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腹水草对人胃上皮细胞GES-1的保护作用及其对PKA、CREB、AQP1的调控研究



全 文 :浙江中医药大学学报 2016 年 3 月第 40 卷第 3 期
————————
基金项目:浙江省自然科学基金项目(LY14H280006);浙江省大学生科技创新项目(2014R410024)
Fund projects: Natural Science Foundation of Zhejiang Province(LY14H280006); Zhejiang Provincial undergraduate
technological innovation program(2014R410024)
通讯作者:赵伟春,E-mail:weichunzhao@hotmail.com
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40
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.3
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ar.
2016


腹水草对人胃上皮细胞 GES-1的保护作用及其
对 PKA、CREB、AQP1的调控研究
徐艳山 1 赵伟春 1 王丹依 1 陈刚 2
1.浙江中医药大学生命科学学院 杭州 310053 2.西门菲莎大学化学系 温哥华 V5A 1S6 加拿大
摘要:[目的]研究腹水草(Veronicastrum axillare,V. axillare)含药血清对乙醇损伤的人胃上皮细胞(gastric epithelial cells-1,GES-1)的保护作用及其
对环腺苷酸依赖性激酶(protein kinase A,PKA)、环磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMP-response element binding protein,CREB)、水通道蛋白 1(aqua-
porin 1,AQP1)表达水平的调控作用。[方法]20只雄性 SD大鼠随机分为 5组(n=4),连续灌胃给药 14d,制备正常组(生理盐水 20 mL·kg-1)、雷尼替
丁组(0.027g·kg-1)以及 V. axillare低、中、高剂量组(0.7、1.4、2.8 g·kg-1)含药血清。MTT法检测体外培养的 GES-1细胞的活性,研究 V. axillare含药
血清及 PKA抑制剂 H-89(25μmol·mL-1)预处理对 5%乙醇诱导 GES-1细胞活力的影响。荧光定量 RT-PCR检测 PKA、CREB及 AQP1 mRNA的表
达水平,Western blot检测 AQP1蛋白表达水平。[结果]模型组和 H-89组 GES-1细胞活性低于正常组,差异有统计学意义(P<0.01);乙醇造模处理
显著上调 PKA、CREB及下调 AQP1的表达水平,差异有统计学意义(P<0.01);H-89处理显著抑制 PKA和 CREB mRNA表达水平(P<0.01);加入
各剂量 V. axillare含药血清不能显著改善 H-89对 PKA、CREB和 AQP1 mRNA表达水平的抑制作用。V. axillare中、高剂量含药血清细胞活性高于
模型组,PKA、CREB mRNA表达水平低于模型组,差异有统计学意义(P<0.01),而 V. axillare中、低剂量含药血清 AQP1表达水平高于模型组,差
异有统计学意义(P<0.01)。[结论]V. axillare含药血清显著减轻乙醇对 GES-1细胞的损伤,对 GES-1细胞具有保护作用,其保护机制与下调 PKA、
CREB及上调 AQP1的表达有关。
关键词:V. axillare;GES-1;cAMP-PKA-CREB信号通路;AQP1
中图分类号:R331 文献标识码:A 文章编号:1005-5509(2016)03-0173-06
DOI: 10.16466/j.issn1005-5509.2016.03.004
Protective Effect of Veronicastrum Axillare on Human Gastric Epithelial Cells(GES-1) and Its Modulation on the PKA, CREB and AQP1 Xu
Yanshan, Zhao Weichun, Wang Danyi, et al School of Life Sciences, Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou(310053), China
Abstract: [Objective] To study the protective effect of Veronicastrum axillare on human gastric epithelial cells(GES-1) against ethanol damage, and its
modulation on the expression of PKA, CREB and AQP1. [Methods] 20 male SD rats were divided into five groups and prepared by 14 consecutive daily
intragastric administration of 0.9% saline, Ranitidine(0.18%, 0.027g·kg-1), and V. axillare decoction(0.7, 1.4, 2.8g·kg-1 respectively for low/mid/high dose
groups). The drug-loaded serums from different groups were prepared and used to culture GES-1 cells in vitro. Cell damage was induced by 5% ethanol,
and the effect of drug-loaded serums and PKA inhibitor H-89(25μmol·mL-1) pretreatment on cell viabilities were measured with MTT assays. The mRNA
expressions for PKA, CREB and AQP1 were measured with RT-PCR, and the AQP1 protein expression was measured with Western blot. [Results]
Compared with the normal group, 5% ethanol and H-89 significantly reduced cell viability(P<00.01). Ethanol treatment could significantly up-regulate
PKA, CREB, and down-regulate AQP1(P<0.01). H-89 treatment greatly inhibited the expression of PKA and CREB(P<0.01), and addition of V.
axillare could not effectively reverse this inhibition. Compared with the model group, V. axillare medium and high dose groups significantly increased cell
viability and down-regulated PKA, CREB(P<0.01), V. axillare medium and low dose groups significantly up-regulated AQP1(P<0.05, P<0.01). [Conclusion]
V. axillare-loaded serum significantly protected GES-1 cells against ethanol damage. The protection was related to the down-regulation of PKA, CREB,
and the up-regulation of AQP1.
Key words: V. axillare; Human gastric epithelial cell(GES-1); cAMP-PKA-CREB signal pathway; Aquaporin1
胃溃疡作为消化系统疾病的一种,其愈合的质
量与胃黏膜屏障修复密切相关,而胃黏膜屏障的修
复与胃上皮细胞的凋亡有着紧密联系,当胃上皮细
胞凋亡增加,则会导致胃溃疡难以好转 [1],同时胃溃
疡的发生也与水液代谢有着密切关系。人的胃黏膜
中存在多种水通道蛋白(aquaporins,AQPs),AQPs作
为介导水跨膜运输的通道,在胃黏膜损伤和修复过
程中发挥着重要的作用[2-3]。近年来有文献报道环腺苷酸-
环腺苷酸依赖性激酶(cyclic adenosine monophosphate-
protein kinase A,cAMP-PKA)参与了 AQPs的表达[4]。
腹水草(Veronicastrum axillare,V.axillare)为玄
参科腹水草属植物,在民间常被用来治疗胸腔积水、
胃溃疡等相关疾病。前期的研究也发现,V.axillare能
显著降低无水乙醇对大鼠胃黏膜组织的损伤[5-7]。本
课题进一步采用体外培养人胃上皮细胞(gut esterase
gene-1,GES-1),制备乙醇损伤细胞模型,从 cAMP-
PKA-环磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMP-response
element binding protein,CREB)信号通路研究 V.
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浙江中医药大学学报 2016 年 3 月第 40 卷第 3 期
axillare对 GES-1的保护作用及其对 AQP1的调控机
制,为进一步明确 V.axillare水提液抗胃溃疡的分子
机制提供实验依据。
1 材料
1.1 实验动物 SPF级 SD雄性大鼠 20只,体质量
180~220g,由上海西普尔必凯实验动物有限公司提
供,合格证号:SCXK(沪)2008-0016。大鼠于温度(23±
2)℃,湿度为 50%~70%的相同条件下饲养,自由采食
饮水。
1.2 药物及试剂 V.axillare全草采自浙江丽水,经
浙江中医药大学姚振生教授鉴定为玄参科腹水草属
植物。取 70g V.axillare粉末,用 8倍体积水加热回流
提取 3次,每次 1.5 h,合并 3次水提液,减压浓缩至
500mL,即得高剂量 V.axillare水提液(0.140g·mL-1),
将高剂量 V.axillare水提液分别稀释 1倍和 3倍,即
得中剂量水提液(0.070g·mL-1) 和低剂量水提液
(0.035g·mL-1)[6]。雷尼替丁胶囊,购自上海现代哈森
(商丘)药业有限公司,批号:14071604,临用前加蒸
馏水配制成质量分数为 0.18%的混悬液;无水乙醇,
购自杭州双林化工试剂厂,批号:20140820;GES-1
细胞株,购自南京市科佰生物科技有限公司;DMEM
高糖培养基,购自 HyClone公司,批号:AAE202588;
H-89(PKA抑制剂),购自 Selleck Chemicals公司;
AQP1兔源一抗,购自 Sigma公司,批号:3114546;
IRDye R 680RD荧光二抗,购自 LI-COR公司,批号:
C41009-01;IRDye R 800CW荧光二抗,购自 LI-COR
公司,批号:C41021 -04;PrimeScriptTM RT Master
Mix,购自 TakaRa公司,批号:RR036A;SYBR Premix
Ex TaqTMⅡ,购自 TakaRa公司,批号:RR820A。
1.3 仪器 Thermo3111型 CO2培养箱(Thermo公司),
TE2000-S 型倒置荧光相差显微镜(Nikon 公司),
Milli-Q型纯水仪(MILLIPORE公司),3K15型高速冷
冻离心机(Sigma公司),Tanon 2500型凝胶成像系统
(天能科技有限公司),Q5000型微量紫外可见分光光
度计(Quawell公司),StepOnePlusTM Real-Time PCR
System(ABI公司),Multiskan Flash型酶标仪(Thermo
公司),1703940 型半干转移系统(Bio-Rad 公司),
Odyssey双色红外激光成像系统(LI-COR公司)。
2 方法
2.1 含药血清的制备 将 20只大鼠随机分成正常
组(生理盐水)、V. axillare低剂量组(0.035g·mL-1)、V.
axillare中剂量组(0.07g·mL-1)、V. axillare高剂量组
(0.14g·mL-1)、雷尼替丁组(0.00135g·mL-1),每组 4
只,按 20mL·kg-1的剂量连续灌胃给药 13d,自由采食
饮水。于第 13d给药后,禁食不禁水,第 14d给药 2h
后,按 3mL·kg-1皮下注射 10%水合氯醛,待大鼠麻醉
后,切开腹部,腹主动脉取血,室温静置 1h,3500r/min
离心 10min,取上清液,即得正常血清,雷尼替丁和 V.
axillare低、中、高剂量含药血清。-20℃保存备用。
2.2 细胞的传代培养 采用含 10%胎牛血清(fetal
bovine serum,FBS)的 DMEM 培养液于 37℃、5%CO2
的条件下培养 GES-1细胞。隔天换液,当细胞长满瓶
底时,在 25T的培养瓶中加入 1mL 0.25%的胰蛋白
酶进行消化,并按 1:3的比例传代。
2.3 细胞分组及造模 将细胞分为 10组,即正常
组、模型组、H-89组、低剂量+H-89组、中剂量+H-89
组、高剂量+H-89组、雷尼替丁组(阳性对照组)、低
剂量组、中剂量组、高剂量组。各组血清在培养液中
的浓度均为 10%,H-89的浓度均为 25μmol·mL-1。取
对数生长期的 GES-1细胞接种于 6孔板或 96孔板
中培养,待细胞贴壁 24h后,吸出原有培养液。PBS清
洗 2次,换用含 10% FBS或各含药血清的培养液,继
续培养 24h后,除正常组外,其余各组分别加入无水
乙醇,并使培养液中乙醇终浓度为 5%[8],继续培养
4h,收集各组细胞,进行后续实验。
2.4 细胞存活率检测 将 GES-1细胞悬液(4×104
个/mL)接种于 96孔板,每孔 100μL,每组 6个复孔。
细胞培养、给药和造模方法见 2.2和 2.3,以不加细胞
只加培养液为空白对照。造模并培养 4h后,每孔加
入 20μL MTT溶液(5mg·mL-1),继续培养 4h,每孔加
入 150μL二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO),检
测各孔在 490nm波长处的吸光度 A。
2.5 RT-PCR 检测 PKA、CREB 及 AQP1mRNA 的表
达 取对数生长期的 GES-1 细胞接种于 6 孔板
(1.2×106个/孔)中培养,每孔加 2mL 培养基,每组 3
个复孔,细胞的培养、给药和造模方法见 2.2和 2.3。
采用 Trizol试剂提取 GES-1细胞总 RNA,取 0.5μg
RNA采用 PrimeScriptTM RT Master Mix 试剂盒进行
逆转录,取 2μL 逆转录产物采用 SYBR Premix Ex
TaqTMⅡ Kit扩增目的基因 cDNA片段(引物见表 1),
PCR 的反应条件为:95℃预变性 30s,95℃ 5s,60℃
30s,共 40个循环,以 β-actin为内参基因,根据 2-ΔΔCt
















GES-1








PKA
、CREB
、AQP1





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浙江中医药大学学报 2016 年 3 月第 40 卷第 3 期
表 1 β-actin、PKA、CREB和 AQP1引物
Tab.1 Forward and reverse primers for β-actin, PKA, CREB and AQP1
基因 正向引物 5′-3′ 反向引物 5′-3′ 产物大小(bp)
β-actin
PKA
CREB
AQP1
CCTGGCACCCAGCACAAT
AGGAGACCGGGAACCACTAT
AACCAGCAGAGTGGAGATGC
ATCTTCCGTGCCCTCATGTA
GGGCCGGACTCGTCATAC
GACGAGGAACGGAAAGTTGA
AGAGTTACGGTGGGAGCAGA
ACACCATCAGCCAGGTCATT
144
125
140
128
法[7]进行 mRNA表达量的相对定量分析。
2.6 Western blot 检测 AQP1 蛋白的表达 细胞接
种、复孔数、培养、给药和造模方法参考“2.2和 2.3”。
细胞用预冷 PBS 洗涤 3 次,加入终浓度为 1mM
PMSF 的 RIPA裂解液提取总蛋白,采用 BCA试剂盒
测蛋白浓度,每孔上样总蛋白 30μg,上样总体积为
18μL,电泳,然后采用半干法转膜 50min,3%脱脂牛
奶封闭 2h,PBST 洗涤 5 次,每次 5min,一抗(1:900)
4℃封闭过夜,PBST洗膜后加荧光二抗(1:2500)室温
避光孵育 1.5h,PBST洗膜后,采用 Odyssey双色红外
激光成像系统扫描,以 β-actin 为参照,结果用灰度
值比值表示。
2.7 统计学方法 数据分析采用 SPSS 18.0统计软
件,所有数据以均值±标准差(x±S)表示,组间差异采
用单因素方差分析,两两比较采用 Tukey HSD法,P<
0.05为差异有统计学意义。
3 结果
3.1 V.axillare含药血清对乙醇损伤后细胞活力的影
响 模型组、H-89组、V.axillare各剂量+H-89组、V.
axillare 低剂量组及雷尼替丁组细胞活力低于正常
组,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);而 V.axillare
中、高剂量组及雷尼替丁组的细胞活力高于模型组
和 H-89组,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);同
时 V.axillare中、高剂量组细胞活力也高于低剂量+
H-89 组,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。见
图 1。
3.2 V. axillare 含药血清对 PKA、CREB 及 AQP1
mRNA 表达的影响 模型组 PKA、CREB mRNA 表
















GES-1








PKA
、CREB
、AQP1





达水平高于正常组,差异有统计学意义(P<0.01),
AQP1 mRNA表达水平低于正常组,差异有统计学意
义(P<0.01);雷尼替丁组及 V.axillare中、高剂量组
PKA、CREB mRNA表达水平低于模型组,差异有统计
学意义(P<0.01),V.axillare中、低剂量组 AQP1 mRNA
的表达水平高于模型组,差异有统计学意义(P<0.01),
V.axillare各剂量组 PKA、CREB mRNA表达水平高于
H-89组和 V.axillare各剂量+H-89组,差异有统计学
意义(P<0.01),而 V.axillare中剂量组 AQP1 mRNA表
达水平高于 H-89组和 V.axillare各剂量+H-89组,差
图 1 V.axillare含药血清对乙醇诱导损伤的 GES-1细胞活力的影响
Fig.1 Effect of serum containing V. axillare on cell activity in GES-1 injured by ethanol
注:1. 正常组;2. 模型组;3.H-89组;4. 低剂量+H-89组;5. 中剂量+H-89组;6. 高剂量+H-89组;7. 雷尼替丁组;8. V. axillare低剂量组;9. V.
axillare中剂量组;10. V. axillare高剂量组。与正常组比较,*P<0.05,**P<0.01;与模型组比较,△P<0.05,△△P<0.01;与 H-89组比较,▽P<0.05,▽▽P<0.01;与
低剂量+H-89组比较,○P<0.05,○○P<0.01。
Note: 1. normal; 2. model; 3. H-89; 4.low dosage of V. axillare+H-89; 5. medium dosage of V. axillare+H-89; 6. high dosage of V. axillare+H-89; 7.
Ranitidine; 8.low dosage of V.axillare; 9.medium dosage of V. axillare; 10.high dosage of V. axillare. Compared with normal, *P<0.05, **P<0.01; compared with
model, △P<0.05, △△P<0.01; compared with H-89, ▽P<0.05, ▽▽P<0.01; compared with low dosage of V. axillare+H-89, ○P<0.05, ○○P<0.01.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
A(
49
0n
m
)
组别
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胃溃疡是发生于贲门与幽门之间的炎性坏死性
病变,是我国人群中最为常见、多发的疾病之一。其
表现为中央部位炎性坏死和典型的水肿。项目组的
前期研究发现,V.axillare水提液显著减轻无水乙醇对
大鼠胃黏膜组织的损伤[5-7]。为了进一步明确 V.axillare
抗胃溃疡的作用机制,本实验在体外培养 GES-1细
胞的基础上,采用 MTT法检测各剂量 V.axillare含药
血清对 5%乙醇诱导 GES-1细胞活力的影响。结果表
明,V.axillare含药血清显著降低乙醇对 GES-1细胞
的损伤,这一结果与动物实验结果相一致[5-7],并首次
在细胞水平上证明 V.axillare水提液具有抵抗乙醇对
GES-1造成损伤的作用。
cAMP-PKA-CREB信号通路在细胞内有着重要
的调节作用。cAMP对转录的调控主要通过 PKA,活
化的 PKA催化 CREB磷酸化,磷酸化的 CREB与CRE
结合,从而激活 CRE调控的基因转录[9]。为了探讨该信
号通路在胃黏膜损伤中的作用及 V.axillare抗胃溃疡
的作用机制,本实验采用该信号通路的抑制剂 H-89
预处理 GES-1细胞,再通过检测细胞活力探讨该信
号通路与胃上皮细胞损伤及修复的关系。实验结果
表 2 V. axillare含药血清对 PKA、CREB及 AQP1 mRNA表达的影响
Tab.2 Effect of serum containing V. axillare on PKA, CREB and AQP1 mRNA in GES-1 injured by ethanol
组别 给药剂量[g/(kg·d)] PKA CREB AQP1
正常组
模型组
H-89组
低剂量+H-89组
中剂量+H-89组
高剂量+H-89组
雷尼替丁组
V. axillare低剂量组
V. axillare中剂量组
V. axillare高剂量组
-
-
-
0.7
1.4
2.8
0.027
0.7
1.4
2.8
1
1.36±0.27**
0.11±0.04**△△
0.24±0.03**△△
0.16±0.05**△△
0.26±0.04**△△
1.05±0.10△△▽▽○○◆◆■■
1.42±0.07**▽▽○○◆◆■■
0.97±0.07△△▽▽○○◆◆■■●●
1.04±0.13△△▽▽○○◆◆■■●●
1
1.25±0.13**
0.10±0.04**△△
0.09±0.01**△△
0.08±0.01**△△
0.10±0.04**△△
0.78±0.11**△△▽▽○○◆◆■■
0.49±0.10**△△▽▽○○◆◆■■
0.98 ±0.04△△▽▽○○◆◆■■●●
0.86±0.08△△▽▽○○◆◆■■●●
1
0.40±0.10**
0.18±0.06**
0.12±0.05**
0.72±0.25○
0.26±0.16**
0.62±0.11○
1.21±0.22△△▽▽○■■
1.67±0.87*△△▽▽○◆◆■■
0.64±0.19○●
注:与正常组比较,*P<0.05,**P<0.01;与模型组比较,△△P<0.01;与 H-89组比较,▽▽P<0.01;与低剂量+H-89组,○P<0.05,○○P<0.01;与中剂量+H-89
组,◆◆P<0.01;与高剂量+H-89组,■■P<0.01;与低剂量比较,●P<0.05,●●P<0.01。
Note: Compared with normal, *P<0.05, **P<0.01; compared with model, △△P<0.01; compared with H-89, ▽▽P<0.01; compared with low dosage of V. ax-
illare+H-89, ○P<0.05, ○○P<0.01; compared with medium dosage of V. axillare+H-89, ◆◆P<0.01; compared with high dosage of V. axillare+H-89, ■■P<0.01;
compared with low dosage of V. axillare, ●P<0.05, ●●P<0.01.
异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);并且 V.axillare中、
高剂量组对 PKA、CREB mRNA表达的调节作用强于
低剂量组(P<0.01),见表2。
3.3 V.axillare含药血清对 AQP1蛋白含量的影响
模型组及 H-89组 AQP1蛋白表达低于正常组,差异
有统计学意义(P<0.01);V.axillare各剂量组及各剂量+
H-89组 AQP1蛋白高于模型组,差异有统计学意义
(P<0.05,P<0.01)。V.axillare中、高剂量组及 V.axillare
中、高剂量+H-89 组 AQP1蛋白高于 H-89 组,差异
有统计学意义(P<0.05,P<0.01),见图 2、图 3。
4 讨论
















GES-1








PKA
、CREB
、AQP1





图 2 AQP1蛋白含量的Western blot检测结果
Fig.2 Western blot analysis of AQP1
注:1.正常组;2.模型组;3.H-89组;4.低剂量+H-89组;5.中剂量+H-89组;6.高剂量+H-89组;7.雷尼替丁组;8. V. axillare低剂量组;9. V. axillare
中剂量组;10. V. axillare高剂量组。
Note: 1. normal; 2. model; 3. H-89; 4. low dosage of V. axillare+H-89; 5. medium dosage of V. axillare+H-89; 6. high dosage of V. axillare+H-89; 7.
anitidine; 8. low dosage of V. axillare; 9. medium dosage of V. axillare; 10. high dosage of V. axillare.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
AQP1
β-actin
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表明,H-89组的细胞活力低于 V. axillare各剂量组,
差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);同时加入 H-89
和各剂量 V.axillare含药血清后,各组的细胞活力均
不同程度地低于不加 H-89而只加对应剂量 V. axil-
lare含药血清的各组,低剂量+H-89 组的细胞活力
低于 V.axillare中、高剂量;而与单独加 H-89组相比
较,同时加 H-89和 V.axillare含药血清各组细胞活
力略有上升,尽管差异无统计学意义。上述结果表
明,H-89 在一定程度上降低了 V.axillare 抗 GES-1
细胞损伤的作用,从而首次揭示了 V.axillare含药血
清抗乙醇对 GES-1损伤的作用与 cAMP-PKA-CREB
信号通路相关。
AQP1在机体的组织中广泛分布,特别在液体分
泌和吸收功能旺盛的上皮细胞中含量丰富。研究发
现,用病毒感染诱导急性肺损伤后,小鼠肺水肿且肺
内 AQP1 的 mRNA和蛋白表达量均下降,在肺部炎
症开始减轻后 AQP1 的 mRNA和蛋白表达量有所恢
复[10];肺泡内灌注脂多糖 4~12h后出现明显的肺水肿
且 AQP1蛋白表达明显减少[11]。本实验结果表明,无水
乙醇可下调 AQP1 mRNA和蛋白的表达。这一结果
与以往肺部炎症和肺水肿的研究结果相一致[10-11]。本
研究还发现,V.axillare 含药血清上调 AQP1 mRNA
和蛋白的表达,这一结果表明,V.axillare含药血清减
轻乙醇对 GES-1细胞的损伤可能与上调 AQP1的表
达进而调节细胞的水液代谢有关。
有报道发现 AQPs的磷酸化依赖于 cAMP,同时
AQP1、AQP3、AQP4 等都含有 PKA 磷酸化的同源序
列,这些 AQPs都受磷酸化作用的直接调节,而磷酸
化与 AQPs的运输、门控等有关,在某些因素作用后,
cAMP增加,进而 PKA被活化,活化的 PKA在催化
CREB 磷酸化的同时,也催化 AQPs 上丝氨酸磷酸
化,增加细胞膜对水的通透性[4]。有研究表明,cAMP-
PKA信号通路能够通过 CREB磷酸化途径参与大鼠
鼻黏膜细胞 AQP5的调控[12]。同时可逆的蛋白质磷酸
化是 AQP1功能调节的一种主要方式,且其活性会受
cAMP-PKA信号通路的调控。将 AQP1的 cDNA转入
爪蟾卵母细胞,AQP1 的水转运活性能够被 PKA 的
激动剂 cAMP和 Forskolin显著提高[13],利用离体的人
羊膜上皮细胞实验,AQP1 可在 mRNA 水平上被
cAMP 上调[14],而胃炎、胃溃疡、腹泻、便秘等胃肠疾
病的发生、发展和转归均与 AQPs参与的水液跨膜运
输密切相关[15]。本研究发现,无水乙醇可诱导上调 GES-
1细胞的 PKA、CREB mRNA的表达,下调 AQP1 mR-
NA和蛋白的表达;而 V.axillare含药血清可以下调
PKA、CREB mRNA的表达,并上调 AQP1 mRNA和
蛋白的表达。当加入 PKA 抑制剂 H-89 后,PKA、
CREB及 AQP1的 mRNA表达均显著降低,表明 PKA
成功被抑制,使 CREB不能被磷酸化,进而影响转录
过程的正常进行,AQP1的磷酸化水平亦降低,进而
影响了水液的跨膜运输,加剧了对 GES-1细胞的损
伤作用;同时 V.axillare各剂量+H-89组 PKA、CREB
及 AQP1的 mRNA的表达相比 V.axillare各剂量组也
显著降低,这一结果与 V.axillare在cAMP-PKA-CREB
被阻断后,其对无水乙醇诱导的 GES-1细胞的保护
















GES-1








PKA
、CREB
、AQP1





图 3 V. axillare含药血清对 AQP1蛋白含量的影响
Fig.3 Effect of serum containing V. axillare on expression of AQP1 in GES-1 injured by ethanol
注:1.正常组;2.模型组;3.H-89组;4.低剂量+H-89组;5.中剂量+H-89组;6.高剂量+H-89组;7.雷尼替丁组;8.低剂量组;9.中剂量组;10.高剂量组。
与正常组比较,*P<0.05,**P<0.01;与模型组比较,△P<0.05,△△P<0.01;与 H-89组比较,▽P<0.05,▽▽P<0.01。
Note: 1. normal; 2. model; 3. H-89; 4. low dosage of V. axillare+H-89; 5. medium dosage of V. axillare+H-89; 6. high dosage of V. axillare+H-89; 7.
Ranitidine; 8.low dosage of V. axillare; 9. medium dosage of V. axillare; 10. high dosage of V. axillare. Compared with normal, *P<0.05, **P<0.01; compared
with model, △P<0.05, △△P<0.01; compared with H-89, ▽P<0.05, ▽▽P<0.01.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
组别
0.008
0.007
0.006
0.005
0.004
0.003
0.002
0.001
0
AQ
P1

-a
ct
in
177
浙江中医药大学学报 2016 年 3 月第 40 卷第 3 期
















GES-1








PKA
、CREB
、AQP1





作用降低的结果相一致。上述结果表明,V.axillare含
药血清能够保护 GES-1细胞免受无水乙醇造成的损
伤,其保护机制可能与 cAMP-PKA-CREB信号通路
中相关因子及 AQP1的表达有关。实验结果显示,与
V.axillare低、中剂量+H-89组相比较,V.axillare低、
中剂量组 AQP1的 mRNA合成增多,但 AQP1蛋白含
量在 V.axillare低、中剂量组与低、中剂量+H-89组间
无显著差别,可能是因为 cAMP-PKA 信号通路对
AQP1蛋白的调控作用主要是通过磷酸化活化 AQP1
蛋白,而并非调节 AQP1蛋白的合成数量,亦可能是
因为同时受细胞内其他因子或其他通路比如 NF-κB
信号通路的调控,也可能是因为 V.axillare 各剂量+
H-89组细胞 AQP1蛋白的消耗减小等因素共同作用
的结果;而 AQP1的 mRNA与 PKA表达呈负相关,可
能是由于细胞内其他信号通路比如 NF-κB信号通路
等与 cAMP-PKA信号通路在转录水平上共同作用的
结果,具体的作用机制有待于进一步研究。
参考文献:
References:
[1] 张琪,梁海业,陈世新,等.Foxo3a 激活 FasL 参与胃黏膜上
皮细胞凋亡探讨舒胃汤防止肝胃郁热型胃溃疡的研究[J].
中国中西医结合消化杂志, 2015, 23(7): 458-461.
Zhang Qi, Liang Haiye, Chen Shixin, et al. Clinical
study on Shuwei decocyion in the prevention and treat-
ment of gastric ulcer with heat stagnancy of liver and
stomach through Foxo3a activated FasL mediating gastric
epithelial cell apoptosis [J]. Chinese Journal of Integrated
Traditional and Western Medicine on Digestion, 2015, 23
(7): 458-461.
[2] Benga G. Birth of water channel proteins-the aquaporins
[J]. Cell Bio Int, 2003, 27(9):701.
[3] 冯璟,王俊平 .水通道蛋白在消化系统表达与调节的研究
进展[J].医学综述, 2007, 13(17): 1295-1297.
Feng Jing, Wang Junping. Research study about expres-
sion and regulation of aquaporin protein in digestive sys-
tem[J]. Medical Recapitulate, 2007, 13(17): 1295-1297.
[4] 张慧慧,陈继兰,黄秀深,等 .平胃散对湿阻中焦证模型胃
体黏膜层 AC-cAMP-PKA 信号通路的影响[J].时珍国医国
药, 2013, 24(12): 2829-2831.
Zhang Huihui, Chen Jilan, Huang Xiushen, et al.Influ-
ence of Pingwei San on AC-cAMP-PKA pathway in gas-
tric mucosa of rats with Syndrome of Accumulation of
Dampness in Middle-jiao[J]. Lishizhen Medicine and Mate-
ria Medica Research, 2013, 24(12): 2829-2831.
[5] 沈贵芳,郭伟,赵伟春,等 .V.axillare 对大鼠乙醇型胃溃疡
的影响[J].中国中西医结合杂志, 2012,32(10):1370-1373.
Shen Guifang, Guo Wei, Zhao Weichun, et al. Antiulcer
effects and action pathways of Veronicastrum axillare on
gastric ulcer in rat induced by ethanol[J]. Chinese journal
of combining traditional Chinese and western medicine,
2012, 32(10): 1370-1373.
[6] Yong Du, Weichun Zhao, Leilei Lu, et al. Study on the
Antiulcer Effects of Veronicastrum axillare on Gastric Ul-
cer in Rats Induced by Ethanol based on Tumor Necro-
sis Factor-α (TNF-α) and Endothelin-1(ET-1) [J]. Asian
Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 2013, 3(12):925-
930.
[7] 杜勇,赵伟春,沈文文,等 .腹水草抗大鼠乙醇型胃溃疡的
作用及其对 NO、iNOS 和 VEGF 表达的影响 [J].浙江中医
药大学学报, 2013, 37(10): 1151-1155.
Du Yong, Zhao Weichun, Shen Wenwen, et al.Antiulcer
Effects of Veronicastrum axillare on Gastric Ulcer in Rats
Induced by Ethanol and the effect on the expressions of
NO, iNOS and VEGF[J]. Journal of Zhejiang University of
Traditional Chinese Medicine, 2013, 37(10): 1151-1155.
[8] 刘翠玲.黄芪苷类对乙醇诱导 GES-1 细胞株损伤的保护及
机制研究[D].广州:广州中医药大学, 2014.
Liu Cuiling. The mechanism research of Astragalus Gly-
cosidess protecting effect on ethanol-induced GES-1 cells
injury[D]. Guang Zhou: Guangzhou University of Chinese
Medicine, 2014.
[9] Gonzalez GA, Montminy MR. Cyclic AMP stimulates so-
matostatin gene transcrption by phosphorylation of CREB
at serine133[J]. Cell, 1989(59): 675-680.
[10] Towse JE, Harrod KS, Krane CM, et al. Decreased ex-
pression of AQP1 and AQP5 in mouse lung after acute
viral infection[J]. Am J Respir Cell Mol Biol,2000, 22(1):
34-44.
[11] Jiao GY, Li ER, Yu RJ. Decreased expression of AQP-1
and AQP-5 in acute injured lung in rats[J]. Chin Med J,
2002, 115(7): 963-967.
[12] 王伟伟. NF-κB 信号通路对大鼠变应性鼻炎鼻黏膜上皮
细胞水通道蛋白 5 表达的影响及变应性鼻炎高分泌性机
制的研究[D].福州:福建中医药大学, 2010.
Wang Weiwei. The effect of NF-κB pathway on the ex-
pression of AQP5 on the nasal epithelial cell of rats with
allergic rhinitis and the study on the hyper-secretion of
allergic rhinitis[D]. Fu Zhou: Fu Jian University of Chinese
Medicine, 2010.
[13] Han ZJ, Patil RV. Protein kinase A dependent phospho-
rylation of aquaporin-1[J]. Biochem Biophys Res Commun,
2000,273(1):328-332.
[14] 姜勇,马春雨,孙喆.水通道蛋白 1 表达调控机制[J].现代预
防医学, 2013, 40(4): 721-723.
Jiang Yong, Ma Chunyu, Sun Zhe.Aquaporin 1 expression
and regulation mechanism[J]. Modern Preventive Medicine,
2013, 40(4): 721-723.
[15] Reuss L, Hirst B H. Water transport controversies: an
overview[J]. Journal of physiology, 2002, 542(1): 1-2.
(收稿日期:2015-10-30)
178