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目的:探讨TIGAR(TP53-induced glycolysis and apoptosis regulator)基因沉默后对鼻咽癌5-8F细胞自噬、凋亡、线粒体降解及线粒体形态、功能的影响。 方法:1、体外培养鼻咽癌5-8F细胞系;通过慢病毒介导的特异性shRNA干扰TIGAR表达,并通过免疫荧光分析、Western blot检测TIGAR在胞质及线粒体内表达水平变化;2、流式细胞仪分析沉默TIGAR基因后细胞内代谢产物还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)及活性氧(ROS)含量变化,评估细胞内氧化应激水平;3、Western blot检测主要的细胞自噬相关蛋白LC3、Beclin-1及P62表达水平变化,分析细胞自噬活性变化;4、JC-1染色细胞检测线粒体膜电位变化;5、分离细胞质蛋白及线粒体蛋白通过Western blot检测凋亡蛋白细胞色素c在线粒体与胞质内表达水平变化;流式分析检测Annexin V/PI染色细胞凋亡率;6、Western blot检测线粒体自噬蛋白PINK1及Parkin表达水平变化;线粒体绿色荧光探针标记线粒体,通过流式分析线粒体数量变化,Western blot验证线粒体管家基因编码的蛋白——mtHSP70表达水平变化,分析细胞内线粒体数量变化;7、电镜下观察细胞超微结构,特别是线粒体的形态结构变化;高效液相色谱法检测细胞内ATP含量变化,评估线粒体功能。 结果:1、通过慢病毒介导的shRNA转染5-8F细胞,成功构建TIGAR基因沉默的细胞株(sh TIGAR)及对照组细胞株(sh scramble),Western blot及免疫荧光分析均显示在干扰组细胞胞质及线粒体内TIGAR表达水平明显降低;2、TIGAR干扰导致细胞内NADPH产生减少,细胞内还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)比例降低,ROS水平明显升高,细胞氧化还原状态改变;3、干扰组细胞中自噬标志蛋白LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ、Beclin1表达显著上升,同时P62表达下降,表明细胞自噬增强;4、沉默TIGAR引起细胞线粒体膜电位下降;5、干扰组细胞中细胞色素c在胞质内含量明显增加而在线粒体内含量减少,且干扰组细胞凋亡率明显升高,表明细胞凋亡增加;6、沉默TIGAR后,细胞胞质中PINK1水平上升,线粒体内Parkin表达增加,表明PINK1/Parkin途径介导的线粒体自噬被激活,但干扰组细胞内线粒体数量却较对照组细胞增多;7、电镜下观察到TIGAR干扰组细胞线粒体呈现出肿胀,脊瓦解,空泡形成的异常形态,同时高效液相检测显示干扰组细胞内ATP生产较对照组细胞减少,表明线粒体的结构与功能完整性遭到破坏。 结论:沉默TIGAR后5-8F细胞内GSH/GSSG比例降低,ROS积聚,使细胞不能维持正常的氧化还原状态,氧化应激增加,细胞自噬活性增强,细胞凋亡率上升,线粒体膜电位降低,线粒体膜通透性转运孔(MPTP)开放,使PINK1/Parkin介导的线粒体自噬途径被激活,但最终线粒体降解被阻碍,导致细胞内受损线粒体堆积,表现为线粒体结构紊乱及生理功能障碍,进一步造成细胞损伤。