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六价铬Cr(VI)是金属铬多种价态之一。研究表明,六价铬在所有价态中毒性最强,具有皮肤黏膜腐蚀性和致癌性,能够引起机体的肝损伤和细胞损伤。ATF-6是内质网上的三大感受蛋白之一,作为ER应激的近端传感器能够引起细胞内质网未折叠蛋白反应的发生。同时ATF-6也是内质网应激诱导细胞凋亡途径中的一个重要的调节因子,能够激活多种内质网应激和凋亡相关蛋白的转录与表达。细胞凋亡通常被称为I型程序性死亡,是一种细胞在生理或病理条件下程序性的主动死亡模式。内质网是细胞稳态的重要因素,线粒体是细胞凋亡调节的重要中枢,两者在细胞凋亡过程中都有着十分重要的作用。本研究旨在探讨ATF6对Cr(VI)诱导的DF-1细胞凋亡的调控作用,并通过siRNA干扰ATF6表达从而抑制细胞凋亡,为Cr(VI)中毒病的解毒剂筛选提供理论依据。将DF-1细胞暴露于不同浓度的Cr(VI)中建立细胞毒性和细胞凋亡模型。通过CCK-8试剂盒测定DF-1的细胞活力,结果显示Cr(VI)处理DF-1细胞可以诱导DF-1细胞以时间和剂量依赖性方式发生细胞损伤,使用150μM的Cr(VI)处理细胞8小时的抑制率为49.3%。通过Hoechst 33342对细胞进行染色,激光共聚焦显微镜观察细胞形态和细胞核形态的变化。结果表明,Cr(VI)能够引起细胞出现显著的皱缩和悬浮,细胞核出现显著的核浓缩、核凹陷以及核碎片的产生。接下来,通过siRNA沉默DF-1细胞ATF-6蛋白表达,使用7-AAD/Annexin V双染测定细胞凋亡率,结果表明150μM的Cr(VI)处理细胞8小时后DF-1细胞凋亡率达到40.3%,而沉默ATF-6后细胞凋亡率下降至25.7%。此外,使用蛋白免疫印迹试验(Western Blot)检测内质网应激蛋白(GRP78)和凋亡蛋白(Caspase-3,Cleaved Caspase-3)的表达情况。结果表明,150μM的Cr(VI)导致GRP78和Cleaved Caspase-3蛋白表达增加,而沉默ATF-6显著抑制了这种增加。同时,测定了不同凋亡通路关键蛋白(PERK、ATF-6、Bcl-2、Caspase-9、Caspase-8)的表达量变化,实验结果表明沉默ATF-6后,内质网应激凋亡通路的PERK,ATF-6蛋白表达量下降,线粒体凋亡通路的Caspase-9和抗凋亡蛋白Bcl-2蛋白水平增加,而死亡受体凋亡通路蛋白Caspase-8表达量没有显著变化。表明Cr(VI)诱导了DF-1细胞激活了内质网凋亡途径和线粒体凋亡途径,而ATF-6作为一种内质网应激蛋白,能够调控DF-1细胞的线粒体凋亡途径和内质网应激凋亡途径。进一步使用JC-1染色法和DCFH-DA染色测定了DF-1细胞的线粒体膜电位(MMP)和ROS水平,结果表明150μM的Cr(VI)导致细胞线粒体膜电位丢失显著增加以及胞内ROS水平的显著增高,沉默ATF-6后显著降低了MMP的丢失以及抑制了ROS的增加。综上所述,本研究表明150μM的Cr(VI)诱导DF-1细胞发生内质网应激和凋亡,而ATF-6能够通过激活内质网应激和线粒体凋亡通路,降低MMP和增加ROS来调控凋亡的发生。