тау-белка привела к очевидному увеличению скорости апоптоза в клетках LoVo, но эффект увеличения был ниже, чем у 80 мМ тау-белка, обработанного отдельно.Когда белок PUMA был значительно подавлен в клетках LoVo группы si-PUMA, соответствующий уровень экспрессии белка Bax был существенно подавлен, а уровень экспрессии белка Bcl-2 значительно увеличился по сравнению с контрольной группой. Дальнейшая обработка 80 мМ тау-белка привела к небольшому повышению уровня белков PUMA и Bax и небольшому снижению уровня белка Bcl-2 в группе si-PUMA + Tau по сравнению с группой si-PUMA. Хотя тау-белок все еще увеличивал экспрессию PUMA в раковых клетках после экзогенного вмешательства со стороны si-PUMA, его повышающая регуляция (28% по сравнению с группой si-PUMA) была явно ниже, чем у 80 мМ тау-белка, обработанного отдельно (95.3% относительно группы си-ПУМА). Кроме того, был значительно снижен важный проапоптотический эффект тау-белка. Взятые вместе, эти результаты показали, что PUMA действует как ключевая молекула в апоптозе раковых клеток, индуцированном тау-белком, а тау-белок вызывает транскрипцию и трансляцию гена PUMA . Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы изучить, способствует ли тау-белок транскрипции гена PUMA посредством активации промотора PUMA или стимуляции экспрессии PUMA другими путями.

    Следовательно, скорость апоптоза клеток LoVo в нормальных условиях может быть существенно снижена путем трансфекции химически синтезированной si-PUMA. Первичным механизмом может быть тот факт, что si-PUMA ингибирует транскрипцию PUMA и эффективно препятствует его проапоптотической функции, что приводит к понижающей регуляции белка Bax и повышению регуляции белка Bcl-2, в конечном итоге предотвращая клеточную апоптоз в клетках LoVo. Эти данные дополнительно продемонстрировали, что PUMA является ключевой молекулой, которая опосредует индуцированный тау-белком апоптоз в клетках LoVo, и лечение si-PUMA устойчиво к действию тау-белка на индукцию апоптоза раковых клеток.Следовательно, люди могут воспользоваться трансдукцией Ad-PUMA чужеродным геном или стимуляцией химиотерапевтическими препаратами, чтобы соответствующим образом увеличить экспрессию PUMA, дополнительно улучшая противоопухолевый эффект тау-белка.

    В этом исследовании изучали противоопухолевое действие тау-белка на раковые клетки толстой кишки человека. Результаты показали, что тау-белок значительно ингибирует пролиферацию клеток рака толстой кишки и способствует возникновению апоптоза. Что касается молекулярных механизмов, тау-белок может вызывать апоптоз в раковых клетках двумя путями: (i) стимуляция повышенной экспрессии PUMA; и (ii) повышающая регуляция экспрессии проапоптотического гена Bax и понижающая регуляция экспрессии антиапоптотического гена Bcl-2 , что в конечном итоге приводит к повышенной активности каспазы-3/9.Результаты РНКи продемонстрировали, что PUMA является ключевой молекулой, которая опосредует апоптоз раковых клеток, индуцированный тау-белком. Кроме того, тау-белок оказывает очевидный эффект на ингибирование мутантных раковых клеток p53, предполагая, что тау-белок может активировать экспрессию гена PUMA в двух вышеупомянутых группах клеток, а тау-белок может активировать экспрессию гена PUMA . не зависит от статуса p53.

    Финансирование

    Работа поддержана грантами Национального фонда естественных наук Китая (30060029) и Фонда естественных наук провинции Цзянси (2010JXY0237).

    Список литературы

    1,,.

    Дегенерация сетчатки, связанная с дефицитом таурина у кошек

    ,

    Science

    ,

    1975

    , vol.

    188

    (стр.

    949

    951

    ) 2,,,,.

    Распределение 3 альфа, 6 альфа, 7 альфа, 12 альфа-тетрагидроксихоланоилтаурина в гепатобилиарной системе: субстрат для множественных канальцевых транспортеров

    ,

    Drug Metab Dispos

    ,

    2010

    , vol.

    38

    (стр.

    1723

    1730

    ) 3,,,,.

    Ингибирование натриевого тока координационным соединением таурин-магний предотвращает аритмию, вызванную хлоридом цезия

    ,

    Biol Trace Elem Res

    ,

    2012

    , vol.

    146

    (стр.

    192

    198

    ) 4,,,.

    Влияние Cordyceps sinensis и таурина по отдельности или в комбинации на стрептозотоцин-индуцированный диабет

    ,

    Food Chem Toxicol

    ,

    2012

    , vol.

    50

    (стр.

    1159

    1165

    ) 5,,.

    Таурин оказывает гипогликемический эффект у крыс с аллоксан-индуцированным диабетом, улучшает сигнальный путь транспорта глюкозы, опосредованный инсулином, в сердце и уменьшает сердечный оксидативный стресс и апоптоз

    ,

    Toxicol Appl Pharmacol

    ,

    2012

    , vol.

    258

    (стр.

    296

    308

    ) 6,,.

    Таурин предотвращает окислительное повреждение катарактогенеза, вызванного высоким содержанием глюкозы в изолированных хрусталиках крыс

    ,

    J Nutr Sci Vitaminol (Токио)

    ,

    2007

    , vol.

    53

    (стр.

    324

    330

    ) 7,,,,,,.

    Исследование механизма воздействия таурина на индуцированную стрептозотоцином диабетическую катаракту

    ,

    Чжунхуа Ян Кэ За Чжи

    ,

    2003

    , vol.

    39

    (стр.

    605

    609

    ) 8,,,.

    Серосодержащие неферментативные антиоксиданты: терапевтические средства против рака

    ,

    Front Biosci

    ,

    2012

    , vol.

    4

    (стр.

    722

    748

    ) 9,,,.

    Окислительный стресс при апоптозе и раке: обновление

    ,

    Arch Toxicol

    ,

    2012

    , vol.

    86

    (стр.

    1649

    1665

    ) 10,,,,,.

    Возрастающая роль тауролидина в терапии рака

    ,

    Ann Surg Oncol

    ,

    2010

    , vol.

    17

    (стр.

    1135

    1143

    ) 11.

    PUMA поражает Bax

    ,

    J Cell Biol

    ,

    2009

    , т.

    185

    (стр.

    189

    190

    ) 12,.

    Вклад мембранной локализации в апоптотическую активность PUMA

    ,

    Апоптоз

    ,

    2008

    , т.

    13

    (стр.

    87

    95

    ) 13,,,,,, и др.

    PUMA является важным медиатором p53-зависимых и -независимых путей апоптоза

    ,

    Cancer Cell

    ,

    2003

    , vol.

    4

    (стр.

    321

    328

    ) 14,.

    Транскрипционные мишени р53 в контроле апоптоза

    ,

    Biochem Biophys Res Commun

    ,

    2005

    , vol.

    331

    (стр.

    851

    858

    ) 15,,,,,, и др.

    Экспрессия Bbc3, проапоптотического гена, содержащего только Bh4, регулируется различными сигналами клеточной смерти и выживания

    ,

    Proc Natl Acad Sci USA

    ,

    2001

    , vol.

    98

    (стр.

    11318

    11323

    ) 16,,,,,, и др.

    p53- и лекарственные апоптотические ответы, опосредованные белками, содержащими только Bh4, Puma и Noxa

    ,

    Science

    ,

    2003

    , vol.

    302

    (стр.

    1036

    1038

    ) 17,.

    Повышающая регуляция белков Bcl-2 Homology 3 (Bh4) только с помощью E2F1 опосредует апоптоз

    ,

    J Biol Chem

    ,

    2004

    , vol.

    279

    (стр.

    8627

    8634

    ) 18,,,,,,.

    Взаимоисключающие подмножества белков, содержащих только Bh4, активируются сигнальными путями N-терминальной киназы / c-Jun p53 и c-Jun во время апоптоза кортикальных нейронов, индуцированного арсенитом

    ,

    Mol Cell Biol

    ,

    2005

    , vol.

    25

    (стр.

    8732

    8747

    ) 19,,.

    Обзор роли Puma, Noxa и Bim в онкогенезе, терапии и лекарственной устойчивости хронического лимфолейкоза

    ,

    Cancer Gene Ther

    ,

    2013

    , vol.

    20

    (стр.

    1

    7

    ) 20,,,,,.

    Ингибирующее действие модулятора апоптоза, регулируемого р53, направленного на siRNA, на апоптоз кардиомиоцитов, вызванный гипоксией / реоксигенацией, у крыс

    ,

    Cardiology

    ,

    2012

    , vol.

    122

    (стр.

    93

    100

    ) 21,,,,,, и др.

    PUMA регулирует радиочувствительность кишечных клеток-предшественников и желудочно-кишечный синдром

    ,

    Cell Stem Cell

    ,

    2008

    , vol.

    2

    (стр.

    576

    583

    ) 22,,,,.

    Эффекты синергизма и ослабления таурина на циклофосфамиде

    ,

    Ai Zheng

    ,

    2009

    , vol.

    28

    (стр.

    244

    248

    ) 23,,,,.

    Влияние таурина на функцию лейкоцитов

    ,

    Eur J Pharmacol

    ,

    2009

    , vol.

    616

    (стр.

    275

    280

    ) 24,,.

    Влияние таурина, нового биохимического модулятора, на противоопухолевую активность доксорубицина

    ,

    Biol Pharm Bull

    ,

    2009

    , vol.

    32

    (стр.

    1584

    1587

    ) 25,.

    Влияние таурина на антиоксидантную ферментную систему в клетках меланомы B16F10

    ,

    Adv Exp Med Biol

    ,

    2009

    , vol.

    643

    (стр.

    491

    499

    ) 26,,,.

    Исследование противоракового действия таурина на рак груди, вызванный 7,12-диметилбенз (а) антраценом (DMBA), у крыс

    ,

    Acta Nutr Sin

    ,

    2008

    , vol.

    30

    (стр.

    57

    60

    ) 27,,,,,,.

    Индукция апоптоза опухолевых клеток медным комплексом с тауриновым основанием Шиффа связана с ингибированием протеасомной активности

    ,

    Int J Mol Med

    ,

    2008

    , vol.

    22

    (стр.

    677

    682

    ) 28,,,,,, и др.

    Белок, содержащий только Bh4, PUMA, участвует в индуцированном оксалиплатином апоптозе в клетках рака толстой кишки

    ,

    Biochem Pharmacol

    ,

    2006

    , vol.

    71

    (стр.

    1540

    1550

    ) 29,,,,,, и др.

    Белок PUMA, содержащий только Bh4, участвует в апоптозе, индуцированном полифенолами зеленого чая, в клеточных линиях колоректального рака

    ,

    Cancer Biol Ther

    ,

    2008

    , vol.

    7

    (стр.

    902

    908

    ) 30,,,.

    Роль p53, PUMA и Bax в индуцированном вогонином апоптозе раковых клеток человека

    ,

    Biochem Pharmacol

    ,

    2008

    , vol.

    75

    (стр.

    2020

    2033

    )

    Заметки автора

    © Автор, 2014. Опубликовано редакцией ABBS совместно с Oxford University Press от имени Института биохимии и клеточной биологии Шанхайского института биологических наук Китайской академии наук.

    PUMA Protein — узнайте больше о науке и экспертах

    Проапоптотический
    PUMA и антиапоптотический фосфо-BAD высоко экспрессируются в колоректальных карциномах

    Болезни органов пищеварения и науки, 2007

    Соавторы: Mi R Kim, N.J. Ю, Ын Гу Чжон, Чон В. Ли, Боа Чэ, Ён Хва Сон, Сук В Нам, Чон И Ли, Сон Х. Ли

    Абстрактный:

    Несколько линий доказательств указывают на то, что наряду с нарушением регуляции роста изменение апоптоза играет ключевую роль в онкогенезе. PUMA , проапоптотический член семейства Bcl-2, опосредует р53-зависимый и -независимый апоптоз. BAD также является проапоптотическим членом семейства Bcl-2, и фосфорилирование BAD Белок ингибирует проапоптозную функцию BAD. Чтобы выяснить, является ли изменение экспрессии белка PUMA и фосфо-BAD (p-BAD) характеристиками колоректального рака человека, мы проанализировали экспрессию этих белков s в 103 карциномах толстой кишки с помощью иммуногистохимии.Кроме того, мы проанализировали мутацию домена гомологии 3 Bcl-2 (Bh4) гена PUMA , важного домена в функции апоптоза PUMA , по однонитевому конформационному полиморфизму (SSCP) в 98 колоректальных карциномах. Иммуноокрашивание p-BAD было обнаружено в 62 случаях (60,1%) из 103 карцином, тогда как оно не было обнаружено в нормальных эпителиальных клетках слизистой оболочки толстой кишки. PUMA Экспрессия белка была обнаружена как в раковых клетках, так и в нормальных клетках слизистой оболочки во всех 103 случаях.Однако раковые клетки показали более высокую интенсивность иммуноокрашивания PUMA , чем нормальные клетки тех же пациентов в 50,4% случаев. Не было ассоциации экспрессии p-BAD с экспрессией PUMA . Мутационный анализ не выявил мутации домена PUMA Bh4 при раке. Наши данные показали, что экспрессия как PUMA , так и p-BAD была увеличена в клетках колоректального рака, и предположили, что повышенная экспрессия этих белка s в злокачественных клетках колоректального эпителия по сравнению с нормальными эпителиальными клетками слизистой оболочки может, возможно, изменить регуляция гибели клеток при колоректальном онкогенезе.

    Активация Bax белком Puma, содержащим только Bh4, способствует клеточной зависимости от антиапоптотических членов семейства Bcl-2 | Журнал клеточной биологии

    До сих пор неясно, может ли белок Puma, содержащий только Bh4 (модулятор апоптоза, активируемый p53), приводить клетки к гибели и превращать антиапоптотические Bh4-связывающие гомологи Bcl-2, необходимые для выживания, благодаря своей способности напрямую взаимодействовать с проапоптотическим Bax и активировать Это. В этом исследовании мы предоставляем дополнительные доказательства, используя бесклеточные анализы, что домен Bh4 Puma связывает Bax в сайте активации, который включает первую спираль Bax.Мы также показываем, что у дрожжей Puma взаимодействует с Bax и запускает его убивающую активность, когда гомологи Bcl-2 отсутствуют, но не когда экспрессируется Bcl-xL. Наконец, эндогенная Puma участвует в апоптотическом ответе клеток колоректального рака человека на ингибитор Bcl-2 / Bcl-xL ABT-737, даже в условиях, когда экспрессия Mcl-1 подавляется. Таким образом, Puma способна запускать активность Bax сама по себе, тем самым способствуя клеточной зависимости от выживших членов семейства Bcl-2.

    Семейство белков Bcl-2 играет главную роль в регуляции апоптоза (Adams and Cory, 2007).Антиапоптотические члены млекопитающих включают Bcl-2, Bcl-xL или Mcl-1 и демонстрируют сохранение последовательности во всех четырех доменах гомологии Bcl-2 (Bh2-4). Они противостоят многодоменным проапоптотическим белкам, таким как Bax и Bak, которые имеют общие Bh2, -2 и -3, как и Bcl-2, и белкам, содержащим только Bh4 (например, Bid, Bim, Puma [p53 модулятор с повышенной регуляцией апоптоз], Bad и Noxa; Puthalakath and Strasser, 2002). Устойчивость мышиных клеток, лишенных как Bax, так и Bak, к индукции гибели клеток множественными стимулами, в том числе белками, содержащими только Bh4, означает, что антиапоптотические гомологи Bcl-2 способствуют выживанию за счет противодействия привлечению сигналов смерти и / или активности Bax / Bak. (Адамс и Кори, 2007).Эта активность по выживанию в значительной степени зависит от способности гомологов Bcl-2 взаимодействовать с доменами Bh4 белков Bax, Bak или Bh4-only (Petros et al., 2004). Таким образом, механизмы, с помощью которых гомологи Bcl-2 обеспечивают выживание, связаны с механизмами, посредством которых белки, содержащие только Bh4, индуцируют апоптоз выше Bax / Bak.

    Одна модель Bh4-индуцированного апоптоза предполагает, что высвобождения Bax / Bak из выживших гомологов Bcl-2 достаточно, чтобы способствовать гибели клеток (Willis et al., 2005, 2007; Адамс и Кори, 2007). Это достигается, когда сайты связывания Bh4 различных гомологов Bcl-2, которые немного различаются по структуре (Petros et al., 2004; Chen et al., 2005; Certo et al., 2006), заняты неразборчивыми Bh4- только белки (такие как Bid, Bim или Puma) или комбинацией более селективных (таких как Bad или Noxa). Эта модель не полностью интегрирует представление о том, что нативный Bax по существу инертен и что для того, чтобы этот белок убивал клетки, требуются существенные конформационные изменения (Lalier et al., 2007a): индукция Bax-зависимого апоптоза должна зависеть от некоторых Bax-активирующих сигналов. Другая модель апоптоза, индуцированного Bh4, предполагает, что такие сигналы предоставляются некоторыми белками, содержащими только Bh4: агонисты смерти, такие как Bid, Bim и, возможно, Puma, содержат домен Bh4, который может способствовать индуцированной лигандом активации Bax, и другим антагонистом выживания Bh4. -only белки (Bad и Noxa) позволяют этому процессу происходить, предотвращая связывание гомологов Bcl-2 агонистов смерти (Wang et al., 1996; Kuwana et al., 2002, 2005; Letai et al., 2002; Картрон и др., 2004а). Обоснованность этой модели также обсуждалась, поскольку было трудно продемонстрировать взаимодействие между эндогенными предполагаемыми агонистами смерти Bh4-only белками и Bax во время гибели клеток.

    Являются ли определенные белки, содержащие только Bh4, факторами, которые, независимо от антиапоптотических гомологов Bcl-2, приводят клетки к Bax-зависимой гибели клеток, является ключевым вопросом, касающимся биологии раковых клеток человека, поскольку (а) апоптотический ответ этих клеток, включая к белкам Bh4, как правило, в значительной степени зависит от Bax и гораздо меньше от Bak, чтобы быть эффективными, и (b) гомологи Bcl-2 высоко экспрессируются в этих клетках и вносят вклад в их аберрантное выживание (Letai, 2008).Эти данные, вместе с недавней разработкой низкомолекулярного ингибитора Bh4-связывающей активности Bcl-xL и Bcl-2 (ABT-737; Oltersdorf et al., 2005), позволяют своевременно идентифицировать белки, которые способствуют индукции гибели клеток, вызванной ингибированием гомологов Bcl-2.

    Пума является важным медиатором p53-зависимого и -независимого апоптоза in vivo (Jeffers et al., 2003; Villunger et al., 2003). Мы показали, что Puma и его домен Bh4, в частности, могут способствовать лиганд-индуцированной активации Bax (Cartron et al., 2004a). С тех пор это обсуждалось (Certo et al., 2006; Willis et al., 2007), хотя недавние данные свидетельствуют о том, что Puma является мощным активатором клеточного Bax и может действовать ниже антагонистических белков выживания Bh4 Bad и Нокса (Ким и др., 2006). В этом исследовании мы проанализировали природу взаимодействия между доменом Bh4 Puma и Bax, и мы исследовали, оказывает ли Puma активирующую функцию Bax независимо от гомологов Bcl-2 и постоянно ли Puma играет активную роль, когда смерть вызывается в раковых клетках человека ингибированием этих белков выживания.

    Мы ранее идентифицировали Puma как партнера по связыванию первой α-спирали Bax (Bax Hα1; остатки 20–37) из бактериального двухгибридного скрининга, и последующие двухгибридные анализы показали, что единственная область Bh4 Puma (остатки 127 -150) взаимодействует с Bax Hα1 и полноразмерным Bax (Cartron et al., 2004a). Чтобы исследовать, может ли Puma Bh4 взаимодействовать с клеточным Bax, мы использовали биотинилированный 24-мерный пептид (Biot-Puma Bh4 ), который включает этот домен.Анализы с понижением частоты после инкубации 1 мкМ Biot-Puma Bh4 с 500 мкг лизатов из клеток глиобластомы, экспрессирующих эндогенный Bax (Bax-экспрессирующая мультиформная глиобластома [GBM; BeGBM]), показали, что этот пептид связывается с эндогенным Bcl-xL, а также к Bax. Оба взаимодействия ингибировались избытком небиотинилированного пептида (рис. S1 A). В отсутствие конкурирующего пептида ~ 2% исходного Bax и 10% исходного Bcl-xL были удалены Biot-Puma Bh4 (неопубликованные данные).

    В двухгибридных анализах взаимодействие между Puma (или его единственным доменом Bh4) и Bax (или его первой α-спиралью) предотвращается изменением внутри Bax аспартата в положении 33 (т.е. Bax Hα1) в Ala (Cartron et al., 2004a). Чтобы подтвердить роль этого остатка во взаимодействии клеточного Bax с Puma Bh4, мы использовали клеточные лизаты, полученные из изначально Bax-дефицитных клеток GBM (BdGBM), которые были сконструированы для экспрессии Bax дикого типа, варианта BaxD33A или Bh4- мутированный вариант BaxK64A в качестве контроля (Cartron et al., 2004а). Bax и BaxK64A дикого типа, но не BaxD33A, разрушались Biot-Puma Bh4 , несмотря на сопоставимую экспрессию каждого белка в используемых лизатах (фиг. 1 A). Таким образом, D33 участвует во взаимодействии Puma Bh4 с Bax. Между прочим, это также демонстрирует специфичность взаимодействия, оцениваемую с помощью этого метода анализа.

    В рамках независимого подхода к картированию областей внутри N-концевого конца Bax, участвующего во взаимодействии с Puma Bh4, мы выполнили линейное сканирование пептидов, полученное на основе картирования эпитопов (Brix et al., 1999). Этот подход помог определить молекулярные мотивы, участвующие во взаимодействии между Bax и его митохондриальным рецептором, TOM22 (Bellot et al., 2007). Он основан на использовании нитроцеллюлозных мембран, на которых ковалентно связаны 12-мерные пептиды, перекрывающиеся 10 остатками и покрывающие последовательность Bax, заключенную между остатками 1–106. Мембраны инкубировали с Biot-Puma Bh4 , и присутствие пептидов, связанных с каждым пептидом Bax, выявляли с помощью авидин-связанной пероксидазы (рис.1 Б). Пептиды, содержащие остатки 25–36, 27–38 и 29–40, которые расположены на С-конце Bax Hα1, были сильно помечены Biot-Puma Bh4 . Другая область, которая охватывает остатки 89–100 и отображается на Bax Hα4, обнаруживает некоторое, хотя и более слабое взаимодействие с Biot-Puma Bh4 , но большинство других пептидов не обнаруживают взаимодействия. В совокупности эти данные показывают предпочтительное взаимодействие между Puma Bh4 и C-концевым концом Bax Hα1.

    Вышеупомянутое взаимодействие Puma Bh4-Bax Hα1 напоминает наше предыдущее исследование, показывающее, что пептид, охватывающий первую спираль Bax (Hα1 Bax ), может предотвращать взаимодействие между Puma и Bax, транслируемым in vitro (Cartron et al., 2004а). Аналогичным образом, избыток этого 20-мерного пептида, но не избыток мутантного пептида, несущего мутацию D33A, предотвращал взаимодействие между Biot-Puma Bh4 и клеточным Bax в анализах «pull-down» (фиг. S1 B). Мы сделали вывод из анализа Pepscan, что смежных остатков на C-конце Bax Hα1 может быть достаточно для взаимодействия с доменом Puma Bh4 и что более короткий пептид, включающий эти остатки, может также предотвращать взаимодействие между Puma Bh4 и клеточным Bax. Таким образом, мы проанализировали эффекты 7-мерного пептида (С-конец Hα1 [Hα1-Cter]; остатки 31–37) в анализах «pull-down».10 мкМ этого пептида ингибировали взаимодействие между Biot-Puma Bh4 и Bax из лизатов BeGBM (фиг. 1 C). Следует отметить, что он также ингибировал способность Biot-Puma Bh4 взаимодействовать с Bax, присутствующим в цитозольной фракции иммортализованных фибробластов крысы, тогда как мутантный 7-мерный пептид, несущий мутацию D33A, или другие 7-мерные пептиды, содержащие соседние остатки 25 –31 или остатки 92–98 — нет (неопубликованные данные).

    Мы использовали Hα1-Cter в качестве инструмента для исследования, объясняет ли взаимодействие Puma Bh4 с Bax способность первого стимулировать активность второго.Мы показали, что Puma Bh4 может индуцировать апоптотическое изменение конформации in vitro-транслируемого Bax и запускать его митохондриальную активность, тогда как неактиваторные пептиды, такие как Bad Bh4 , этого не делают (Cartron et al., 2004a). В экспериментах «доза-ответ» мы не обнаружили различий между эффективностью Puma Bh4 и другими предполагаемыми пептидами-активаторами Bh4 (такими как Bid Bh4 ) по влиянию на конформацию и активность Bax (рис. S1 C). Hα1-Cter ингибировал дозозависимым образом этот бесклеточный эффект Puma Bh4 на Bax, указывая на то, что он основан на физическом взаимодействии между двумя молекулами (рис.S1 D). Причина, по которой влияние Puma Bh4 на активность Bax было трудно обнаружить в других бесклеточных системах (Kuwana et al., 2005; Certo et al., 2006), еще предстоит выяснить. В рамках комплексного подхода к измерению апоптогенности Bax мы также измерили индукцию гибели клеток с помощью микроинъекции рекомбинантного Bax, который был предварительно инкубирован с различными пептидами. Эксперименты проводились на клетках глиобластомы человека, в которых экспрессия Bax избирательно подавлялась интерференцией РНК (GBM shBax; Manero et al., 2006), чтобы избежать вмешательства эндогенного Bax. В соответствии с предыдущими исследованиями (Cartron et al., 2003, 2004a), 100 нМ Puma Bh4 вызывали только слабую фоновую гибель клеток через 6 часов после его микроинъекции в GBM shBax, тогда как это вызывало значительную гибель клеток в контрольных клетках (GBM scramble [scr]; Рис. 2). Хотя микроинъекция 100 нМ рекомбинантного Bax сама по себе была в основном неэффективной для индукции гибели клеток в клетках GBM shBax, микроинъекция 100 нМ Bax, предварительно инкубированная со 100 нМ Puma Bh4 (в течение 60 минут при 37 ° C), действительно способствовала значительному развитию клеток. смерть (рис.2). Способность запускать индукцию Bax-индукции гибели клеток также была обнаружена для Bid Bh4 , но не наблюдалась для Bad Bh4 (рис. S1 E), что указывает на то, что эта краткосрочная система анализирует апоптогенность вводимого препарата в время микроинъекции. Hα1-Cter уменьшал способность Puma Bh4 способствовать гибели клеток в Bax-экспрессирующих клетках GBM scr (фиг. 2). Более того, когда этот пептид был добавлен к Puma Bh4 перед инкубацией с рекомбинантным Bax и микроинъекцией в клетки GBM shBax, не было обнаружено значительной гибели клеток, что указывает на то, что усиление активности Bax с помощью Puma Bh4 ингибируется Hα1-Cter ( Инжир.2). Важно отметить, что когда Hα1-Cter был добавлен к препарату для микроинъекций после того, как Bax был инкубирован с Puma Bh4 , полученная смесь оказалась столь же эффективной в индукции гибели клеток в клетках GBM shBax, как и смесь без Hα1-Cter (рис. 2). Таким образом, в этой системе Hα1-Cter оказывает ингибирующее действие во время инкубации Puma Bh4 с Bax, но не влияет на реакцию клеток на смесь. Напротив, рекомбинантный Bcl-xL предотвращал активацию Bax в Puma Bh4 при добавлении не только до, но и после инкубации пептида с Bax, подтверждая идею о том, что Bcl-xL может контролировать как активацию Bax, вызванную лигандом, так и активность Bax. (Рис.S1 F). Важно отметить, что микроинъекции Hα1-Cter также предотвращали индукцию гибели клеток за счет сверхэкспрессии Puma в клетках GBM и Puma-зависимую индукцию гибели клеток адриамицином в клетках HCT116 (фиг. S2). Эти наблюдения вместе с нашим предыдущим исследованием, показывающим, что эктопический Bax-α или BaxK64A дикого типа, но не эктопический BaxD33A, восстанавливают чувствительность Bax-дефицитных клеток глиобластомы к Puma и Puma Bh4 (Cartron et al., 2002), Полное согласие с представлением о том, что взаимодействие Puma Bh4 с Bax Hα1 усиливает активность Bax и способствует гибели клеток.

    Чтобы исследовать, могут ли Puma и Bax физически взаимодействовать и функционально сотрудничать, чтобы способствовать гибели клеток в отсутствие гомологов Bcl-2, мы проанализировали эффекты их экспрессии в дрожжах, которые не экспрессируют распознаваемые белки семейства Bcl-2. При экспрессии в дрожжах полноразмерный немеченый Bax человека остается цитозольным и не вызывает ни высвобождения цитохрома c , ни гибели клеток (Priault et al., 2003; Arokium et al., 2004). Тем не менее, конформационные изменения белка, вызванные заменой критических остатков, могут способствовать транслокации митохондрий и последующему высвобождению цитохрома c (Arokium et al., 2004). Мы создали штаммы дрожжей, которые экспрессируют индуцируемые галактозой Bax, Puma или и то, и другое. Хотя индукция только Puma (не изображена) или только Bax дикого типа (рис. 3 A) не оказывала заметного влияния на жизнеспособность дрожжей, коэкспрессия Bax и Puma вызывала гибель дрожжевых клеток (рис.3 A) и цитохрома c выпуском (рис. 3 C). Гибель клеток, индуцированная Puma и Bax, как ранее сообщалось для гибели клеток, индуцированной активными замещенными мутантами Bax (Arokium et al., 2004), предотвращалась экспрессией Bcl-xL (фиг. 3 A).

    Чтобы оценить, вовлекает ли функциональное сотрудничество между Puma и Bax Bax Hα1, мы затем использовали штаммы дрожжей, экспрессирующие галактозо-индуцибельный BaxD33A. Этот мутант сам по себе способствовал высвобождению некоторого количества цитохрома c и гибели клеток (рис.3, B и C), скорее всего, вследствие частичного разворачивания, вызванного мутацией (Cartron et al., 2005; Arokium et al., 2007). Тем не менее, вредные эффекты BaxD33A в дрожжевых клетках не стимулировались коэкспрессией Puma даже в ранние моменты времени после индукции (рис. 3, B и C).

    Эксперименты по коиммунопреципитации были выполнены, чтобы исследовать, совпадает ли функциональное сотрудничество между Puma и Bax с физическим взаимодействием между этими двумя белками.Bax и Puma дикого типа взаимодействовали друг с другом в контексте дрожжей, тогда как BaxD33A и Puma не могли (рис. 3 D). Более того, экспрессия Bcl-xL ингибировала это взаимодействие (фиг. 3 E). Т.о., Puma и Bax физически взаимодействуют и функционально кооперируются с помощью Bax Hα1-зависимого, Bcl-xL-чувствительного процесса, даже в клеточном контексте, в котором отсутствуют известные эквиваленты апоптотического аппарата млекопитающих.

    Мы исследовали, может ли вышеупомянутая активация Bax с помощью Puma иметь место в клетках млекопитающих.Поскольку эта активация затрагивает домен Bh4 Puma и предотвращается с помощью Bcl-xL, мы пришли к выводу, что его появление в клетках млекопитающих будет определять Puma как участника гибели клеток, которая наступает, когда гомологи Bcl-2 ингибируются. Таким образом, мы проанализировали, играет ли Puma роль, когда гибель клеток индуцируется ABT-737, мощным ингибитором Bh4-связывающей активности Bcl-xL и Bcl-2 (Oltersdorf et al., 2005), с использованием колоректального рака человека. линия клеток HCT116 p21 — / — и ее изогенные аналоги, в которых была проведена генетическая абляция Puma или Bax ( p21 — / — Puma — / — и p21 — / — Bax — / — ; рис.4 А).

    Мы проанализировали реакцию контрольных, Puma — / — и Bax — / — клеток на 24-часовую обработку возрастающими концентрациями (1–10 мкМ) ABT-737. Как показано на фиг. 4B, ABT-737 индуцировал дозозависимую гибель клеток в контрольных клетках. Bax — / — Клетки были полностью устойчивы к этому краткосрочному лечению при всех испытанных концентрациях, что еще раз подчеркивает важность Bax в апоптотическом ответе этих раковых клеток человека. Клетки Puma — / — проявляли некоторую реакцию клеточной гибели при высоких концентрациях ABT-737, но она была намного ниже, чем индуцированная в контрольных клетках (фиг. 4 B). Более тщательное изучение вовлеченных путей смерти было выполнено с помощью иммуноцитохимического анализа локализации цитохрома c и активации каспазы 3 (с использованием конформационно-специфичных антител). Процент клеток, демонстрирующих высвобождение цитохрома c и активацию каспазы 3 после обработки ABT-737, был намного ниже в клетках Puma — / — , чем в контрольных клетках (рис.4 С). ABT-737 в концентрации 10 мкМ не оказывал заметного воздействия на высвобождение цитохрома c или активацию каспазы 3 в клетках Bax — / — . Таким образом, Puma участвует в индукции высвобождения цитохрома c , активации каспазы 3 и апоптотической гибели клеток под действием ABT-737. Поскольку мы не смогли обнаружить какого-либо увеличения экспрессии Puma после обработки ABT-737 (рис. S3 A), мы пришли к выводу, что эндогенные уровни Puma достаточны, чтобы опосредовать эти эффекты. Мы проверили, что подавление экспрессии Puma в контрольных клетках HCT116 посредством РНК-интерференции придавало устойчивость к ABT-737-индуцированной активации каспазы 3 и гибели клеток (рис.S3, B и C). Примечательно, что устойчивость нокдаун-клеток Puma не была такой выраженной, как резистентность нокаут-клеток Puma, предполагая, что оставшиеся уровни Puma в нокдаун-клетках все еще могут опосредовать ABT-737-индуцированную гибель клеток. Микроинъекция пептида Hα1-Cter в контрольные клетки HCT116 значительно ингибировала индукцию ABT-737 гибели клеток (фиг. S3D), что дополнительно подтверждает мнение о том, что Puma участвует в этом процессе. Эксперименты по РНК-интерференции и анализы микроинъекций с использованием Hα1-Cter также показали, что эндогенная Puma вносит вклад в апоптотический ответ первичных клеток GBM на ABT-737 (рис.S3, E – G).

    Чтобы проанализировать, участвовала ли Puma в долгосрочном воздействии ABT-737 на рост клеток, контроль Puma — / — и Bax — / — клеток HCT116 были засеяны с низкой плотностью и обработаны. в течение 2 недель с 1–10 мкМ ABT-737 перед визуализацией жизнеспособных клонов. ABT-737 значительно влиял на клоногенность контрольных клеток при всех испытанных концентрациях (фиг. 4 D). Клетки Puma — / — были значительно более устойчивы к этим долгосрочным эффектам, так как только 10 мкМ ABT-737 оказали значительное влияние на их рост.Поскольку рост клеток Bax — / — также был затронут при этой концентрации, нельзя исключить влияние Bax-независимых механизмов, механизмов неапоптотического ингибирования роста и / или нецелевых эффектов ABT-737. выключается, когда высокие концентрации используются в течение длительных периодов лечения.

    Вышеупомянутые эксперименты предполагают, что некоторые белки выживания, нацеленные на ABT-737, постоянно поддерживают выживание клеток, используемых в этом исследовании, противодействуя Puma.Мы проанализировали острые эффекты опосредованного РНК-интерференцией нокдауна Bcl-xL в контроле, Puma — / — и Bax — / — клетках. Мы использовали рекомбинантный лентивирус, который экспрессирует GFP вместе с короткой шпилькой РНК, нацеленной на Bcl-xL (shBcl-xL) и условия инфекции, которые приводят к значительной потере экспрессии Bcl-xL (рис. 5 A). В этих условиях нокдаун Bcl-xL вызывал появление значительного количества клеток с активной каспазой через 3 2 дня после заражения и массовую гибель клеток через 3 дня после заражения в контрольных клетках, тогда как заражение контрольным (scr) лентивирусом не имело эффекта ( Инжир.5, Б и В). Как показано на фиг. 5 (B и C), клетки Puma — / — и Bax — / — были невосприимчивы к активации каспазы 3 и гибели клеток, вызванной опосредованным лентивирусом подавлением Bcl- xL. Следует отметить, что рекомбинантный лентивирус, нацеленный на Bcl-2, оказывал значительно более слабое влияние на жизнеспособность клеток, чем лентивирус shBcl-xL, но его слабый эффект также зависел от Puma (неопубликованные данные). Интересно, что фиг. 5A предполагает, что гибель клеток, вызванная нокдауном Bcl-xL в контрольных клетках, может быть замедлена из-за неожиданной способности этого нокдауна снижать экспрессию Puma.Включенный механизм, который также был обнаружен в Bax-дефицитных клетках, еще предстоит охарактеризовать. Следует также отметить, что нокдаун Bcl-xL в контрольных клетках спровоцировал появление усеченной формы Bax с кажущейся молекулярной массой 18 кДа. Это может быть следствием индукции гибели клеток, поскольку такое усечение, о котором сообщалось во многих случаях индукции апоптоза и приводящее к удалению Bax Hα1 из остальной части молекулы (Cartron et al., 2004b), было не наблюдается в Puma-дефицитных клетках.Во всех случаях из этих анализов вытекает мнение, что Bcl-xL действует ABT-737-чувствительным образом, чтобы противодействовать конститутивному сигналу смерти, связанному с Puma.

    ABT-737 не ингибирует Mcl-1 (Oltersdorf et al., 2005), а Puma действительно взаимодействует с этим белком выживания (Chen et al., 2005). Таким образом, участие Puma в вышеупомянутых вредных эффектах ABT-737 может зависеть от способности этого белка противодействовать Mcl-1, а не от его способности напрямую активировать Bax.Мы проанализировали, участвует ли Puma в индукции гибели ABT-737 в клетках, лишенных Mcl-1. Поскольку нам не удалось получить конструкцию лентивируса, которая бы значительно сбивала Mcl-1 в клетках HCT116, мы использовали ранее опубликованную процедуру, в которой siRNA, нацеленные на Mcl-1, были временно трансфицированы (рис. 6 A; Maiuri et al., 2007). . Нокдаун Mcl-1 трансфекцией миРНК вызывал лишь умеренное увеличение количества клеток с высвобожденным цитохромом c и активной каспазой 3 (рис.6 B), но это позволило более эффективно индуцировать эти апоптозные события посредством 24-часовой обработки 1 мкМ ABT-737 в контрольных клетках. Напротив, клетки Puma — / — не были сенсибилизированы к гибели клеток, индуцированной ABT-737 нокдауном Mcl-1, и оставались значительно более устойчивыми к гибели клеток, индуцированной ABT-737 в этих условиях (рис. 6B). ). Таким образом, Puma все еще проявляет проапоптотическую активность, когда Mcl-1 подавляется, а Bcl-xL ингибируется.

    Напротив, мы проанализировали, будет ли повышенная экспрессия Mcl-1 защищать клетки от ABT-737-индуцированной гибели клеток и будет ли это зависеть от Puma.Меченый флагом Mcl-1 был временно трансфицирован в контроле и клетках Puma — / — , клетки обрабатывали высокой концентрацией ABT-737, и процент Flag-положительных клеток, демонстрирующих активную каспазу 3, оценивали с помощью иммуноцитохимии. . Хотя в контексте опытных Puma процент клеток, демонстрирующих активацию каспазы 3 после обработки ABT-737, был ниже в популяции, экспрессирующей Flag-Mcl-1, чем в популяции с ложной трансфекцией, в случае Puma этого не наблюдалось. -дефицитный фон (рис.6 С). Это выдвигает идею, что Mcl-1 регулирует ABT-737-индуцированную гибель клеток в большей части этих клеток, противодействуя Puma. Это означает, что Puma проявляет проапоптотическую активность, которая эффективна в отсутствие Bcl-xL и Mcl-1 и сдерживается этими белками.

    Хотя было высказано предположение, что активация Bax может быть инициирована подгруппой доменов Bh4, до сих пор остается неясным, классифицируется ли домен Bh4 Puma как активатор.Анализ активации Bax с помощью усеченного Bid в модельных анализах выдвинул идею, что активация Bax является ступенчатым механизмом, который основывается на серии обратимых взаимодействий связывания с разной скоростью, инициированных временными событиями (Lovell et al., 2008). Таким образом, инициирующее взаимодействие между Bax и активирующим доменом Bh4 может быть неуловимым из-за его неустойчивой природы и из-за его мощного ингибирования Bh4-связывающими гомологами Bcl-2, которые поддерживают выживаемость клеток. Таким образом, наш анализ физического и функционального взаимодействия между Puma и Bax был сфокусирован на определении молекулярных мотивов, участвующих в этом взаимодействии, и на исследовании его последствий в клеточных контекстах, в которых гомологи Bcl-2 отсутствуют и / или ингибируются.

    Недавно мы обнаружили, что Puma может взаимодействовать с первой α-спиралью Bax, а затем показали, что Puma или его домен Bh4 могут способствовать взаимодействию Bax с митохондриями в бесклеточных анализах и запускать его проапоптотическую активность (Cartron et al., 2004a). Доказательства, представленные в этом исследовании, предполагают, что последний эффект включает, по крайней мере частично, физическое взаимодействие между доменом Bh4 Puma и Bax, поскольку усиление активности Bax с помощью Puma Bh4 предотвращается минимальным пептидом, который предотвращает это. физическое взаимодействие.Этот пептид был разработан на основе анализа Pepscan, который дополнительно подтвердил наше предыдущее описание взаимодействия между Bax Hα1 и Puma Bh4 (Cartron et al., 2004a) и подчеркнул роль C-концевого конца Bax Hα1 в этом взаимодействии. Наш анализ также намекнул на возможное взаимодействие между Puma Bh4 и Bax Hα4, которое близко к домену Bax Bh2, который, как первоначально предполагалось, играет роль во взаимодействии с Bid (Wang et al., 1996). Однако 7-мерный пептид, содержащий остатки 92–98 (в пределах Bax Hα4), оказался недостаточным для предотвращения взаимодействий Puma Bh4-Bax в анализах методом pull-down (неопубликованные данные).Роли др. Регионов внутри Bax во взаимодействии с Puma также требуют дальнейшего выяснения. В частности, недавнее исследование, опубликованное после представления этой рукописи, показывает, что не только остатки в Bax Hα1, но также остатки в Bax Hα6 могут критически участвовать в лиганд-индуцированной активации Bax стабилизированным пептидом Bim Bh4 (Gavathiotis et al., 2008 ). В нашем исследовании, поскольку анализ Pepscan с использованием биотинилированного Puma Bh4 и пептидов, покрывающих последовательность Bax между остатком 107 и остатком 194, не дал какого-либо значимого результата (неопубликованные данные), мы в настоящее время не знаем, могут ли дополнительные области в Bax участвовать в его взаимодействии с Puma Bh4.Участие регионов, отличных от домена Bh4 Puma, во взаимодействии между Puma и Bax также было подтверждено недавним исследованием (Yee and Vousden, 2008).

    В нативной конформации Bax, Bax Hα1 находится вблизи Bax Hα2, который содержит домен Bh4. Более того, солевой мостик, образованный между D33 внутри C-концевого конца Bax Hα1 и K64 в домене Bh4, участвует в поддержании Bax в неактивном состоянии (Cartron et al., 2005). Таким образом, возникает соблазн предположить, что межмолекулярное взаимодействие между Puma Bh4 и Bax Hα1 может помочь инициировать разворачивание молекулы Bax. Этот процесс, который также может играть роль в активации Bax посредством Bim, поскольку Bax Hα1 также участвует (Gavathiotis et al., 2008), может позволить произойти полной активации Bax, возможно, в сочетании с дополнительными механизмами амплификации (Lakhani et al. др., 2006; Zhu et al., 2006). Следует отметить, что Bax Hα1 может участвовать в других белок-белковых взаимодействиях, задействованных Bax, таких как взаимодействие с TOM22 (Bellot et al., 2007). Таким образом, Puma и Bax могут образовывать отдельные белковые комплексы в ходе гибели клеток. Этот аспект напоминает то, что было описано для взаимодействия Бид – Бакс (Grinberg et al., 2005).

    Дрожжевые клетки, которые не экспрессируют распознаваемые белки семейства Bcl-2, допускают гетерологичную экспрессию немеченого Bax дикого типа, но подвергаются митохондриальной проницаемости и гибели клеток при экспрессии конститутивно активных вариантов Bax (Arokium et al., 2004). Т.о., тот факт, что в этой парадигме Puma физически взаимодействует с Bax и включает его убивающую активность с помощью Bax Hα1–, Bcl-xL-чувствительного процесса, сильно подчеркивает способность Puma инициировать активацию Bax сама по себе. Способность Puma активировать Bax у дрожжей напоминает аналогичный эффект, недавно описанный для короткой формы Bim (Weber et al., 2007). Эта работа подразумевает, что взаимодействие Bim с митохондриями является критическим и что на карту могут быть поставлены механизмы, отличные от белок-белковых взаимодействий.Сигналы, активирующие Bax, могут предоставляться несемейными белками или небелковыми факторами (Kuwana et al., 2002; Lalier et al., 2007b). Следовательно, возможно, что Puma может влиять на такие механизмы, оказывая эффект, который, в дополнение к его способности взаимодействовать с Bax, приведет к эффективной гибели клеток. Поскольку мы наблюдали, что в дрожжевых клетках Puma является по существу цитозольным (неопубликованные данные), такие дополнительные сигналы будут зависеть от других молекулярных механизмов, чем те, которые предложены для Bim (Weber et al., 2007). Поскольку экспрессия цитозольной Puma ведет к накоплению Bax в митохондриях у дрожжей (неопубликованные данные), дрожжевая система свидетельствует в пользу типа взаимодействия между Puma и Bax.

    Ожидается, что настоящий активаторный белок Bh4 будет играть активную роль, когда гибель клеток млекопитающих индуцируется ингибированием гомологов Bcl-2. В этой связи важно отметить, что эндогенная Puma участвует в эффективной индукции апоптоза в клетках HCT116 небольшим соединением ABT-737.Хотя другие белки-агонисты смерти, содержащие только Bh4, могут быть медиаторами индуцированной ABT-737 гибели клеток в определенных клеточных системах (особенно Bim; Del Gaizo Moore et al., 2007), нокдаун экспрессии Bim и Bid в клетках HCT116 не обнаруживается влияние на ABT-737-индуцированную гибель клеток (рис. S4 A), подразумевая, что роль Puma в этом случае не выше этих белков. Аналогичным образом, подавление активности Bak не оказало заметного эффекта на индукцию ABT-737 гибели клеток в тех же клетках (рис. S4 B), что позволяет предположить, что этот белок также незаменим для этого процесса, и подчеркивает важную роль, которую играет Puma– Ось Bax.Наиболее важно то, что Puma участвует в индуцированной ABT-737 гибели клеток даже в условиях, при которых экспрессия Mcl-1 подавляется, и на молекулярном уровне обработка ABT-737 одновременно усиливает взаимодействия Bax-Puma. предотвращает взаимодействие каждого из этих белков с Bcl-xL. Эти наблюдения подтверждают мнение о том, что Puma представляет собой белок, являющийся агонистом смерти, содержащий только Bh4, который, как таковой, обеспечивает сигнал тонической смерти, что объединенная Bh4-связывающая активность гомологов Bcl-2 должна будет постоянно уравновешиваться для поддержания выживания.

    Это представление лучше всего иллюстрируется нашим наблюдением, что хотя нокаутные клетки Puma или Bax допускают понижающую регуляцию Bcl-xL, контрольные клетки HCT116 претерпевают массивную гибель клеток после такой понижающей регуляции. По сравнению с понижающей регуляцией Bcl-xL, понижающая регуляция Bcl-2 (неопубликованные данные) и понижающая регуляция Mcl-1 (по крайней мере, в используемых экспериментальных условиях) оказывали лишь умеренное влияние на жизнеспособность клеток HCT116.Это указывает на то, что Bcl-xL более критически участвует в поддержании выживания этих клеток, чем его гомологи. Причина этой очевидной селективности неясна, но, что удивительно, она напоминает предыдущее исследование, которое показало, что Bcl-xL гораздо более эффективно предотвращает функцию Puma, чем Bcl-2 или Mcl-1 (Ming et al., 2006).

    Важно отметить, что низкие уровни Puma кажутся достаточными для примирования клеток к смерти и блокировки их в Bcl-xL-зависимом состоянии.Таким образом, когда экспрессия Puma увеличивается, возможно, что ее накопление в комплексах с Bcl-xL (и, следовательно, способность дополнительных молекул Puma взаимодействовать с Bcl-xL) может играть значительную роль в зависимой от Puma гибели клеток (Chipuk et al. al., 2005; Ming et al., 2006; Yee, Vousden, 2008). Другое значение состоит в том, что Puma может проявлять проапоптотическую функцию, которая будет утрачена только тогда, когда ее экспрессия полностью исчезнет. Это может объяснить различия, обнаруженные между экспериментами, которые, хотя и проводились аналогичным образом, использовали нокаут-клетки Puma и нокдаун-клетки Puma (Kim et al., 2006; Уиллис и др., 2007). Также примечательно, что нокаутные клетки Puma HCT116 все еще проявляют некоторую реакцию на ABT-737. Таким образом, экспрессия Puma не может быть абсолютным требованием для индукции гибели клеток за счет ингибирования Bcl-xL. В этой связи важно отметить, что мы показали, что домены антагониста выживания Bh4 могут способствовать высвобождению активного Bax из Bcl-xL сами по себе, подразумевая, что молекулы сенсибилизатора могут запускать Bax-зависимую программу апоптоза без дополнительных сигналов активации Bax. (Моро и др., 2003; Картрон и др., 2005). Способность ABT-737 вытеснять Bax из Bcl-xL в Puma-дефицитных клетках может объяснять небольшую скорость Bax-зависимой гибели клеток, которую мы наблюдали в этих клетках.

    В связи с растущими доказательствами вторичных эффектов и возможного приобретения устойчивости к ABT-737 прогностические маркеры чувствительности и устойчивости к этому соединению имеют решающее значение. Экспрессия Puma может управляться ниже по течению различных опухолевых супрессоров и / или онкогенных путей, поскольку Puma является прямой мишенью транскрипции p53, p73, Foxo3A и E2F-1 (Nakano and Vousden, 2001; Yu et al., 2001; Хершко и Гинзберг, 2004; Мелино и др., 2004; You et al., 2006). Наши результаты предполагают, что эти пути могут установить некоторую чувствительность к широкодиапазонным или селективным ингибиторам гомологов Bcl-2 в раковых клетках. Напротив, ожидается, что посттрансляционные механизмы, которые негативно регулируют активность Puma и позволяют клеткам накапливать этот белок, не подвергаясь гибели клеток, будут способствовать устойчивости к таким ингибиторам.

    Организационная структура Puma и ее характеристики (анализ)

    Магазин Puma на Фестивальной прогулке в Гонконге.Организационная структура Puma SE поддерживает исполнительный контроль и стратегические решения посредством сильной иерархии, хотя стратегическая оперативность может быть проблемой в этой корпоративной структуре при решении сложных задач в мировой индустрии спортивных товаров. (Фото: Public Domain) Организационная структура

    Puma SE усиливает управленческий контроль над процессами в рамках всего бизнеса. Эта корпоративная структура определяет организационный дизайн и представлена ​​в организационной схеме компании, относящейся к структурной системе или анатомии процессов и ресурсов в бизнесе спортивных товаров.Эта корпоративная структура частично накладывает ограничения на то, как организационная культура Puma развивается и укрепляется, учитывая, что организационные структурные ограничения могут препятствовать человеческим ресурсам и организационному развитию. Тем не менее, успех компании как одного из крупнейших конкурентов на международном рынке спортивной обуви, аксессуаров и одежды показывает, насколько корпоративная структура эффективно поддерживает рост и улучшение бизнеса. Кроме того, с учетом управления операциями Puma, организационная архитектура гарантирует, что бизнес имеет правильную структурную основу или конфигурацию, способствующую повышению операционной эффективности и обеспечивающих конкурентные преимущества.В целом организационная структура Puma функционирует как механизм эффективности бизнес-процессов и реализации стратегических планов.

    Организационная структура переводит стратегические управленческие решения в конкурентное преимущество Puma, позволяя справляться с давлением со стороны таких фирм, как ASICS, Nike, Adidas и Under Armour. Эта конкурентная среда создает проблемы для увеличения доли рынка и увеличения общих доходов и прибыли от продажи спортивных товаров.Корпоративная структура Puma является частью механизма, поддерживающего стратегический рост, несмотря на такую ​​конкуренцию.

    Тип и характеристики организационной структуры Puma

    Puma имеет унитар или U-образная форма структура . Этот структурный тип, также известный как функциональный тип структуры, включает в себя иерархическую структуру, в которой организационные штаб-квартира находится наверху, а другие организационные компоненты получают и реализовывать стратегические решения высшего руководства, касающиеся бизнеса спортивных товаров операции.Корпоративная структура Puma поддерживает сильные вертикальные линии власти и коммуникации, убегая от корпоративный штаб на самый нижний уровень организации. В компания по производству спортивных товаров также привлекает другие типы организационной структуры в качестве второстепенных. характеристики организационного дизайна. В этом случае структурного анализа в корпоративной структуре Puma присутствуют следующие характеристики:

    1. Иерархия функциональных групп (Первичная характеристика)
    2. На основе продукта подразделения
    3. Географические деления

    Иерархия функциональных групп .Эта характеристика организационной структуры Puma включает в себя группировку сотрудников и бизнес-процессов на основе сходства в области опыта работы с человеческими ресурсами, операционной деятельности или использования материальных ресурсов. Основным преимуществом такого иерархического характера является поддержка специализации персонала, а также поддержка экономии за счет масштаба за счет масштабов всей организации каждой функциональной группы в бизнесе спортивных товаров. Однако к недостаткам этой особенности корпоративной структуры Puma относятся ограниченные возможности исполнительных групп в решении сложных стратегических проблем, затрагивающих несколько сфер бизнеса.Например, одновременные и разные стратегические задачи, затрагивающие несколько сфер бизнеса, могут быть трудными для решения с помощью одного генерального директора или небольшой группы руководителей на вершине организационной структуры компании. Тем не менее, штаб-квартира компании принимает стратегические управленческие решения для достижения корпоративного видения и миссии Puma. Ниже перечислены основные функциональные группы в иерархической корпоративной структуре Puma:

    .
    1. Офис генерального директора
    2. Финансы
    3. Источники
    4. Надзорные Правление (стратегия, операции, организация, представительство сотрудников)

    Продуктовые подразделения .В корпоративной структуре Puma есть продуктовые подразделения, которые представляют собой группы, основанные на типах продуктов, которыми располагает компания. Эта характеристика организационной структуры позволяет бизнесу процветать, поддерживая конкурентные преимущества, основанные на таких факторах, как уникальность и качество спортивной обуви. Например, эти подразделения поддерживают инновации в дизайне и разработке продуктов, что подчеркивается в общей стратегии Puma по достижению конкурентных преимуществ и в интенсивных стратегиях роста.Это означает, что корпоративная структура компании дает возможность стратегического управления бизнес-процессами, направленными на разработку прибыльных продуктов в мировой индустрии спортивных товаров. В организационной структуре Puma присутствуют следующие продуктовые подразделения:

    1. Обувь
    2. Одежда
    3. Аксессуары

    Географические подразделения . Компания Puma, ведущая транснациональный бизнес, имеет географические подразделения в своей корпоративной структуре. Назначение этих подразделений — дать предприятию возможность использовать стратегические решения, специфичные для уникальных условий региональных рынков спортивных товаров.Различия в региональных рыночных условиях учитываются в маркетинг-миксе Puma или 4P, что показывает, как организационная структура связана с маркетинговыми стратегиями. Географические подразделения также позволяют корпорации использовать свою организационную структуру для сбора ценной информации о рынке спортивных товаров, которая используется для принятия стратегических управленческих решений в штаб-квартире компании в Германии. В корпоративную структуру Puma входят следующие географические подразделения:

    1. Европа, Ближний Восток и Африка (EMEA)
    2. Америка
    3. Азиатско-Тихоокеанский регион

    Корпоративная структура Puma: преимущества и недостатки, рекомендации

    Организационная структура

    Puma SE позволяет принимать специализированные стратегические решения, а также полный контроль корпоративной штаб-квартиры над бизнес-операциями, хотя остаются некоторые вопросы, касающиеся способности реагировать на сложные стратегические проблемы, с которыми сталкивается бизнес на международном уровне.Уместная рекомендация — сделать корпоративную структуру компании менее жесткой с точки зрения ее иерархии, что приведет к возможной эволюции в организационную структуру матричного типа. Также рекомендуется, чтобы корпоративная структура Puma развивала большую поддержку рыночных стратегий, вовлекая, возможно, новые группы в географические подразделения и продуктовые подразделения. Для выполнения этих рекомендаций компании необходимо получить больше информации об отраслевой среде и состоянии мирового рынка спортивных товаров.В этом отношении SWOT-анализ Puma SE служит инструментом стратегического управления, например, для определения пригодности текущей организационной структуры, а также возможных изменений, необходимых для обеспечения структурного соответствия текущим потребностям бизнеса.

    Список литературы
    • Arlow, P., & Gannon, M. J. (1982). Социальная отзывчивость, корпоративная структура и экономические показатели. Академия управления обзором , 7 (2), 235-241.
    • Ашкенас, Р., Ульрих, Д., Джик, Т., и Керр, С. (2015). Организация без границ: разрыв цепочек организационной структуры . Джон Вили и сыновья.
    • Крилли, Д. и Слоан, П. (2013). Автономность или контроль? Организационная архитектура и корпоративное внимание к заинтересованным сторонам. Организация науки , 25 (2), 339-355.
    • Дай, Г., и Де Мёз, К. П. (2013). Типы лидеров в организационной иерархии: подход, ориентированный на человека. Возможности человека , 26 (2), 150-170.
    • Hitt, M. A., & Ireland, R. D. (1986). Взаимосвязь между отличительными компетенциями корпоративного уровня, стратегией диверсификации, корпоративной структурой и производительностью. Журнал исследований менеджмента , 23 (4), 401-416.
    • Ли, Дж. Ю., Козленкова, И. В., и Палматье, Р. В. (2015). Структурный маркетинг: использование организационной структуры для достижения маркетинговых целей. Журнал Академии маркетинговых наук , 43 (1), 73-99.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *