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肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一,目前占我国恶性肿瘤死亡原因的第二位,肝癌早期往往不易发现,一旦发现多数已属中晚期,如果不能彻底手术切除,目前仍缺乏其他有效的治疗方法。通过各种手段干预肿瘤细胞的活化增殖,是目前治疗肝癌的研究方向和研究热点。肿瘤的形成多与失控的细胞增殖相关,而细胞凋亡在这种病态的增殖密切相关。细胞增殖抑制基因(hyperplasia suppressor gene, HSG)是利用差异显示技术得到的一个与高血压相关的新基因,最近研究发现HSG与线粒体融合相关,因此被称为线粒体融合蛋白2(Mfn2)。研究表明,Mfn2通过与ras基因结合,抑制Ras-Erk通路的活性,从而上调周期调控蛋白P27和P21Cipl的表达、下调PCNA的表达、阻滞细胞于GO/G1期,从而抑制细胞增殖,提示Mfn2可能与肿瘤发生发展密切相关。第一部分线粒体融合蛋白2(Mfn2)通过线粒体凋亡途径诱导肝癌细胞凋亡目的：Mfn2显著抑制血管内皮细胞(VSMCs)增殖,并具有潜在的诱导细胞凋亡效应。本文证实Mfn2诱导肝癌细胞凋亡并探讨其可能的分子机制。方法：运用QRT-PRC和免疫组化分析肝癌与癌旁正常肝组织Mfn2基因与蛋白表达水平。本研究采用肝癌细胞株HepG2与Huh7细胞,运用腺病毒载体外源性加入重组的Mfn2,建立过表达Mfn2的细胞模型。应用流式细胞术分析Mfn2对细胞凋亡、线粒体膜电位、活性氧水平的影响,运用Western blot方法检测细胞色素c释放、Bax移位和活化的Caspase3表达,并探讨其诱导细胞凋亡的分子机制。结果：定量PCR和免疫组化显示,与癌旁正常肝组织相比,癌组织中Mfn2在基因与蛋白水平均低表达(P<0.01)。免疫组化显示,Mfn2的低表达与肿瘤的大小及分期密切相关(P=0.038和0.040)。生存曲线表明低表达Mfn2的肝癌病人预后较差(P<0.01)。肝癌细胞株HepG2与Huh7过表达Mfn2,发现细胞凋亡、线粒体膜电位(△Ψm)下降、细胞内活性氧水平(ROS)增加、Bax由细胞质易位于线粒体而细胞色素c由线粒体释放入细胞质。结论：Mfn2在癌组织中低表达,与肿瘤大小、分期及病人生存率密切相关。发现Mfn2可能通过线粒体凋亡途径诱导肝癌细胞凋亡。第二部分线粒体融合蛋白2(Mfn2)通过激发内质网(ER)内钙离子(Ca2+)流入线粒体从而诱导肝癌细胞凋亡目的：Mfn2显著抑制细胞增殖并具有诱导肝癌细胞凋亡效应。另外,Mfn2不但促进线粒体融合并维持线粒体的网络结构,而且是维持线粒体与内质网(ER)紧密联系的桥梁蛋白。本研究探讨Mfn2可能通过激发内质网内钙离子流入线粒体从而诱导肝癌细胞凋亡。方法：应用肝癌细胞株HepG2,通过腺病毒载体外源性加入Mfn2,建立过表达Mfn2的细胞模型。运用钙离子示踪剂,检测内质网与线粒体内钙离子的变化。另外,分别应用药物肝素(Heparin)(特异性抑制内质网上IP3激活的钙离子释放通道)和RU360(特异性阻断线粒体钙离子摄入)处理过表达Mfn2的细胞,分析细胞内细胞器的钙离子流向并检测细胞凋亡、线粒体膜电位、活性氧水平和细胞色素c释放。结果：在Mfn2的外源性处理下,内质网(ER)内钙离子下降、线粒体内钙离子增加。然而,运用Heparin和RU360处理过表达Mfn2的HepG2细胞,发现细胞不发生凋亡、线粒体膜电位(△Ψm)不下降、活性氧水平(ROS)不升高、内质网(ER)内钙离子不下降和线粒体内钙离子水平不升高。而且我们发现,外源性Mfn2下调线粒体钙离子内流的“守门员”蛋白MICUs的表达。结论：本研究表明,Mfn2通过激发内质网内钙离子流入线粒体从而诱导肝癌细胞凋亡。内质网内钙离子通过IP3激活的钙离子释放通道释放,线粒体通过线粒体钙离子单向传递体摄入内质网释放的钙离子。