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孕酮(P4)是维持妊娠中最重要的类固醇激素,其可通过以下两种途径作用于靶细胞而发挥功能:第一种是经典途径,既配体与受体结合后进入细胞核,控制基因的转录翻译。第二种是非经典途径,既通过细胞信号传导途径来调控细胞内物质代谢和转运。脂滴(LDs)是由中性脂质核和单层磷脂膜组成的细胞器,几乎存在所有类型细胞中。随着对脂滴的研究不断深入,人们通过蛋白质组学发现脂滴表面有许多功能性蛋白,它们控制着细胞内LDs与其他细胞器的联系,参与胞内物质的代谢、转运以及信号转导的过程等。有研究发现P4可以促进牛子宫内膜上皮细胞合成前列腺素E2(PGE2),抑制前列腺素F2α(PGF2α)的合成,而关于PGE2的合成底物花生四烯酸(AA)的来源并没有报道。本研究旨在探寻P4能否促进小鼠宫颈上皮细胞(MCECs)中LDs分解,并产生AA为PGE2的合成提供底物。本试验以MCECs中的脂滴为研究对象。为避免小鼠体内的基础P4含量和黄体P4的影响,采集发情期小鼠的子宫颈上皮进行体外培养,用免疫荧光法标记CK18和孕酮受体(PR)对所培养的小鼠宫颈上皮细胞进行鉴定,结果显示原代培养的细胞确实为实验所需要的上皮细胞。向获得的MCECs中添加不同浓度的P4(0、5、10和20nM)共同处理24h,进行下列指标检测。(1)用BODIPY 493/503对MCECs中的LDs进行染色,共聚焦显微镜直接观察分析不同浓度孕酮处理后MCECs中的脂滴数量变化。结果显示,P4可以促进MCECs中的LDs分解,在P4浓度为10nM时,P4对LDs分解的影响最为显著(P<0.01),在20nM时,P4对LDs分解影响有所减弱。(2)用BODIPY 558/568(RedC12)标记脂肪酸(FAs),对MCECs中的LDs和FAs进行共定位,进一步分析细胞中脂滴分解的动态变化。共聚焦结果显示,随着P4浓度的增加,LDs中的FAs含量减少,FAs从LDs中释放出来,胞浆中的FAs含量增多。P4浓度为10nM时,脂肪酸与脂滴的共定位系数极显著下降(P<0.01)。(3)脂滴脂解有关的信号传导途径的检测。通过蛋白免疫印迹法(WB)对PKA和ERK1/2进行检测分析发现,随着孕酮浓度的增加,10nM的孕酮能显著的刺激PKA蛋白表达水平和p-ERK1/2表达水平的升高(P<0.05),但在P4浓度为20nM时,PKA和p-ERK1/2的蛋白表达水平没有显著影响。(4)通过对下游蛋白进行WB分析,结果表明,下游蛋白p-HSL和cPLA2的表达水平升高,在10nM时极其显著(P<0.01)。(5)我们选取10nM的孕酮处理来小鼠宫颈上皮细胞来观察细胞中HSL和cPLA2的动态变化。激光共聚焦共定位结果表明,24h后,HSL和cPLA2的红色荧光增强,且向脂滴表面聚集。共定位系数极显著升高(P<0.01)。(6)用ELISA方法检测MCECs中花生四烯酸(AA)和前列腺素E2(PGE2)的浓度,统计结果显示,随着脂滴的分解增加,AA和PGE2的含量也极显著的增加(P<0.01)。(7)为了证明PKA/ERK1/2信号途径在脂滴分解中的作用,利用PKA抑制剂(H89)20μM处理细胞,经WB检测发现,PKA被抑制后,HSL的磷酸化水平和cPLA2的表达含量极显著的降低(P<0.01),代谢产物AA和PGE2也显著下降(P<0.05)。以上结果证明了,孕酮浓度在小于10nM时,孕酮在小鼠宫颈上皮细胞中可以通过PKA/ERK1/2信号途径发挥作用。综上所述,孕酮浓度在小于10nM时,孕酮可以激活小鼠宫颈上皮细胞中PKA/ERK1/2信号途径蛋白,提高HSL的磷酸化水平和cPLA2的表达水平,并使其向脂滴表面聚集,来分解脂滴内的中性脂质和膜上的磷脂,释放出大量AA,为PGE2的合成提供底物。