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目的:本研究通过探讨脑胶质瘤细胞中内质网应激（Endoplasmic reticulum stress,ERS）下,ATF4对线粒体未折叠蛋白反应(Mitochondria unfolded protein response,UPRmt)的影响,揭示肿瘤细胞中ERS与UPRmt之间的关系,并为干预细胞器交互作用治疗肿瘤提供有意义的线索。方法:本研究选择人脑胶质瘤细胞U87和SHG44细胞系作为研究对象,通过ERS诱导剂衣霉素（Tunicamycin,Tm）和毒胡萝卜素（Thapsigargin,Tg）诱导脑胶质瘤细胞产生ERS,采用基因干涉手段过表达或敲减ATF4的表达运用western blots、RT-qPCR、流式细胞术和mitotracker染色等分子生物学实验技术检测UPRmt相关蛋白、线粒体DNA（Mitochondrial DNA,mtDNA）拷贝数、线粒体膜电势、线粒体形态和数量变化。结果:1.ERS能诱导脑胶质瘤细胞线粒体功能损伤。使用ERS诱导剂Tm、Tg处理脑胶质瘤SHG44与U87细胞构建ERS细胞模型。我们通过MTT检测Tm与Tg处理U87与SHG44细胞24h后细胞活力变化,选取细胞活力在80%、70%及60%时的药物浓度作低、中、高内质网应激强度进行研究。使用western blots检测ERS相关蛋白BIP和ATF4的表达,证实ERS细胞模型建立成功。使用mitotracker、RT-qPCR、流式细胞术等分子生物学实验技术检测线粒体形态数量,mtDNA拷贝数和线粒体膜电势变化,发现在低、中药物浓度组,线粒体形态数量及线粒体膜电势与对照组无明显变化,而高浓度组线粒体形态变小变圆,数量增加,线粒体膜电势明显下降,mtDNA拷贝数在中高浓度组明显下降。证实ERS可导致脑胶质瘤细胞线粒体功能损伤。2.ERS能诱导脑胶质瘤细胞产生UPRmt。为研究ERS对UPRmt的影响,采用western blots检测了Tm、Tg处理U87和SHG44细胞6、12h后UPRmt相关蛋白表达变化,如分子伴侣HSP60/10及线粒体蛋白酶CLPP、LON。我们发现Tm处理U87、SHG44细胞6、12h后HSP60和HSP10表达均在低浓度药物组明显升高,在中高浓度药物组表达逐渐下降,而CLPP和LON则随药物浓度增加逐渐上升。Tg处理U87、SHG44细胞6、12h后,除U87 Tg处理6h时HSP60和HSP10表达随药物浓度增加逐渐上升外,其余趋势与Tm处理相同。我们采用RT-qPCR检测了SHG44及U87细胞采用Tm处理6h后UPRmt相关基因mRNA水平变化,发现它们的mRNA水平变化与蛋白水平变化相符。使用Tm处理SHG44细胞12h后提取线粒体检测UPRmt指标,发现其与总蛋白表达趋势一致。而采用ERS抑制剂4-PBA处理SHG44细胞抑制ERS,发现线粒体分子伴侣及蛋白酶明显下降。以上证据表明,ERS能诱导脑胶质瘤细胞产生UPRmt。3.ATF4是ERS诱导UPRmt的关键因子。由于ATF4是ERS的重要分子,其在线粒体功能受损时,也发挥了重要作用。为此,我们高表达或敲减ATF4,采用western bolt检测U87和SHG44细胞在低浓度ERS诱导剂下,ERS和UPRmt相关蛋白变化,发现过表达ATF4组BIP减少,而分子伴侣HSP60/10及蛋白酶LON、CLPP表达增加,而使用siRNA敲减ATF4则结果相反,说明ATF4是ERS诱导UPRmt的关键因子。4.过度ERS下,过表达ATF4能保护线粒体功能。ERS下,我们高表达ATF4使用MTT检测U87和SHG44细胞的活力,发现高浓度药物组过表达ATF4细胞活力明显增加。为探索ERS下ATF4对线粒体功能的影响,我们过表达ATF4,使用高浓度Tm处理U87和SHG44细胞12h,然后采用RT-qPCR检测mtDNA拷贝数,发现过表达组mtDNA拷贝数增加。而过表达ATF4后,采用流式细胞术检测Tm处理SHG44细胞12h后线粒体膜电势变化,发现过表达组线粒体膜电势增高,说明过度ERS下,过表达ATF4能保护线粒体功能。结论:脑胶质瘤细胞中,ATF4是ERS诱导UPRmt的关键因子,并且能保护ERS引起的线粒体功能损伤。