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目的:本课题组在前期实验中应用高通量的基因组学技术对TBT的肝毒性机制进行了初步探索,提示TBT引起的内质网应激可能是TBT诱导肝细胞凋亡的重要原因,在此过程中伴随着细胞自噬的发生。为此,本研究将对TBT诱导肝细胞自噬进行深入探索,以期进一步阐明TBT诱导肝细胞损伤的机制。
方法:1.MTT法检测HL7702细胞经0、2、4、6、8、10μΜTBT处理2h后,细胞增殖活力变化情况。2.使用透射电镜,在不同放大倍数下观察经不同浓度TBT处理2h后肝细胞形态和内部超微结构的变化。3.HL7702细胞经不同浓度TBT暴露2h后,使用Annexin V-FITC细胞凋亡检测试剂盒对细胞凋亡率进行分析。4.HL7702细胞经不同浓度TBT暴露后提取总蛋白,使用同位素相对标记与绝对定量技术(iTRAQ)检测全蛋白组表达水平。5.运用蛋白免疫印迹技术对蛋白质组学结果中重要的内质网应激相关蛋白和自噬相关蛋白进行验证。
结果:1.HL7702细胞暴露于不同浓度TBT后细胞增殖活力发生明显改变,整体上表现为低浓度TBT促进肝细胞增殖,高浓度TBT抑制肝细胞增殖的趋势,且高浓度组细胞已趋于死亡。基于MTT结果,最终选取2、6、10μΜTBT染毒组分别作为低浓度组、中浓度组和高浓度组进行细胞凋亡检测、蛋白质组学和透射电镜实验;以及选取2、4、6、8、10μΜTBT染毒组进行蛋白质免疫印迹实验;以未染毒组作为对照组。2.透射电镜下,观察到对照组的细胞整体结构完整,核膜光滑完整稍有褶皱,内质网和线粒体等重要细胞器完好;低浓度和中浓度组细胞核出现固缩、褶皱较多,内质网腔扩张,部分核糖体从粗面内质网上脱落,胞质中出现少量空泡和自噬前体;高浓度组细胞核固缩明显,核膜界限模糊,胞内正常细胞器基本消失,自噬体明显增多,出现大量碎片和空泡,细胞死亡解体。3.流式细胞术结果表明HL7702细胞经低浓度TBT处理后细胞凋亡率未发生明显变化,之后细胞凋亡率随着染毒浓度的增加明显升高且呈剂量依赖性。4.蛋白质组学结果表明HL7702细胞暴露于低、中和高浓度TBT2h后分别出现349、598、801个蛋白表达改变。5.Western Blot验证显示,与内质网应激和自噬相关的蛋白ATF6、Calnexin、CHOP、PERK、Atg16L1、Atg12(16kDa)、P-IRE1α、P-eIF2α、P-JNK和LC3Ⅰ/Ⅱ表达水平发生明显改变。Ero1-Lα、PDI、Atg3、Atg5、Atg7、Bip、Beclin-1、Atg12(55kDa)、IRE1α、eIF2α、JNK蛋白无明显改变。
结论:ATF6、PERK、IRE1三种受体蛋白介导的内质网应激在TBT诱导细胞凋亡中发挥重要作用,且伴随着由多种自噬相关蛋白参与的细胞自噬的发生。
方法:1.MTT法检测HL7702细胞经0、2、4、6、8、10μΜTBT处理2h后,细胞增殖活力变化情况。2.使用透射电镜,在不同放大倍数下观察经不同浓度TBT处理2h后肝细胞形态和内部超微结构的变化。3.HL7702细胞经不同浓度TBT暴露2h后,使用Annexin V-FITC细胞凋亡检测试剂盒对细胞凋亡率进行分析。4.HL7702细胞经不同浓度TBT暴露后提取总蛋白,使用同位素相对标记与绝对定量技术(iTRAQ)检测全蛋白组表达水平。5.运用蛋白免疫印迹技术对蛋白质组学结果中重要的内质网应激相关蛋白和自噬相关蛋白进行验证。
结果:1.HL7702细胞暴露于不同浓度TBT后细胞增殖活力发生明显改变,整体上表现为低浓度TBT促进肝细胞增殖,高浓度TBT抑制肝细胞增殖的趋势,且高浓度组细胞已趋于死亡。基于MTT结果,最终选取2、6、10μΜTBT染毒组分别作为低浓度组、中浓度组和高浓度组进行细胞凋亡检测、蛋白质组学和透射电镜实验;以及选取2、4、6、8、10μΜTBT染毒组进行蛋白质免疫印迹实验;以未染毒组作为对照组。2.透射电镜下,观察到对照组的细胞整体结构完整,核膜光滑完整稍有褶皱,内质网和线粒体等重要细胞器完好;低浓度和中浓度组细胞核出现固缩、褶皱较多,内质网腔扩张,部分核糖体从粗面内质网上脱落,胞质中出现少量空泡和自噬前体;高浓度组细胞核固缩明显,核膜界限模糊,胞内正常细胞器基本消失,自噬体明显增多,出现大量碎片和空泡,细胞死亡解体。3.流式细胞术结果表明HL7702细胞经低浓度TBT处理后细胞凋亡率未发生明显变化,之后细胞凋亡率随着染毒浓度的增加明显升高且呈剂量依赖性。4.蛋白质组学结果表明HL7702细胞暴露于低、中和高浓度TBT2h后分别出现349、598、801个蛋白表达改变。5.Western Blot验证显示,与内质网应激和自噬相关的蛋白ATF6、Calnexin、CHOP、PERK、Atg16L1、Atg12(16kDa)、P-IRE1α、P-eIF2α、P-JNK和LC3Ⅰ/Ⅱ表达水平发生明显改变。Ero1-Lα、PDI、Atg3、Atg5、Atg7、Bip、Beclin-1、Atg12(55kDa)、IRE1α、eIF2α、JNK蛋白无明显改变。
结论:ATF6、PERK、IRE1三种受体蛋白介导的内质网应激在TBT诱导细胞凋亡中发挥重要作用,且伴随着由多种自噬相关蛋白参与的细胞自噬的发生。