人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞水通道蛋白9磷酸化與砷耐受性的關(guān)系

曹亦菲，譚曉華，黃仙紅，何 平，連福治，鄧盧翠，楊 磊

(杭州師范大學(xué)健康管理學(xué)院預(yù)防醫(yī)學(xué)教研室，浙江杭州 310036)

砷是自然界中常見(jiàn)的毒物之一，同時(shí)砷作為藥物在多種腫瘤的臨床治療上有顯著療效，研究機(jī)體的砷耐受機(jī)制對(duì)于砷中毒的預(yù)防和解決臨床耐藥問(wèn)題均有重要意義。阻止砷進(jìn)入細(xì)胞是其發(fā)揮毒性的第一個(gè)關(guān)鍵步驟，而在哺乳動(dòng)物中砷的這種入胞機(jī)制至今沒(méi)有得到完全闡明。水通道蛋白9(aquaporin9，AQP9)是膜主體內(nèi)在蛋白家族中的一員，定位于細(xì)胞膜上，作為通道蛋白參與細(xì)胞內(nèi)外液體的轉(zhuǎn)運(yùn)[1]。研究發(fā)現(xiàn)，AQP9在調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)砷的含量中發(fā)揮重要作用[2－4]，在小鼠肝細(xì)胞和人肺癌細(xì)胞中 AQP9 參與細(xì)胞砷的攝入[5－7]。Thorsen 等[8]發(fā)現(xiàn)，p38的酵母同源物Hog1p通過(guò)降低AQP9/AQP7/AQP3同源類(lèi)似物Fps1p的磷酸化水平增加其對(duì)砷的抗性，F(xiàn)ps1 p的磷酸化可能是酵母中一個(gè)非常重要的砷耐受性調(diào)控機(jī)制，而且其磷酸化部分受Hog1p的調(diào)控。這些研究提示AQP9在酵母細(xì)胞砷攝入中的活性可能與其磷酸化水平有直接關(guān)系。但在哺乳動(dòng)物中是否存在類(lèi)似機(jī)制，即由p38等調(diào)節(jié)AQP9磷酸化還不清楚。在多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞中抑制p38的活性能提高As2O3的細(xì)胞毒性[9]。最近研究發(fā)現(xiàn)，在人和小鼠的中性粒細(xì)胞中AQP9的磷酸化能調(diào)節(jié)其膜定位，而且可能被依賴(lài)于 Rac－1的信號(hào)通路所調(diào)控[10]。AQP9磷酸化調(diào)節(jié)細(xì)胞對(duì)砷的攝入需要進(jìn)一步研究。本研究以哺乳動(dòng)物細(xì)胞株ECV－304及其經(jīng)低濃度砷誘導(dǎo)的抗砷性ECV－304(AsRE)細(xì)胞株為模型，分析這兩種對(duì)砷耐受性有明顯差異的細(xì)胞中AQP9 mRNA、蛋白表達(dá)及其磷酸化水平的差異，并探討p38對(duì)AQP9磷酸化的影響。

1 材料與方法

1.1 細(xì)胞株

ECV－304細(xì)胞株，本實(shí)驗(yàn)室冷凍保存;AsRE，由本實(shí)驗(yàn)室前期低濃度砷誘導(dǎo)獲得[11]。

1.2 試劑與儀器

NaAsO2，購(gòu)自美國(guó) Sigma公司;RPM1640培養(yǎng)基，胎牛血清和RNA抽提液購(gòu)自美國(guó)Gibco公司;CCK－8試劑盒，蛋白A/G凝膠，購(gòu)自碧云天生物技術(shù)研究所，cDNA逆轉(zhuǎn)錄試劑盒和 SYBR Green熒光定量PCR試劑盒，購(gòu)自日本TaKaRa公司;鼠抗人AQP9抗體和鼠抗人β肌動(dòng)蛋白抗體，購(gòu)自Santa Crluz公司，兔抗人p38抗體，鼠抗人p38磷酸化抗體和鼠抗泛磷酸化抗體購(gòu)自Abcam公司;ECL化學(xué)發(fā)光試劑盒，購(gòu)自Amersham Bioscience公司。酶標(biāo)儀，半干轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)膜儀和蛋白電泳儀，為美國(guó)Bio－Rad公司產(chǎn)品;7300型實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT－PCR)儀，為美國(guó)ABI公司產(chǎn)品;電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP－MS，HP4500)，為日本Yokogawa Analytical Systems公司產(chǎn)品。

1.3 細(xì)胞培養(yǎng)

AsRE和ECV－304細(xì)胞株培養(yǎng)于RPM1640培養(yǎng)基(含10%胎牛血清，青霉素和鏈霉素100 ku·L－1)中，放置于37℃，5%CO2飽和濕度培養(yǎng)箱中，取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.4 CCK8法檢測(cè)細(xì)胞生存率

取ECV－304和AsRE對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞分別用含 NaAsO22.5，5，10，20 和 40 μmol·L－1的培養(yǎng)基接種于96孔板內(nèi)培養(yǎng)，另設(shè)正常對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)重復(fù)5 次。每孔密度約5 ×104L－1，總體積150 μl，培養(yǎng)24 h后每孔加入15 μl WST－8工作液，37℃繼續(xù)培養(yǎng)1 h后在酶標(biāo)儀上采用波長(zhǎng)450 nm比色，根據(jù)各孔吸光度值，計(jì)算 IC50值，并繪制生存率曲線(xiàn)。

1.5 電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定細(xì)胞內(nèi)砷含量

NaAsO22.5，5，10，20 和 40 μmol·L－1處理細(xì)胞2 h后，PBS洗滌細(xì)胞，然后溶于HNO3中，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP－MS)法測(cè)定細(xì)胞內(nèi)砷含量。

1.6 實(shí)時(shí)熒光定量PCR法檢測(cè)AQP9mRNA表達(dá)

用含NaAsO22.5，5，10和20 μmol·L－1的培養(yǎng)基處理對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞，設(shè)不加藥作為正常對(duì)照組，2 h后收集細(xì)胞。采用標(biāo)準(zhǔn)的Trizol－氯仿一步法抽取總RNA并測(cè)定濃度，逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，在實(shí)時(shí)定量PCR中作為模板。采用SYBR GreenⅠ熒光染料嵌合法在ABI 7300定量PCR儀上進(jìn)行。管家基因 β肌動(dòng)蛋白引物序列為正向:5'－TGGCACCCAGCAATGAA－3'， 反 向:5'－CTAAGTCATAGTCCACCTAGAAGCA－3';目的基因 AQP9的引物為正向:5'－ACTCAGTGTCATCATGTAGTGG－3'， 反 向:5'－CACCTCAGGCTTACAAGAACA－3'。PCR 反應(yīng) 體系 為:SYBR Premix Dimer－Eraser(2 × conc.)10 μl;0.8 μl 正 反 向 引 物100 μmol·L－1;RT 產(chǎn) 物 1 μl，加 ddH2O 至 20 μl。反應(yīng)條件:95℃30 s 1個(gè)循環(huán);95℃5 s，60℃31 s 40個(gè)循環(huán);95℃ 15 s，60℃ 60 s，95℃ 15 s 1個(gè)循環(huán)。所得 Ct值通過(guò) 2－ΔΔCt法計(jì)算相對(duì)表達(dá)量[12]。

1.7 Western印跡法檢測(cè)AQP9和p38蛋白表達(dá)

用 NaAsO22.5，5，10 和20 μmol·L－1的培養(yǎng)基處理對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞，同時(shí)設(shè)正常對(duì)照組，2 h后加入裂解液，超聲勻漿后提取總蛋白，SDS－PAGE電泳后轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜，用含5%牛血清白蛋白的封閉液封閉過(guò)夜，PBST溶液(磷酸鹽緩沖液+聚山梨酯－20)洗膜3次，每次10 min;加入一抗(稀釋濃度1∶500)孵育2 h或4℃過(guò)夜，再洗膜3次，加入辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的二抗(稀釋濃度1∶2000)室溫下孵育1 h，洗膜3次后ECL發(fā)光顯影，凝膠成像系統(tǒng)拍照進(jìn)行條帶分析。以目標(biāo)蛋白積分吸光度與內(nèi)參β肌動(dòng)蛋白分吸光度比值，表示蛋白的相對(duì)表達(dá)量。

1.8 免疫沉淀法檢測(cè)AQP9 mRNA蛋白磷酸化水平

收集相應(yīng)處理后的細(xì)胞，裂解提取得到蛋白后加入充分重懸的蛋白A/G凝膠，4℃緩慢搖動(dòng)1 h。離心后取上清，加入2 μg抗AQP9，4℃緩慢搖動(dòng)過(guò)夜。繼續(xù)加入40 μl充分重懸的蛋白A/G凝膠，4℃搖動(dòng)3 h，然后離心吸除上清，PBS洗滌3次，加入適量SDS－PAGE電泳上樣緩沖液重懸。后續(xù)實(shí)驗(yàn)同Western印跡分析，一抗為鼠抗泛磷酸化抗體。

1.9 過(guò)量表達(dá)AQP9后細(xì)胞內(nèi)砷含量的測(cè)定

將AQP9全長(zhǎng)序列克隆進(jìn)入真核表達(dá)載體pcDNA3.1，得到 pcDNA3.1－AQP9 質(zhì)粒，將其與pcDNA3.1空載體通過(guò)脂質(zhì)體2000分別轉(zhuǎn)染進(jìn)入AsRE和ECV304細(xì)胞，經(jīng)Western印跡法確定轉(zhuǎn)染成功后，細(xì)胞用 NaASO28 μmol·L－1處理2，4，6，8，10和12 h后，采用1.5方法檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)砷含量。

1.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 砷在AsRE細(xì)胞和ECV－304細(xì)胞蓄積速度

圖1 CCK－8結(jié)果顯示，在NaAsO2各濃度下，AsRE細(xì)胞的存活率顯著高于ECV－304細(xì)胞(P＜0.05)，其 IC50值分別是 12.59 和 4.06 μmol·L－1。說(shuō)明AsRE對(duì)砷的耐受性顯著高于ECV－304細(xì)胞。

Fig.1 Effect of NaAsO2on survival rate in AsRE and ECV－304 cells.Cells grown in 96－well plates were treated with NaAsO2for 24 h then assessed viability by CCK8 assay.±s，n=4.

Fig.2 Effect of NaAsO2on As accumulation in AsRE and ECV－304 cells.A.AsRE and ECV－304 cells treated with NaAsO2for 2 h.±s，n=5.*P＜0.05，compared with ECV－304 cells.B.AsRE and ECV－304 cells treated with NaAsO28 μmo·lL－1.±s，n=3.*P＜0.05，＊＊P＜0.01，compared with ECV－304 cells.

ICP－MS測(cè)定細(xì)胞內(nèi)砷含量，結(jié)果顯示AsRE和ECV－304細(xì)胞株內(nèi)砷含量都隨NaASO2濃度增加而增加(圖2A)，但相同 NaASO2濃度處理，AsRE細(xì)胞內(nèi)的砷含量顯著低于ECV－304細(xì)胞內(nèi)的砷含量(P＜0.05)。而用 NaAsO28 μmol·L－1處理ECV－304和AsRE細(xì)胞不同時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)AsRE細(xì)胞內(nèi)的砷蓄積與ECV－304細(xì)胞相比顯著緩慢(P＜0.01)，而且在處理6 h后砷含量幾乎不再增加，ECV－304細(xì)胞中砷的含量則隨處理時(shí)間一直呈增加的趨勢(shì)(圖2B)。提示AsRE細(xì)胞對(duì)砷的耐受性可能與細(xì)胞內(nèi)砷的蓄積量相關(guān)。

2.2 NaAsO2對(duì)AsRE細(xì)胞中AQP9 mRNA表達(dá)的影響

圖3 結(jié)果顯示，NaAsO22.5，5，10 和20 μmol·L－1處理ECV－304和AsRE 2 h后，兩細(xì)胞中AQP9 mRNA的表達(dá)水平都隨處理濃度的增加而有所下降，但AsRE細(xì)胞中AQP9 mRNA的表達(dá)水平下降更為顯著(P＜0.05)。提示降低AQP9 mRNA的表達(dá)水平可能與砷的攝入量降低相關(guān)，而且在砷耐受性較高的AsRE細(xì)胞中，AQP9表達(dá)在不同時(shí)間段的不同表現(xiàn)可能與砷攝入含量高度相關(guān)。

Fig.3 Effect of NaAsO2on AQP9 mRNA levels in AsRE and ECV－304 cells.AsRE and ECV－304 were treated with NaAsO2for 2 h.±s，n=4.＊＊P＜0.01，compared with the same cell line treated with NaAsO2.5 μmol·L －1 .2

2.3 NaAsO2對(duì) ECV－304和 AsRE細(xì)胞 AQP9 和p38蛋白及其磷酸化表達(dá)水平的影響

Western免疫印跡結(jié)果顯示，在NaAsO2各濃度處理中，AsRE細(xì)胞中磷酸化AQP9(p－AQP9)表達(dá)均處于較高水平，AQP9蛋白水平隨NaAsO2濃度增加而下降;ECV－304細(xì)胞中AQP9蛋白水平無(wú)明顯變化，p－AQP9水平隨 NaAsO2濃度增加呈上升趨勢(shì)，但總體水平均低于AsRE細(xì)胞(圖4)。處理不同時(shí)間，兩細(xì)胞中AQP9蛋白表達(dá)水平均無(wú)明顯變化，其磷酸化表達(dá)水平則隨時(shí)間增加而增加，AsRE細(xì)胞中增加更為顯著(圖5)?？梢?jiàn)磷酸化水平的變化可能與細(xì)胞砷耐受性增加相關(guān)。AsRE細(xì)胞p－AQP9與AQP9表達(dá)比值隨濃度和時(shí)間增加而增加，但p－AQP9水平并未隨濃度增加而增加，因此，推測(cè)砷刺激導(dǎo)致AQP9磷酸化與未磷酸化水平比例發(fā)生變化，從而影響對(duì)砷的攝入。

Fig.4 Effect of NaAsO2on protein and phosphorylation levels of AQP9 in AsRE and ECV304 cells by Western blotting.Cells were treated with NaAsO2for 2 h.The bar graph represents the densitometry measurement of the AQP9(B1)，phosphorylated AQP9(p－AQP9，B2)to β－actin ratio and the ratio of p－AQP9 to AQP9(B3).A:Lane 1 －5，AsRE cells treated with NaAsO20，2.5，5，10 and 20 μmol·L －1;lanes 6 －10，ECV－304 cells treated with NaAsO20，2.5，5，10 and 20 μmol·L －1 .±s，n=3.*P＜0.05，＊＊P＜0.01，compared with NaASO20 μmo·lL－1in the same cell line.

Fig.5 Effect of NaAsO28 μ mol·L －1for 0 －8 h on protein and phosphorylation level of AQP9 in AsRE and ECV－304 cells by Western blotting.The graph represents the densitometry measurement of the AQP9 to β－actin ratio(B1)，p－AQP9(B2)to β－actin ratio and the p－AQP9 to AQP9 ratio(B3).A:Lanes 1－5，AsRE cells were cultured with NaAsO2 8 μmol·L －1for 0，0.5，1，2，4 and 8 h;lanes 6 －10，ECV－304 cells were cultured with NaAsO28 μmo·lL－1for 0，0.5，1，2，4 and 8 h.±s，n=3.*P＜0.05，＊＊P＜0.01，compared with 0 h in the same cell line.

如圖 6所示，NaAsO2處理后，AsRE和ECV－304細(xì)胞株中p38蛋白表達(dá)水平無(wú)明顯變化。ECV－304細(xì)胞中隨砷的濃度增加略有增加，磷酸化p38(p－p38)/p38值也同樣上升(圖6)。不同處理時(shí)間結(jié)果顯示(圖7)，AsRE和ECV－304細(xì)胞中p－p38水平都顯著上升，p－p38/p38比值同樣顯著地增加(P＜0.05)。提示在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，p38的磷酸化與AQP9的磷酸化存在一定的聯(lián)系，但是否起主要作用還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

Fig.6 Effect of NaAsO2on protein and phosphorylation levels of p38 in AsRE and ECV304 cells by Western blotting.See Fig.4 for cells treatment.The bar graph represents the densitometry measurement of the p38 of β－actin ratio(B1)，phospho－p38(p－p38)to β－actin ratio(B2)and the ratio of p－p38 to p38(B3).A:Lanes 1 －5，NaAsO20，2.5，5，10 and 20 μmol·L －1in AsRE cells;lanes 6 －10，NaAsO20，2.5，5，10 and 20 μmol·L －1in ECV－304 cells.±s，n=3.*P＜0.05，compared with NaAsO20 μmol·L －1in same cell line.

Fig.7 Effect of NaAsO28 μ mol·L －1for 0 －8 h on protein and phosphorylation level of p38 in AsRE and ECV－304 cells by Western blotting.The graph represents the densitometry measurement of the p38 to β－actin ratio(B1)，p－p38 to β－actin ratio(B2)and the ratio of p－p38 to p38(B3).A:Lanes 1 －5，AsRE cells were cultured with NaAsO28 μmol·L －1for 0，0.5，1，2，4 and 8 h;lanes 6 －10，ECV－304 cells were cultured with NaAsO28 μmol·L －1for 0，0.5，1，2，4 and 8 h.±s，n=3.*P＜0.05，＊＊P＜0.01，compared with 0 h in same cell line.

2.4 AQP9過(guò)量表達(dá)對(duì)細(xì)胞內(nèi)砷攝入量的影響

如圖8和圖9所示，與轉(zhuǎn)染pcDNA3.1空載體的對(duì)照相比，轉(zhuǎn)染 AQP9的AsRE細(xì)胞(圖8)與ECV－304細(xì)胞中(圖9)砷的攝入量都明顯增加，但在NaAsO2同一濃度下，ECV－304細(xì)胞中砷的含量均顯著高于AsRE細(xì)胞(P＜0.05)。AsRE細(xì)胞在處理后10 h內(nèi)，砷攝入量與時(shí)間基本成線(xiàn)性關(guān)系，10～20 h內(nèi)砷攝入量增加平緩(圖8A)，而ECV－304細(xì)胞內(nèi)砷攝入量基本隨時(shí)間增加而增加，沒(méi)有增加量減緩的趨勢(shì)(圖9)。這些結(jié)果提示，AsRE細(xì)胞對(duì)砷的耐受性可能與其能減緩砷的攝入量有關(guān)。

Fig.8 Effect of AQP9 overexpression(A)on As accumulation in AsRE cells(B).A:AsRE cells were transfected with pcDNA3.1 plasmid(lane 1)and pcDNA3.1/AQP9(lane 2)and detected by Western blotting.B:AsRE cells treated with NaAsO28 μmol·L －1for 2，4，6，8，10 and 20 h.±s，n=3.*P＜0.05，＊＊P＜0.01，compared with AsRE cells transfected with pcDNA3.1 at same time point.

Fig.9 Effect of AQP9 overexpression(A)on As accumulation in ECV－304 cells(B).A:ECV－304 cells were transfected with pcDNA3.1 plasmid(lane 1)and pcDNA3.1/AQP9(lane 2)and detected by Western blotting.B:ECV－304 cells treated with NaAsO2 8 μmo·lL－1for 2，4，6，8，10 and 20 h.±s，n=3.*P＜0.05，compared with ECV－304 cells transfected with pcDNA3.1 at the same time point.

3 討論

進(jìn)入細(xì)胞是砷毒性發(fā)揮作用的關(guān)鍵一步，闡明砷的進(jìn)入細(xì)胞機(jī)制對(duì)于砷的防治或臨床應(yīng)用具有重要意義。自然界中的砷以不同價(jià)態(tài)形式存在，其中以三價(jià)的無(wú)機(jī)砷毒性最高。起初研究者發(fā)現(xiàn)在原核生物中砷的入胞主要依靠磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器[13－14]。后來(lái)發(fā)現(xiàn)在真核生物中AQPs家族成員在砷的入胞中發(fā)揮通道作用。如酵母中甘油促進(jìn)蛋白的同源物Fps1p的分布與對(duì) As(III)和 Sb(III)的抗性相關(guān)[4，15]。而在哺乳動(dòng)物中，AQP9 被認(rèn)為在調(diào)節(jié)砷的入胞中扮演了重要角色[3－7]。本文研究了水通道蛋白AQP9 mRNA表達(dá)水平、蛋白表達(dá)及其磷酸化水平與細(xì)胞砷抗性之間的關(guān)系，并初步探討了調(diào)控AQP9磷酸化的分子。研究發(fā)現(xiàn)，AQP9蛋白的磷酸化水平與細(xì)胞砷耐受性密切相關(guān)，而p38是否調(diào)控AQP9磷酸化還需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。前期實(shí)驗(yàn)中我們通過(guò)低濃度NaAsO2誘導(dǎo)ECV－304細(xì)胞，得到一個(gè)具有較強(qiáng)砷耐受性的細(xì)胞AsRE[11]。本實(shí)驗(yàn)中我們首先檢測(cè)了砷對(duì)這兩個(gè)具有不同耐受性的細(xì)胞株的毒性作用，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)抗性誘導(dǎo)的AsRE細(xì)胞株其存活率顯著高于ECV－304細(xì)胞株，而且對(duì)砷的攝入量顯著低于ECV－304細(xì)胞。表明經(jīng)過(guò)低濃度砷誘導(dǎo)的細(xì)胞確實(shí)對(duì)砷的耐受性增強(qiáng)。而且AsRE細(xì)胞中用砷處理4h后砷攝入量幾乎不再增加。Lee等[16]報(bào)道，來(lái)源于人肺腺瘤細(xì)胞株 CL3的砷抗性細(xì)胞R15對(duì)砷的攝入量也顯著低于CL3。這些研究均提示通過(guò)抑制砷進(jìn)入細(xì)胞來(lái)降低細(xì)胞內(nèi)砷含量是其產(chǎn)生耐受性的原因之一。

許多研究表明，AQP9 mRNA表達(dá)水平與細(xì)胞對(duì)砷的敏感性有關(guān)。如急性早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞株NB4中AQP9的表達(dá)量最高，其對(duì)As2O3也最為敏感，而慢性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞株K562中內(nèi)源AQP9表達(dá)量低，對(duì)As2O3也最不敏感。如果在K562細(xì)胞株中過(guò)量表達(dá)AQP9，則對(duì)As2O3也表現(xiàn)出高度敏感性[17]，而且這種敏感性與高水平的砷攝入有關(guān)[5]。最近研究發(fā)現(xiàn)，在與羊膜細(xì)胞相比砷敏感性更高的絨毛膜細(xì)胞中AQP9的表達(dá)水平也更高[18]，說(shuō)明AQP9的表達(dá)與細(xì)胞對(duì)砷的敏感性相關(guān)。本研究也發(fā)現(xiàn)，砷耐受性高的AsRE細(xì)胞其AQP9 mRNA表達(dá)水平隨NaAsO2濃度增加明顯下調(diào)，較為敏感的ECV－304細(xì)胞中mRNA表達(dá)水平也隨濃度有所下降，但下調(diào)的幅度沒(méi)有AsRE細(xì)胞大。結(jié)合砷的攝入實(shí)驗(yàn)，似乎可以看到砷耐受性更高的AsRE細(xì)胞有一個(gè)砷攝入的飽和閾值，一旦達(dá)到此閾值，細(xì)胞可能會(huì)通過(guò)下調(diào)AQP9的表達(dá)來(lái)降低砷的攝入。

有關(guān)依賴(lài)于AQP9通道蛋白的砷攝入，對(duì)于參與的信號(hào)蛋白和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子以及調(diào)控機(jī)制目前所知甚少。2003年Arima等[19]曾報(bào)道p38 MAPK信號(hào)分子能調(diào)節(jié)AQPs的表達(dá)。而發(fā)現(xiàn)這幾者之間關(guān)聯(lián)性最直接的證據(jù)是在酵母中p38 MAPK的同源物Hog1p的表達(dá)增加能提高細(xì)胞的耐受性，同時(shí)證實(shí)細(xì)胞內(nèi)砷的攝入依賴(lài)于AQP9的同源物Fps1p。Hog1p通過(guò)自身的磷酸化來(lái)調(diào)節(jié)Fps1p的磷酸化，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞對(duì)砷的敏感性[8]。本研究發(fā)現(xiàn)AQP9的蛋白水平在砷耐受性高的AsRE細(xì)胞中隨NaAsO2濃度的增加而降低，這與其基因表達(dá)水平是一致的，而且其磷酸化表達(dá)量維持在一個(gè)較高的水平。在ECV－304細(xì)胞中，AQP9的蛋白水平隨NaAsO2濃度的增加略有增加，但其磷酸化水平隨濃度上升而明顯上調(diào)。這些表明AQP9的磷酸化水平在對(duì)砷耐性受不同的細(xì)胞中都會(huì)有所增加，而AsRE細(xì)胞可能是由于此細(xì)胞之前就受過(guò)低濃度砷的誘導(dǎo)，其磷酸化水平已經(jīng)達(dá)到一個(gè)較高的水平，提示在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中AQP9的磷酸化與砷的攝入之間也存在一定的關(guān)系。最近研究發(fā)現(xiàn)，在中性粒細(xì)胞中AQP9定位于膜上可能依賴(lài)于其磷酸化作用，且可能被依賴(lài)于Rac－1的信號(hào)通路所調(diào)控。因此AQP9的磷酸化可能導(dǎo)致其更多定位于細(xì)胞膜上，從而影響了砷的攝入。Rac－1信號(hào)因子處于外界刺激所誘導(dǎo)的信號(hào)途徑的上游，其下游為MAPK激酶，包括 p38蛋白激酶。AsRE細(xì)胞中AQP9表達(dá)水平無(wú)明顯變化，而其磷酸化水平增加，推測(cè)砷的刺激也導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)AQP9向磷酸化方向轉(zhuǎn)化，未磷酸化水平降低，甚至可能改變其在膜上的分布，因此影響其對(duì)砷的攝入，此推論將在后續(xù)工作中進(jìn)行驗(yàn)證。而實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)p38蛋白表達(dá)水平在ECV－304和AsRE細(xì)胞中表達(dá)量幾乎沒(méi)有顯著的變化，因此推測(cè)p38可能并不是此信號(hào)傳導(dǎo)途徑上調(diào)控AQP9磷酸化的主要因子，可能還存在別的蛋白激酶能夠?qū)е翧QP9的磷酸化水平上調(diào)。這與Thoren等的報(bào)道是一致的，其研究結(jié)果也表示在酵母中p38的同源物Hog1p可能不止是激活A(yù)QP9的同源物Fps1p磷酸化的唯一原因。因此尋找此途徑中最為關(guān)鍵的調(diào)節(jié)AQP9磷酸化水平的蛋白因子，也是以后的研究方向。

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