敲低KIF3B基因通过抑制Shh信号通路对小鼠胚胎腭突间充质细胞自噬的促进作用

doi:10.13481/j.1671-587X.20250601

吉林大学学报(医学版) ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (6): 1445-1451.doi: 10.13481/j.1671-587X.20250601

• 基础研究 • 下一篇

敲低KIF3B基因通过抑制Shh信号通路对小鼠胚胎腭突间充质细胞自噬的促进作用

刘中正¹,廉舒博¹,冯文宣²,温欣,刘瀚予,何苇¹()

^1.遵义医科大学附属口腔医院口腔颌面外科，贵州遵义 563000
^2.河南省南阳市口腔医院口腔颌面外科一病区，河南南阳 473000

收稿日期:2023-12-15 接受日期:2025-03-16 出版日期:2025-11-28 发布日期:2025-12-15
通讯作者: 何苇 E-mail:heweichenhui@163.com
作者简介:刘中正（1995-），男，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市人，主治医师，医学硕士，主要从事错颌畸形方面和口腔颌面部畸形方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金地区科学基金项目(82160176);贵州省科技厅科技计划项目（黔科合基础-ZL〔2023〕一般583）;遵义医科大学省级大学生创新创业项目(ZYDC2022064)

Prometive effect of knockdown of KIF3B gene on autophagy in mouse embryonic palatal mesenchymal cells by inhibiting Shh signaling pathway

Zhongzheng LIU¹,Shubo LIAN¹,Wenxuan FENG²,Xin WEN,Hanyu LIU,Wei HE¹()

^1.Department of Oral and Maxillofacial Surgery，Affiliated Stomatology Hospital，Zunyi Medical University，Zunyi 563000，China
^2.Ward One，Department of Oral and Maxillofacial Surgery，Stomatology Hospital，Nanyang City，Henan Province，Nanyang 473000，China

Received:2023-12-15 Accepted:2025-03-16 Online:2025-11-28 Published:2025-12-15
Contact: Wei HE E-mail:heweichenhui@163.com

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨敲低小鼠胚胎腭突间充质细胞（mEPMCs）初级纤毛（PC）重要组件驱动蛋白家族成员3B（KIF3B）基因对细胞自噬水平的作用，并阐明其作用机制。方法收集体外培养孕龄14.5 d C57BL/6J小鼠的mEPMCs，根据是否敲低KIF3B基因和使用平滑因子受体激动剂（SAG）激活音猬因子（Shh）信号通路及其下游共受体Smo，分为对照组（给予生理盐水）、空载病毒转染细胞组（sh-NC组）（给予慢病毒转染）、敲低KIF3B组（sh-KIF3B组）（给予KIF3B基因敲低）、敲低KIF3B加入SAG组（sh-KIF3B+SAG组）（给予KIF3B基因敲低后加入SAG），每组5只大鼠。透射电镜观察各组mEPMCs中自噬小体/自噬溶酶体形态表现及数量，Western blotting法检测各组mEPMCs中自噬相关蛋白苄氯素1（Beclin-1）和p62及Shh信号通路中Shh和Smo蛋白表达水平。结果透射电镜观察，与对照组比较，sh-KIF3B组mEPMCs中自噬小体/自噬溶酶体数量明显增加（P<0.05）；与sh-KIF3B组比较，sh-KIF3B+SAG组mEPMCs中自噬小体/自噬溶酶体数量明显减少（P<0.05）。Western blotting法检测，与对照组比较，sh-KIF3B组mEPMCs中Beclin-1蛋白表达水平明显升高（P<0.05），KIF3B、p62、Shh和Smo蛋白表达水平均明显降低（P<0.01）；与sh-KIF3B组比较，sh-KIF3B+SAG组mEPMCs中Shh、Smo和p62蛋白表达水平明显升高（P<0.01），Beclin-1蛋白表达水平明显降低（P<0.01）。结论敲低KIF3B基因可促进mEPMCs自噬，其机制可能与其抑制Shh信号通路有关。

关键词: 唇腭裂, 驱幼蛋白家族成员3B, 初级纤毛, 音猬因子信号通路, 细胞自噬

Abstract:

Objective To discuss the effect of knock down of gene of kinesin family member 3B （KIF3B）， an important component of primary cilia （PC） of in mouse embryonic palatal mesenchymal on the autophagy level of cells （mEPMCs） cells， and to clarify its mechanism. Methods The mEPMCs from gestational day 14.5 C57BL/6J mice cultured in vitro were collected and divided into control group （administered normal saline）， empty lentivirus transfected cell group （sh-NC group）（administered lentivirus transfection）， KIF3B knockdown group （sh-KIF3B group）（administered KIF3B gene knockdown）， and KIF3B knockdown plus Smoothened receptor agonist （SAG） group （sh-KIF3B+SAG group）（administered KIF3B gene knockdown followed by SAG addition）， based on whether the KIF3B gene was knocked down and whether the SAG was used to activate the sonic hedgehog （Shh） signaling pathway and its downstream coreceptor Smo， with 5 rats in each group. Transmission electron microscope was used to observe the morphology and the number of autophagosomes/autolysosomes in the mEPMCs in various groups； Western blotting method was used to detect the expression levels of autophagy-related proteins Beclin-1 and p62， and the Shh signaling pathway proteins Shh and Smo in the mEPMCs in various groups. Results The transmission electron microscope observation results showed that compared with control group， the number of autophagosomes/autolysosomes in sh-KIF3B group was significantly increased （P<0.05）； compared with sh-KIF3B group， the number of autophagosomes/autolysosomes in the mEPMCs in sh-KIF3B+SAG group was significantly decreased （P<0.05）. The Western blotting results showed that compared with control group， the Beclin-1 protein expression level in the mEPMCs in sh-KIF3B group was significantly increased （P<0.05）， and the KIF3B， p62， Shh， and Smo protein expression levels were significantly decreased （P<0.01）； compared with sh-KIF3B group， the Shh， Smo， and p62 protein expression levels in the mEPMCs in sh-KIF3B+SAG group were significantly increased （P<0.01）， and the Beclin-1 protein expression level was significantly decreased （P<0.01）. Conclusion Knockdown of KIF3B gene can promote autophagy of the mEPMCs， and the mechanism may be related to its inhibition of the Shh signaling pathway.

Key words: Cleft lip and palate, Kinesin family member 3B, Primary cilia, Sonic hedgehog signaling pathway, Autophagy

中图分类号:

R782.2

刘中正,廉舒博,冯文宣,温欣,刘瀚予,何苇. 敲低KIF3B基因通过抑制Shh信号通路对小鼠胚胎腭突间充质细胞自噬的促进作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2025, 51(6): 1445-1451.

Zhongzheng LIU,Shubo LIAN,Wenxuan FENG,Xin WEN,Hanyu LIU,Wei HE. Prometive effect of knockdown of KIF3B gene on autophagy in mouse embryonic palatal mesenchymal cells by inhibiting Shh signaling pathway[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2025, 51(6): 1445-1451.

图/表 5

图1

表1

图2

图3

图4

参考文献 26

[1]	MOSSEY P A， LITTLE J， MUNGER R G， et al. Cleft lip and palate［J］. Lancet， 2009， 374（9703）： 1773-1785.
[2]	XU D P， QU W D， SUN C， et al. A study on environmental factors for nonsyndromic cleft lip and/or palate［J］. J Craniofac Surg， 2018， 29（2）： 364-367.
[3]	NASREDDINE G， HAJJ J E L， GHASSIBE-SABBAGH M. Orofacial clefts embryology， classification， epidemiology， and genetics［J］. Mutat Res Rev Mutat Res， 2021， 787： 108373.
[4]	NASRALLAH I， GOLDEN J A. Brain， eye， and face defects as a result of ectopic localization of Sonic hedgehog protein in the developing rostral neural tube［J］. Teratology， 2001， 64（2）： 107-113.
[5]	PRAJAPATI A， MEHAN S， KHAN Z. The role of Smo-Shh/Gli signaling activation in the prevention of neurological and ageing disorders［J］. Biogerontology， 2023， 24（4）： 493-531.
[6]	BEAR K A， SOLOMON B D， ANTONINI S， et al. Pathogenic mutations in GLI2 cause a specific phenotype that is distinct from holoprosencephaly［J］. J Med Genet， 2014， 51（6）： 413-418.
[7]	XIANG Y， LI X L， ZHAN Z Y， et al. A novel nonsense GLI3 variant is associated with polydactyly and syndactyly in a family by blocking the sonic hedgehog signaling pathway［J］. Front Genet， 2020， 11： 542004.
[8]	HOYOS CADAVID A M， KAMINAGAKURA E， RODRIGUES M F S D， et al. Immunohistochemical evaluation of Sonic Hedgehog signaling pathway proteins （Shh， Ptch1， Ptch2， Smo， Gli1， Gli2， and Gli3） in sporadic and syndromic odontogenic keratocysts［J］. Clin Oral Investig， 2019， 23（1）： 153-159.
[9]	陈珏蓉，陈菁菁，刘觅，等. 地塞米松和维生素B₁₂干预下小鼠胚胎腭突Shh相关信号因子的研究［J］. 重庆医科大学学报， 2021， 46（12）： 1454-1459.
[10]	MAHARJAN Y， LEE J N， KWAK S， et al. Autophagy alteration prevents primary cilium disassembly in RPE1 cells［J］. Biochem Biophys Res Commun， 2018， 500（2）： 242-248.
[11]	ZHANG S K， LIU Y Y， LIANG Q W. Low-dose dexamethasone affects osteoblast viability by inducing autophagy via intracellular ROS［J］. Mol Med Rep， 2018， 17（3）： 4307-4316.
[12]	LI H J， LI J J， LI Y N， et al. Sonic hedgehog promotes autophagy of vascular smooth muscle cells［J］. Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2012， 303（11）： H1319-H1331.
[13]	YAO Y X， LI T Y， YU T T， et al. Hedgehog signal activates AMPK via Smoothened to promote autophagy and lipid degradation in hepatocytes［J］. Biochem Cell Biol， 2023， 101（4）： 284-293.
[14]	郭佳男. IFT122通过初级纤毛介导的Shh信号通路调控mEPMCs增殖的机制研究［D］. 遵义：遵义医科大学， 2020.
[15]	武春艳，杨意，杨霞，等. 自噬小体的生物发生和成熟［J］. 中国细胞生物学学报， 2024， 46（1）： 118-128.
[16]	陈珏蓉，王新，陈尚，等. 小鼠胚胎腭突上皮细胞初级纤毛生长规律的研究［J］. 医学研究生学报， 2020， 33（9）： 914-918.
[17]	JI Y， GARLAND M A， SUN B， et al. Cellular and developmental basis of orofacial clefts［J］. Birth Defects Res， 2020， 112（19）： 1558-1587.
[18]	BALDARI C T， ROSENBAUM J. Intraflagellar transport： it’s not just for cilia anymore［J］. Curr Opin Cell Biol， 2010， 22（1）： 75-80.
[19]	FUNABASHI T， KATOH Y， OKAZAKI M， et al. Interaction of heterotrimeric kinesin-Ⅱ with IFT-B-connecting tetramer is crucial for ciliogenesis［J］. J Cell Biol， 2018， 217（8）： 2867-2876.
[20]	殷杰. 小鼠胚胎腭间充质细胞中Smo蛋白在初级纤毛的定位研究［D］. 遵义：遵义医学院， 2017.
[21]	LIU A M. Proteostasis in the hedgehog signaling pathway［J］. Semin Cell Dev Biol， 2019， 93： 153-163.
[22]	CARBALLO G B， HONORATO J R， DE LOPES G P F， et al. A highlight on Sonic hedgehog pathway［J］. Cell Commun Signal， 2018， 16（1）： 11.
[23]	WANG Q， KUROSAKA H， KIKUCHI M， et al. Perturbed development of cranial neural crest cells in association with reduced sonic hedgehog signaling underlies the pathogenesis of retinoic-acid-induced cleft palate［J］. Dis Model Mech， 2019， 12（10）： dmm040279.
[24]	PIETROBONO S， GAGLIARDI S， STECCA B. Non-canonical hedgehog signaling pathway in cancer： activation of GLI transcription factors beyond smoothened［J］. Front Genet， 2019， 10： 556.
[25]	WANG W C， SHIRAISHI R， KAWAUCHI D. Sonic hedgehog signaling in cerebellar development and cancer［J］. Front Cell Dev Biol， 2022， 10： 864035.
[26]	SENATORE E， IANNUCCI R， CHIUSO F， et al. Pathophysiology of primary cilia： signaling and proteostasis regulation［J］. Front Cell Dev Biol， 2022， 10： 833086.

Group	Number
Control	6.21±0.81
Sh-NC	6.84±0.32
Sh-KIF3B	17.93±0.64^*
Sh-KIF3B+SAG	6.47±0.57^△

敲低KIF3B基因通过抑制Shh信号通路对小鼠胚胎腭突间充质细胞自噬的促进作用

Prometive effect of knockdown of KIF3B gene on autophagy in mouse embryonic palatal mesenchymal cells by inhibiting Shh signaling pathway

RichHTML

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 26

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0

[1]	胡英,黄勇. 短链脂肪酸对炎症诱导多囊卵巢综合征卵巢颗粒细胞自噬损伤的改善作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2025, 51(5): 1340-1348.
[2]	安玮,买买提吐逊·吐尔地null,姚志涛. 叶黄素对兔颞下颌关节软骨组织中PI3K/AKT信号通路和软骨细胞自噬的调控作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2025, 51(4): 976-983.
[3]	石玉宵,刘美岚,朱美霖,魏枫. 5-Aza-CdR对裸鼠皮下移植瘤组织中甲状腺乳头状癌细胞自噬和凋亡的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(5): 1330-1338.
[4]	于国兴,张鑫,杜恒玮,崔冰洁,高娜,刘翠兰,杜静. 尿石素C对人急性髓系白血病HL-60细胞增殖、凋亡和自噬的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(4): 908-916.
[5]	武梦雪,陈士玲,刘艳,米旭光,林秀英,付建华,方艳秋. 人脐带间充质干细胞培养上清对米非司酮处理的人子宫内膜基质细胞存活、凋亡和子宫内膜容受性的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(1): 79-87.
[6]	刘星,刘佳丽,聂连桂,刘茂军,赵俊雄,汪刘洋,杨军. 二氧化硫对大鼠急性心肌缺血损伤后心肌纤维化的改善作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(5): 1125-1133.
[7]	刘珊,邢兆东,黄平. 结直肠癌细胞源性外泌体中miR-17-5p的表达对结直肠癌细胞化疗敏感性的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(4): 975-984.
[8]	张蒨,李静. 过表达TLR4基因对胃癌细胞自噬的抑制作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(5): 1238-1246.
[9]	孙艳敏,胡俊攀,王冰玉,傅金英. 山姜素对来曲唑诱导的多囊卵巢综合征模型大鼠的治疗作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(1): 129-135.
[10]	孙文雄,李蒲. SOCS3在弥漫大B细胞淋巴瘤患者外周血单个核细胞中的表达及其对OCI-LY7细胞自噬和凋亡的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(1): 172-179.
[11]	陆路,黎东明,王学国,宋丹,王太成,赵红岩,吴晓勇. 氯喹通过影响胰腺癌细胞自噬和线粒体功能对吉西他滨耐药细胞的作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(4): 926-933.
[12]	曾瑞霞, 张轶博. p62基因缺失对人脂肪间充质干细胞成脂的促进作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(05): 979-984.
[13]	于雷, 王策, 韩冰, 李鑫, 韩雨辰, 孙宇莹, 郭湘舒, 刘威武, 王志成. 线粒体靶向KillerRed增强辐射诱导HeLa细胞自噬作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(04): 693-698.
[14]	刘俊杰, 杜鹃, 杨雅菊, 王雪, 孙玉婷, 刘瑶, 赵雅宁, 李建民. 头孢曲松对蛛网膜下腔出血大鼠海马神经细胞的保护作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(05): 1069-1074.
[15]	武丹, 曾林祥. PTEN在特发性肺纤维化中作用的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(01): 202-205.