重楼皂苷Ⅰ通过调控LncRNA CEBPA-AS1/miR-195-5p通路抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及促进细胞凋亡的初步研究

2021-11-03 01:46张翠王珺王凯波林伟孙田
中国美容医学 2021年9期
关键词:重楼纤维细胞皂苷

张翠 王珺 王凯波 林伟 孙田

[摘要]目的:探討重楼皂苷Ⅰ(PPⅠ)是否通过调控长链非编码RNA CEBPA-AS1(LncRNA CEBPA-AS1)/微小RNA-195-5p(miR-195-5p)通路影响瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及凋亡。方法:原代培养人瘢痕疙瘩成纤维细胞,使用不同浓度的PPⅠ处理细胞,si-CEBPA-AS1、pcDNA-CEBPA-AS1分别转染至细胞;采用MTT检测细胞增殖;应用流式细胞仪检测细胞周期;采用流式细胞术检测细胞凋亡率;采用qRT-PCR法检测LncRNA CEBPA-AS1、miR-195-5p的表达量;双荧光素酶报告实验检测LncRNA CEBPA-AS1与miR-195-5p的靶向关系。结果:与Control组比较,PPⅠ可明显降低细胞存活率、S期细胞比例、Bcl-2蛋白水平、LncRNA CEBPA-AS1的表达水平,提高G0/G1期细胞比例、凋亡率、miR-195-5p的表达水平,差异均有统计学意义(P<0.05)。与si-NC组比较,si-CEBPA-AS1组细胞存活率、S期细胞比例降低,G0/G1期细胞比例、凋亡率升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。双荧光素酶报告实验证实LncRNA CEBPA-AS1可靶向调控miR-195-5p;转染pcDNA-CEBPA-AS1可明显逆转PPⅠ对细胞增殖、细胞周期及凋亡的作用。结论:重楼皂苷Ⅰ可能通过下调LncRNA CEBPA-AS1的表达及上调miR-195-5p的表达从而抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及促进细胞凋亡。

[关键词]重楼皂苷Ⅰ;LncRNA CEBPA-AS1;miR-195-5p;瘢痕疙瘩;成纤维细胞;增殖;凋亡

[中图分类号]R619+.6    [文献标志码]A    [文章编号]1008-6455(2021)09-0012-05

Polyphylin Ⅰ Inhibits Keloid Fibroblast Proliferation and Promotes Apoptosis by Regulating the LncRNA CEBPA-AS1/miR-195-5p Pathway

ZHANG Cui,WANG Jun,WANG Kai-bo,LIN Wei,SUN Tian

(Department of Dermatology,Shenyang Seventh People's Hospital,Shenyang 110000,Liaoning,China)

Abstract: Objective  To investigate whether PPⅠ affects keloid fibroblast proliferation and apoptosis by regulating the LncRNA CEBPA-AS1/miR-195-5p pathway. Methods  Primary culture of human keloid fibroblasts, and treatment of cells with different concentrations of PPⅠ. si-CEBPA-AS1 and pcDNA-CEBPA-AS1 were transfected into cells respectively. MTT was used to detect cell proliferation. Application of flow cytometry to detect cell cycle. Flow cytometry was used to detect the apoptosis rate. The expression of LncRNA CEBPA-AS1, miR-195-5p was detected by qRT-PCR method. The dual luciferase report experiment detected the targeting relationship between LncRNA CEBPA-AS1 and miR-195-5p. Results  Compared with the Control group, PPⅠ could significantly reduce the cell survival rate, S phase cell ratio, the protein level of Bcl-2, the expression level of LncRNA CEBPA-AS1, the differences were statistically significant (P<0.05), and increase the G0/G1 phase cell ratio, apoptosis rate, the expression level of miR- 195-5p (P<0.05). Compared with the si-NC group, the cell survival rate and the proportion of S-phase cells in the si-CEBPA-AS1 group was decreased (P<0.05), and the proportion of cells in the G0/G1 phase and the apoptosis rate were increased (P<0.05). The dual luciferase report experiment confirmed that LncRNA CEBPA-AS1 could target miR-195-5p. Transfection of pcDNA-CEBPA-AS1 could obviously reverse the effects of PPⅠ on cell proliferation, cell cycle and apoptosis. Conclusion  PolyphylinⅠmay inhibit the proliferation of keloid fibroblasts and promote apoptosis by down-regulating the expression of LncRNA CEBPA-AS1 and up-regulating the expression of miR-195-5p.

Key words: Polyphylin Ⅰ; LncRNA CEBPA-AS1; miR-195-5p; keloid; fibroblast; proliferation; apoptosis

瘢痕疙瘩是皮肤纤维组织增生异常引起的,天然植物提取物对瘢痕具有明显的抑制作用,但关于其作用机制尚未完全阐明[1-3]。重楼是我国中医药治疗中的重要药物之一,其主要成分重楼皂苷Ⅰ(Polyphylin Ⅰ,PPⅠ)具有抑制肿瘤细胞增殖的作用[4]。但重楼皂苷Ⅰ对瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及凋亡的影响尚不明确。长链非编码RNA CEBPA-AS1(LncRNA CEBPA-AS1)在肝癌中呈高表达,并可能促进肝癌发生及发展[5]。通过生物信息学分析显示微小RNA-195-5p(miR-195-5p)可能是LncRNA CEBPA-AS1的靶基因,miR-195-5p在肺癌细胞中表达下调,上调其表达可抑制肺癌细胞增殖、迁移及侵袭[6]。但重楼皂苷Ⅰ是否可通过调控LncRNA CEBPA-AS1/miR-195-5p通路影响瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及凋亡尚未可知。因此,本研究主要探讨重楼皂苷Ⅰ对瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及凋亡的影响,探究其对LncRNA CEBPA-AS1/miR-195-5p通路的调控作用。

1  材料和方法

1.1 材料和试剂:收集2017年10月-2018年10月于笔者医院进行瘢痕疙瘩手术的10例患者为研究对象,其中男6例,女4例,年龄22~63岁,平均(43.25±6.35)岁,取材部位:前胸部3例,肩部2例,耳垂部5例,采取样本时瘢痕疙瘩处于增生活跃期、质地较硬且局部充血,患者表现为毛细血管扩张且伴随瘙痒或疼痛,瘢痕疙瘩不存在破损或感染,均未接受任何治疗。

重楼皂苷Ⅰ购自中国药品生物制品检定所;DMEM培养基购自美国Gibco公司;胰蛋白酶、Lipofectamine2000转染试剂盒购自美国Thermo Fisher公司;CEBPA-AS1小分子干扰RNA(si-CEBPA-AS1)、乱序无意义阴性序列(si-NC)、miR-195-5p寡核苷酸模拟物(miR-195-5p mimics)及阴性对照mimic NC序列(miR-NC)购自广州锐博生物科技有限公司;pcDNA3.1购自上海联迈生物工程有限公司;Trizol试剂购自美国Invitrogen公司;反转录、荧光定量检测试剂盒购自大连宝生物工程有限公司;MTT购自北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司;细胞凋亡检测试剂盒购自美国Sigma公司;兔抗人Bax、Bcl-2抗体购自美国Santa Cruz公司;HRP标记的山羊抗兔二抗购自武汉艾美捷科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原代培养瘢痕疙瘩成纤维细胞[7]:采用原代分散细胞培养法分离培养瘢痕疙瘩成纤维细胞,将切取的瘢痕疙瘩组织置于胶原酶溶液内消化4h,剪碎,置于胶原酶溶液中消化,分散成纤维细胞,过滤,离心后进行洗涤,加入含有10%胎牛血清、100U/ml青霉素与100μg/ml链霉素的DMEM培养基进行传代培养,待成纤维细胞铺满瓶底,置于光学显微镜下观察,加入0.25%胰蛋白酶消化进行传代培养,取第4代细胞进行后续实验。

1.2.2 实验分组:瘢痕疙瘩成纤维细胞接种于6孔板(3×104个/孔),分别加入含有不同浓度(2mg/L、10mg/L、20mg/L)的重楼皂苷Ⅰ的培养基处理24h[8],分别记作PPⅠ-L组、PPⅠ-M组、PPⅠ-H组。同时加入含0.1% DMSO的培养液中培养24h作为Control组。后续实验设置si-NC组(si-NC转染至瘢痕疙瘩成纤维细胞)、si-CEBPA-AS1組(si-CEBPA-AS1转染至瘢痕疙瘩成纤维细胞)、PPⅠ-H+pcDNA组(pcDNA转染至瘢痕疙瘩成纤维细胞,加入含有浓度为20mg/L重楼皂苷Ⅰ的培养基处理24h)、PPⅠ-H+pcDNA-CEBPA-AS1组(pcDNA-CEBPA-AS1转染至瘢痕疙瘩成纤维细胞,加入含有浓度为20mg/L重楼皂苷Ⅰ的培养基处理24h)。

1.2.3 MTT检测细胞增殖:收集各组瘢痕疙瘩成纤维细胞接种于96孔板(5×103个/孔),每孔加入MTT溶液20μl,继续培养4h,弃上清,每孔加入150μl DMSO,室温避光振荡孵育5min,应用酶标仪检测各孔吸光度值(OD值)。计算细胞存活率(%)=实验处理组OD值/Control组OD值×100%。

1.2.4 检测细胞周期:取各组瘢痕疙瘩成纤维细胞,调整细胞密度为1×106个/毫升,加入预冷PBS,4℃条件下经3 000r/min离心5min,弃上清,加入500μl PBS重悬细胞,加入70%乙醇(3.5ml),充分混匀,4℃条件下孵育24h,取出单细胞悬液,4℃条件下经3 000r/min离心5min,弃上清,收集细胞沉淀,加入50μl RNaseA,37℃条件下水浴30min,加入PI染液(450μl),4℃条件下孵育30min,应用流式细胞仪与Flowjoe软件分析各组细胞在G0/G1期、S期、G2/M期所占细胞比例。

1.2.5 流式细胞术检测细胞凋亡率:收集各组瘢痕疙瘩成纤维细胞,0.25%胰蛋白酶消化,加入培养基制备细胞悬液,调整细胞密度为1×106个/毫升,加入预冷PBS,4℃条件下经3 000r/min离心5min,弃上清,收集细胞沉淀,加入500μl结合缓冲液重悬细胞,加入5μl Annexin V-FITC充分混匀,加入5μl PI充分混匀,室温振荡摇晃孵育10min,应用FACS Calibur流式细胞仪及应用Cellauest软件检测各组细胞凋亡率。

1.2.6 实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检测细胞中LncRNA CEBPA-AS1、miR-195-5p的表达水平:收集各组瘢痕疙瘩成纤维细胞,采用Trizol法提取细胞总RNA,参照反转录试剂盒合成cDNA。LncRNA CEBPA-AS1正向引物5-AGAACCATTCCAAGAGCCCA-3,反向引物5-TGGCAACCTTAAACCACAGC-3;GAPDH正向引物5-GGAGCGAGATCCCTCC AAAAT-3,反向引物5-GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG-3;miR-195-5p正向引物5-AATATTGGCTGTGCTGCTCC3,反向引物5-GGACCCTGTTCACACTCTGA-3;U6正向引物5-ATTGGAACGATACAGAGAAGATT-3,反向引物5-GGAACGCTTCACG AATTTG-3,引物由上海生工生物工程股份有限公司设计合成。以cDNA为模板进行qRT-PCR反应,反应体系:SYBR Green Master Mix 10微升/孔,正反向引物0.8微升/孔,cDNA 1微升/孔,ddH2O补足体系至20μl;反应条件:95℃ 2min循环1次,95℃ 30s,60℃ 30s,72℃ 30s,共循环40次。LncRNA CEBPA-AS1以GAPDH为内参,miR-195-5p以U6为内参,采用2-ΔΔCt法计算LncRNA CEBPA-AS1、miR-195-5p相对表达量。

1.2.7 双荧光素酶报告基因检测LncRNA CEBPA-AS1与miR-195-5p靶向关系:LncBase v.2预测显示LncRNA CEBPA-AS1与miR-195-5p存在结合位点,利用基因突变技术将结合位点进行突变,构建野生型载体WT-CEBPA-AS1与突变型载体MUT-CEBPA-AS1,分别将miR-NC、miR-195-5p mimics与WT-CEBPA-AS1、MUT-CEBPA-AS1共转染至瘢痕疙瘩成纤维细胞,转染24h,收集细胞,检测细胞相对荧光素酶活性。

1.2.8 蛋白免疫印迹(Western blot)检测Bax、Bcl-2蛋白表达:收集各组瘢痕疙瘩成纤维细胞,加入蛋白裂解液提取细胞总蛋白,采用BCA法测定蛋白浓度。SDS-PAGE电泳分离蛋白,将分离的蛋白凝胶转移至PVDF膜,5%脱脂奶粉封闭2h,加入一抗稀释液(1:1 000),4℃孵育过夜,TBST洗涤,加入二抗稀释液(1:2 000),室温孵育1h,TBST洗涤,曝光显影,应用ImageJ软件分析各条带灰度值。

1.3 统计学分析:采用SPSS 21.0统计学软件分析数据,计量资料以(x?±s)表示且均符合正态分布,两组间比较采用独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析,以P<0.05为差异具有统计学意义。

2  结果

2.1 重楼皂苷Ⅰ對瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖的影响:与Control组比较,PPⅠ-L组、PPⅠ-M组、PPⅠ-H组细胞存活率显著降低,差异有统计学意义(P<0.05);G0/G1期细胞比例显著升高,S期细胞比例显著降低,差异有统计学意义(P<0.05);且PPⅠ-L组、PPⅠ-M组、PPⅠ-H组细胞存活率、G0/G1期、S期细胞比例比较差异均具有统计学意义(P<0.05),而不同组别间G2/M期细胞比例比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.2 重楼皂苷Ⅰ对瘢痕疙瘩成纤维细胞凋亡的影响:与Control组比较,PPⅠ-L组、PPⅠ-M组、PPⅠ-H组细胞凋亡率显著升高,差异有统计学意义(P<0.05);Bax蛋白水平显著升高,Bcl-2蛋白水平显著降低,差异有统计学意义(P<0.05);且PPⅠ-L组、PPⅠ-M组、PPⅠ-H组细胞凋亡率、Bax、Bcl-2蛋白水平比较差异有统计学意义(P<0.05)。见图1、表2。

2.3 重楼皂苷Ⅰ对瘢痕疙瘩成纤维细胞中LncRNA CEBPA-AS1、miR-195-5p表达量的影响:与Control组比较,PPⅠ-L组、PPⅠ-M组、PPⅠ-H组LncRNA CEBPA-AS1的表达水平显著降低,miR-195-5p的表达水平显著升高,差异均有统计学意义(P<0.05);且PPⅠ-L组、PPⅠ-M组、PPⅠ-H组LncRNA CEBPA-AS1、miR-195-5p的表达水平比较差异均具有统计学意义(P<0.05)。见表3。

2.4 干扰LncRNA CEBPA-AS1表达对瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及凋亡的影响:与si-NC组比较,si-CEBPA-AS1组细胞存活率显著降低,G0/G1期细胞比例显著升高,S期细胞比例显著降低,差异均有统计学意义(P<0.05);G2/M期细胞比例无明显变化(P>0.05);细胞凋亡率显著升高,Bax蛋白水平显著升高,Bcl-2蛋白水平显著降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。见图2,表4。

2.5 LncRNA CEBPA-AS1靶向调控miR-195-5p:LncBase v.2预测显示LncRNA CEBPA-AS1与miR-195-5p存在结合位点,见图3。共转染WT- CEBPA-AS1的细胞实验中,与miR-NC组比较,miR-195-5p组荧光素酶活性显著降低,差异有统计学意义(P<0.05);共转染MUT-CEBPA-AS1的细胞实验中,miR-195-5p组荧光素酶活性与miR-NC组比较差异无统计学意义(P>0.05),见表5。与si-NC组比较,si-CEBPA-AS1组miR-195-5p的表达水平显著升高,差异有统计学意义(P<0.05);与pcDNA组比较,pcDNA-CEBPA-AS1组miR-195-5p的表达水平显著降低(P<0.05)。见表6。

2.6 LncRNA CEBPA-AS1过表达可降低重楼皂苷Ⅰ对瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及凋亡的作用:与PPⅠ-H+pcDNA组比较,PPⅠ-H+pcDNA-CEBPA-AS1组细胞存活率显著升高,G0/G1期细胞比例显著降低,S期细胞比例显著升高,差异均有统计学意义(P<0.05);G2/M期细胞比例无明显变化(P>0.05);细胞凋亡率显著降低,Bax蛋白水平显著降低,Bcl-2蛋白水平显著升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。见图4,表7。

3  讨论

瘢痕疙瘩成纤维细胞过度增殖与细胞外基质过量沉积可造成瘢痕疙瘩的形成,目前临床主要采用药物进行预防及治疗,但治疗效果不佳,因而寻找治疗效果好且副作用小的药物具有重要意义,苦参碱、辣椒素等药物具有抗炎、止痒、抗肿瘤等作用,可明显抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖[9-10]。因而本研究仍积极探寻新型治疗药物并探究其可能作用机制,为提高瘢痕疙瘩的治疗效果提供参考依据。

重楼是治疗肿瘤的重要药物之一,其具有清热解毒、消肿止痛等作用,重楼皂苷Ⅰ是重楼的主要活性物质,其具有抗肿瘤等作用,并可作用肿瘤细胞凋亡及抑制细胞增殖[11-13]。与上述研究结果相似,本研究结果显示不同浓度的重楼皂苷Ⅰ处理后细胞存活率显著降低,G0/G1期细胞比例显著升高,S期细胞比例显著降低,且随着药物剂量的增加而明显变化,提示重楼皂苷Ⅰ可抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖,并可诱导细胞周期阻滞于G1期,且呈剂量依赖性。Bcl-2属于抗凋亡蛋白,Bax属于促凋亡蛋白,Bax表达上调可通过促进线粒体释放细胞色素C而激活Capase级联反应从而促进细胞凋亡[14]。本研究结果显示不同浓度的重楼皂苷Ⅰ处理后瘢痕疙瘩成纤维细胞凋亡率显著升高,Bax表达上调,Bcl-2表达下调,且随着药物剂量的增加而显著变化,提示重楼皂苷Ⅰ可促进瘢痕疙瘩成纤维细胞凋亡,且呈剂量依赖性。

LncRNA CEBPA-AS1在口腔鳞状细胞癌中表达上调,其高表达量与口腔鳞状细胞癌患者预后不良相关,并可能通过CEBPA/Bcl2促进肿瘤发生[15]。本研究结果显示不同浓度的重楼皂苷Ⅰ处理后LncRNA CEBPA-AS1的表达水平显著降低,且随着药物剂量的增加而显著降低,提示重楼皂苷Ⅰ可能通过下调LncRNA CEBPA-AS1的表达从而发挥作用。本研究结果显示干扰LncRNA CEBPA-AS1表达后瘢痕疙瘩成纤维细胞存活率显著降低,G0/G1期细胞比例显著升高,S期细胞比例显著降低,细胞凋亡率显著升高,Bax表达上调,Bcl-2表达下调,提示干扰LncRNA CEBPA-AS1表达可抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖、诱导细胞周期阻滞,诱导细胞凋亡。同时本研究采用双荧光素酶报告实验与qRT-PCR实验证实LncRNA CEBPA-AS1可靶向结合miR-195-5p,并可负向调控miR-195-5p的表达。研究表明miR-195-5p在非小细胞肺癌中可能发挥抑癌基因作用[16]。沉默AGAP2-AS1可能通过上调miR-195-5p的表达从而抑制子宫内膜癌细胞迁移及侵袭[17]。本研究结果显示不同浓度的重楼皂苷Ⅰ处理后瘢痕疙瘩成纤维细胞中miR-195-5p的表达水平显著升高,且随着药物剂量的增加而显著升高,提示重楼皂苷Ⅰ可能通过上调miR-195-5p的表达从而发挥作用。为进一步探究重楼皂苷Ⅰ是否可通过调控LncRNA CEBPA-AS1/miR-195-5p通路而发挥作用,本研究将LncRNA CEBPA-AS1过表达载体与重楼皂苷Ⅰ共同处理瘢痕疙瘩成纤维细胞,结果显示细胞存活率显著升高,G0/G1期细胞比例显著降低,S期细胞比例显著升高,细胞凋亡率显著降低,Bax蛋白水平显著降低,Bcl-2蛋白水平显著升高,提示LncRNA CEBPA-AS1过表达可降低重楼皂苷Ⅰ对瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及凋亡的作用。

综上所述,重楼皂苷Ⅰ可抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖及促进细胞凋亡,其作用机制可能为通过下调LncRNA CEBPA-AS1的表达而上调miR-195-5p的表达从而发挥作用,可为进一步揭示瘢痕疙瘩发病机制奠定实验基础,还可为阐释重楼皂苷Ⅰ治疗瘢痕疙瘩的分子机制提供参考依据。

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[收稿日期]2020-08-13

本文引用格式:张翠,王珺,王凯波,等.重楼皂苷Ⅰ通过调控LncRNA CEBPA-AS1/miR-195-5p通路抑制瘢痕疙瘩成纖维细胞增殖及促进细胞凋亡的初步研究[J].中国美容医学,2021,30(9):12-16.

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