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脂滴(LDs)是来自内质网的特殊的、复杂的、多功能的细胞器,几乎存在于所有类型的细胞中。随着现代科技的发展,人们对LDs的生化结构、蛋白组学、生理功能、代谢调节和与之相关的疾病有了越来越深入的了解。细胞中有两种分解LDs的途径:一是通过中性脂酶,如甘油三酯脂肪酶(ATGL)和激素敏感酯酶(HSL),来水解LDs中的甘油三酯(TG)和胆固醇酯(CE)等其他脂质;另一方面可以通过自噬来吞噬LDs,然后经自噬溶酶体内的溶解酶来降解其中的脂质。LDs的代谢异常和功能失调与肥胖症、脂肪肝、动脉粥硬化、Ⅱ型糖尿病、炎症和癌症等多种疾病存在着密切关系。子宫颈是连接着子宫体和阴道的重要通道。妊娠期间子宫颈的关闭保证了子宫内胎儿的正常发育。而分娩时子宫颈口的开张为足月胎儿的产出提供了保障。由于子宫颈口的开张和收缩都需要持续的能量供应,而提供能量的来源除糖原颗粒外,是否还由子宫颈上皮细胞中的LDs提供目前均尚不清楚,本研究旨在证明小鼠子宫颈上皮细胞(MCECs)中的LDs在饥饿状态下的能量代谢变化。 首先,采集小鼠子宫颈腔上皮层并进行消化和分离,在DMEM/F12培养液中进行原代培养,利用免疫荧光的方法检测角蛋白的阳性率以证实上皮细胞的纯度,结果显示培养的MCECs纯度>98%,符合实验要求。随后,用Hank’s平衡盐溶液(HBSS)替换DMEM/F12培养液来诱导饥饿,分别对MCECs进行饥饿处理0h、6h、12h和24h。利用荧光追踪法来检测细胞中LDs代谢的变化以及脂肪酸(FAs)在LDs和线粒体之间的转运状态。在饥饿处理前用Bodipy558/568(Red C12)标记FAs,然后开始对细胞进行饥饿处理,处理结束后分别用Bodipy493/503标记LDs和用MitoTracker Green标记线粒体(Mito),在共聚焦显微镜下观察FAs和LDs、FAs和Mito的位置关系。结果表明随着饥饿时间的延长,胞浆中的FAs含量逐渐增多,FA进入到线粒体中。同时,LDs数量增多,LDs变小(p<0.05)。利用甘油三酯定量检测试剂盒检测饥饿处理后细胞中TG的含量,结果显示TG的量随饥饿时间延长显著减少(p<0.05)。采用蛋白免疫印记技术检测与LDs代谢相关的酶类如ATGL和HSL、及其上游调控蛋白PKA和AMPK、和自噬标志蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表达量变化。结果显示随着饥饿时间的延长,ATGL在6h时有显著上升(p<0.05),但在24h时显著下降(p<0.05),HSL和AMPK的表达量从12h时及以后都出现显著的下降(p<0.05),PKA在饥饿6h时及以后出现显著的下降(p<0.05),但LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表达量只在24h时却显著升高(p<0.05)。在使用H89(PKA抑制剂)后,结果发现ATGL和HSL表达量下降更加显著(p<0.05),LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表达量从6h时及以后更加显著升高(p<0.05),而AMPK表达量变化不明显。用发光细胞活力检测试剂盒检测饥饿处理后的细胞中ATP量的变化,结果显示ATP的含量在饥饿6h时开始下降,从12h时及以后呈现显著降低(p<0.05)。最后用流式细胞术检测线粒体膜电位的变化,结果表明线粒体膜电位随着饥饿时间延长呈现显著降低(p<0.05),这意味着Mito受损程度越来越严重。 总之,以上实验结果表明,随着饥饿时间的延长,由于上游调控中性脂酶表达的蛋白AMPK和PKA受到了抑制,ATGL和HSL的表达也受到抑制,PKA激活ATGL和HSL促进LDs的脂解作用减弱。但在这一过程MCECs中LDs内中性脂质仍在被分解,释放到胞浆中的游离FAs增多,同时LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表达量在加强,这意味着此时自噬体在LDs分解代谢中发挥主要的作用。过多的FAs进入胞质会产生细胞毒性,造成线粒体膜电位下降,线粒体功能受损,进而导致ATP合成量减少。自噬体不仅参与脂滴的分解代谢,而且还清除FAs过量所引起的损伤细胞器。LDs分解代谢过程中产生的FAs并没有主要用来提供能量ATP。