維甲酸誘導分化對SH-SY5Y細胞阿片受體表達的影響

邊佳明，吳 寧，李 錦

(1.北京軍區(qū)總醫(yī)院藥理科 北 京 100700;2.軍事醫(yī)學科學院，毒物藥物研究所 北京 100850)

人神經(jīng)母細胞瘤是起源于胚胎期神經(jīng)嵴細胞的一種兒童常見惡性腫瘤，SH-SY5Y細胞株即來源于該腫瘤細胞，是一種分化程度較低的腫瘤細胞［1］。該細胞繁殖較慢，細胞形態(tài)、生理和生化功能與正常神經(jīng)細胞相似，被廣泛應用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病機制和藥物作用機制方面的研究。該細胞表面表達有內源性的阿片受體，其數(shù)量接近神經(jīng)組織［2］，因此該細胞系被廣泛用于體外細胞水平阿片依賴研究的模型。維甲酸(retinoic acid，RA)可誘導該細胞向神經(jīng)元形態(tài)分化，且以全反式維甲酸(all-trans RA)誘導分化能力最強［3］。嗎啡急性激動阿片受體后抑制腺苷酸環(huán)化酶(AC)，而這一效應可在RA誘導該細胞向神經(jīng)元形態(tài)分化后得到增強［4］，可能與分化后細胞的阿片受體表達量的改變有關。本研究采用放射性配體受體結合實驗確定阿片受體表達量，為合理使用SH－SY5Y細胞系提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 RA(all-trans)，納洛酮，苯甲基磺酰氟(PMSF)等購自 Sigma-Aldrich(美國)，3H-diprenorphine(50Ci/10－6mol·L－1)購自 NEN(美國)，GF/C玻璃纖維濾紙購自Whatman(美國)，其余所用化學試劑均為分析純。

1.2 細胞培養(yǎng)和誘導分化 SH-SY5Y細胞購自中國醫(yī)學科學院細胞中心，維持于含10% 胎牛血清(FBS)，1 ×105IU·L－1青霉素，100 mg·L－1鏈霉素的 DMEM/F12培養(yǎng)基(GibcoTM，美國)中，37℃，5%CO2培養(yǎng)。取生長良好的細胞置25 cm2培養(yǎng)瓶培養(yǎng)，80%匯片后1∶3傳代，隨即分為對照組和誘導分化組，對照組給予含等量DMSO的培養(yǎng)基培養(yǎng)，誘導分化組給予含1×10－5mol·L－1終濃度RA的培養(yǎng)基培養(yǎng)。連續(xù)分化6 d，每2天換液一次。第7天鏡下觀察細胞分化情況，進行實驗研究。

1.3 放射性配體受體結合實驗 細胞膜蛋白提取參照文獻［5］進行，考馬斯亮藍法測定膜蛋白濃度。反應體系 5×10－4L，［3H］Diprenorphine終濃度梯度為 2、1、0.5、0.25、0.125、0.0625 × 10－9mol·L－1，納洛酮終濃度為 1 ×10－5mol·L－1，反應體系用5 ×10－5mol·L－1Tris緩沖液(pH=7.4)配_制，每管膜蛋白4×10－5g。37°C孵育30 min后立即冰水浴終止反應，迅速抽濾3次，取下濾紙烤干，加入閃爍液，隔夜用β液閃儀記錄放射強度。特異結合量=總結合量－非特異結合量。

2 結果

2.1 RA誘導后SH-SY5Y細胞向神經(jīng)元分化RA誘導分化6天后，SH-SY5Y細胞形態(tài)變化明顯。與對照組細胞(Fig 1A)相比，誘導分化組細胞(Fig 1B)更加圓潤，細胞突起明顯增多，增長，形成軸突樣神經(jīng)纖維，且構成網(wǎng)絡狀結構，表明低分化的SHSY5Y細胞正在向成熟神經(jīng)元方向分化。誘導分化6 d后的細胞計數(shù)發(fā)現(xiàn)，誘導分化組細胞數(shù)明顯低于對照組(Fig 2)，約為同步對照細胞數(shù)量的25%左右。

Fig 1A Appearance of control cells under microscope(×20)Fig 1B Appearance of RA-induced cells under microscope(×20)

Fig 2 SH-SY5Y cells count at 6th day after differentiation induction by RA

2.2 RA誘導后SH-SY5Y細胞阿片受體表達上調受體結合飽和試驗結果顯示，與對照細胞比較，RA誘導分化后SH-SY5Y細胞阿片受體表達明顯上調。飽和曲線擬合后，兩組細胞膜阿片受體表達量(Bmax)存在極明顯差異，RA連續(xù)誘導分化6天后阿片受體表達量增加了約1.68倍;兩組細胞Kd值比較無顯著差異，表明受體親和力未受RA誘導分化的影響(Tab 1)。

Tab 1 Saturated binding fitting parameters of［3H］-diprenorphine

3 討論

阿片受體分布廣泛，在鎮(zhèn)痛和依賴研究中具有十分重要的地位，其中對μ阿片受體的研究最為廣泛和深入?；蚯贸龑嶒炞C實，μ阿片受體的表達對于鎮(zhèn)痛、軀體依賴和精神依賴等生理病理過程是必須的［6］。阿片受體偶聯(lián)Gi/o蛋白，受體激活導致部分亞型AC活性受抑制，cAMP合成減少，PKA活性下降;而阿片受體的長期激活則導致AC超敏，突然中止對受體的激動，如納洛酮催促的戒斷，則導致cAMP反跳性增高，又稱之為cAMP超射，這一現(xiàn)象被普遍認為是阿片依賴的機制之一［7］。

SH-SY5Y細胞是阿片依賴研究中常使用的一種細胞系，原生表達μ阿片受體，且受體表達量與真實腦組織的表達量類似［2］。RA可以誘導 SHSY5Y細胞向神經(jīng)元分化，但分化后μ阿片受體的表達如何變化還少有研究，這對于在阿片依賴研究中合理使用SH-SY5Y細胞非常重要。利用RA我們成功誘導了SH-SY5Y細胞向神經(jīng)元分化，表現(xiàn)為細胞突起增多增長，形成軸突樣神經(jīng)纖維，并且細胞間的神經(jīng)纖維交錯成為網(wǎng)狀結構。RA誘導分化組細胞的生長明顯較對照組細胞減慢，提示RA抑制了細胞的增殖，這一點也被國內王希華等［8］的研究所證實，而RA本身并無促凋亡作用。佟海俠等［9］也發(fā)現(xiàn)，維甲酸誘導SH-SY5Y可以明顯導致細胞形態(tài)出現(xiàn)神經(jīng)元樣改變，且神經(jīng)營養(yǎng)因子受體表達上調，誘導向成熟神經(jīng)元方向分化，細胞生長速率減慢。Ammer等［10］的研究發(fā)現(xiàn)，RA誘導分化6 d可導致Giα亞基明顯上調，這與阿片受體表達上調似乎是一致的。

Diprenorphine是阿片受體拮抗劑，對三種亞型(μ，δ，κ)的阿片受體都有很高的親和力，尤其是對κ和μ亞型。有研究表明［2］，SH-SY5Y細胞上表達有μ和 δ受體，比例大約為5∶1。也有研究［11］認為SH-SY5Y細胞上表達有較多的κ受體。因為我們的研究利用［3H］-diprenorphine作為放射性配體測定受體表達量，并不能明確是何種亞型阿片受體在誘導分化后發(fā)生變化。我們發(fā)現(xiàn)對照細胞的阿片受體膜表達量約為77×10－12mol·g－1膜蛋白，這與Lawrenc［12］的報道基本一致。Jenab 等［13］報道 RA誘導分化后，SH-SY5Y細胞μ受體mRNA表達增加了2倍;Zadina等［14］報道RA誘導分化后，SH-SY5Y細胞μ受體數(shù)量上調40%;我們的研究顯示，誘導分化后細胞膜阿片受體表達提高了約1.6倍，與上述文獻基本一致。阿片受體的表達量與下游信號強度相關，我們的研究為合理使用SH-SY5Y細胞作為阿片依賴細胞模型提供了數(shù)據(jù)支持。

［1］陳 旭，胡 園，李青山，等.表沒食子兒茶素沒食子酸酯對H2O2誘導的SH-SY5Y神經(jīng)細胞損傷的保護作用［J］.中國藥理學通報，2011，27(3):320－4.

［1］Chen X，Hu Y，Li Q，et al.The protective effect of EGCG on hydrogen peroxide induced SH-SY5Y cell injury［J］.Chin Pharmacol Bull，2011，27(3):320－4.

［2］Yu V C，Richards M L，Sadée W.A human neuroblastoma cell line expresses mu and delta opioid receptor sites［J］.J Biol Chem，1986，261(3):1065－70.

［3］Chu P W，Cheung W M，Kwong Y L.Differential effects of 9-cis，13-cis and all-trans retinoic acids on the neuronal differentiation of human neuroblastoma cell［J］.Neuroreport，2003，14(15):1935－9.

［4］Pahlman S，Ruusala A I，Abrahamsson L，et al.Retinoic acid-induced differentiation of cultured human neuroblastoma cells:a comparison with phorbolester-induced differentiation［J］.Cell Differ，1984，14(2):135－44.

［5］Gao Y，Li F，Wu N，et al.Effect of agmatine on DAMGO-induced mu-opioid receptor down-regulation and internalization via activation of IRAS，a candidate for imidazoline I1 receptor［J］.Eur J Pharmacol，2008，599(1－3):18－23.

［6］Matthes H W，Maldonado R，Simonin F，et al.Loss of morphine induced analgesia，reward effect and withdrawal symptoms in mice lacking the mu opioid receptor gene［J］.Nature，1996，383(6603):819－23.

［7］Bian J M，Wu N，Su RB，et al.Opioid receptor trafficking and signaling:what happens after opioid receptor activation［J］.Cell Mol Neurobiol，2012，32(2):167－84.

［8］王希華，陳萬濤，岳孟源，等.全反式維甲酸對神經(jīng)母細胞瘤細胞系體外生長的影響［J］.腫瘤，2002，22(5):394－6.

［8］Wang X H，Chen W S，Yue M Y，et al.The effect of all trans retinoic acid on the growth of neuroblastoma cell linein vitro［J］.Tumor，2002，22(5):394－6.

［9］佟海俠，張繼紅，陸春偉，等.全反式維甲酸體外誘導神經(jīng)母細胞瘤細胞分化的實驗研究［J］.中國醫(yī)學工程，2007，15(1):37－42.

［9］Tong H X，Zhang J H，Lu C W，et al.Study on the induced differentiation of neuroblastoma cells by ATRAin vitro［J］.China Med Engineer，2007，15(1):37－42.

［10］Ammer H，Schulz R.Retinoic acid-induced differentiation of human neuroblastoma SH-SY5Y cells is associated with changes in the abundance of G proteins［J］.J Neurochem，1994，62(4):1310－8.

［11］Cheng J，Standifer K M，Tublin P R，et al.Demonstration of kappa 3-opioid receptors in the SH-SY5Y human neuroblastoma cell line［J］.J Neurochem，1995，65(1):170－5.

［12］Lawrence T.Mu-Opioid receptor binding in intact SH-SY5Y neuroblastoma cells［J］.Eur J Pharmacol，1990，176(2):213－7.

［13］Jenab S，Inturrisi C E.Retinoic acid regulation of mu opioid receptor and c-fos mRNAs and AP-1 DNA binding in SH-SY5Y neuroblastoma cells［J］.Brain Res Mol Brain Res，2002，99(1):34－9.

［14］Zadina J E，Chang S L，Ge L J，et al.Mu opiate receptor downregulation by morphine and up-regulation by naloxone in SHSY5Y human neuroblastoma cells［J］.J Pharmacol Exp Ther，1993，265(1):254－62.