Monensin(蛋白转运抑制剂)

背景^[1-7]

Monensin(蛋白转运抑制剂)是一种离子载体(ionophore)，可以破坏高尔基体，抑制细胞内的蛋白转运，常用作蛋白转运抑制剂。Monensin也常被用于抑制细胞因子等分泌型蛋白的分泌，也用于免疫染色时通过抑制分泌来增强分泌型蛋白的染色。Monensin作为离子载体，可以选择性结合单价阳离子入Li⁺，Na⁺，K⁺，Rb⁺，Ag⁺和Ti⁺，并把这些阳离子转运到细胞膜内。

由于可以抑制蛋白转运，Monensin也被用作抗菌、抗疟等抗微生物活性(antimicrobial activity)。Monensin是与冠醚相关的离子载体，优选与一价阳离子形成络合物，例如：Li⁺，Na⁺，K⁺，Rb⁺，Ag⁺和Ti⁺。Monensin能够在电中性（即非去极化）交换中将这些阳离子转运穿过细胞的脂质膜，起到Na+/H+逆向转运蛋白的重要作用。最近的研究表明，莫能菌素可以以电生成和电中性方式通过膜转运钠离子。

该方法不仅解释了亲本莫能菌素的离子载体能力，而且还解释了其不具有羧基的衍生物的抗菌性能。它阻断细胞内蛋白质运输，并表现出抗生素，抗疟疾和其他生物活性。莫能菌素及其衍生物的抗菌特性是它们通过细胞膜和亚细胞膜转运金属阳离子的能力的结果。Monensin广泛用于牛肉和乳制品行业，以防止球虫病，增加丙酸的产生和防止膨胀。此外，莫能菌素，以及其衍生物莫能菌素甲酯（MME），特别是莫能菌素癸酯（MDE）广泛用于离子选择性电极。在实验室研究中，莫能菌素被广泛用于阻断高尔基体运输。

应用^[8][9]

Monensin(蛋白转运抑制剂)可用于诱导癌症细胞凋亡的研究：

最近研究表明莫能菌素可以抑制多种肿瘤细胞的生长并且诱导癌细胞凋亡。肺癌是一种发病率高且难治疗的肿瘤,分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌。非小细胞肺癌细胞发病比例较高,占肺癌发病率的85%以上。

通过在体外培养的人肺腺癌A549细胞中,加入不同浓度的莫能菌素处理,采用MTT法和实时无标记细胞功能分析（RTCA）法进行检测,共同分析细胞增殖率;采用转录组测序,检测对照组与实验组发生差异变化的基因,通过差异基因分析药物作用机制;采用流式细胞仪和Western blot,分析药物对细胞周期的作用;采用Western blot检测A549细胞自噬。

莫能菌素对体外A549细胞增殖结果显示:溶剂组对细胞存活率无明显影响,并且加药组数据显示,随着莫能菌素浓度增加、药物作用时间延长,细胞增殖率表现出明显下降趋势,表明莫能菌素能够抑制A549细胞增殖,并且呈现出明确的时间和剂量依赖性。根据流式细胞术分析检测细胞内DNA总量变化,我们可以得出周期阻滞于G1期。从转录组测序结果,我们可以得出,在整个测序结果中,共有约2500多个基因发生了变化。

通过Western blot实验检测与G1期阻滞相关基因,CyclinE、CyclinD、CDK2、E2F1、Rb、p-Rb、cdc25A、ATM、Chk1、c-Myc、p21、p27。我们发现经过1μM及2μM莫能菌素处理A549细胞24h、48h后,CyclinE、CyclinD、CDK2、E2F1、cdc25A、c-Myc、p-Rb、Chk1蛋白表达量均成时间剂量依赖性下降,Rb、p27蛋白含量均成时间剂量依赖性上升,但是p21、ATM并没有发生改变。

1μM莫能菌素作用于A549细胞后,通过转录组测序结果以及Western blot的结果显示自噬标志物LC3蛋白的表达量增加,Atg9、Atg13、Atg4、p62等基因表达也相应增加。通过对转录组的测序结果分析表明,莫能菌素可引发与ER相关基因CHOP、Bip、PERK、IRE1基因表达量的增加,因此该药物可能是通过内质网应激途径诱导A549细胞凋亡。试验结果表明莫能菌素在体外可显著抑制A549细胞增殖;莫能菌素使A549细胞阻滞于G1期,并且与G1期阻滞相关蛋白均发生变化;莫能菌素对A549细胞自噬发生具有一定的促进作用;莫能菌素可诱导A549细胞凋亡。

参考文献

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