脂滴是由中性脂质核心、单层磷脂膜和表面蛋白构成的球形细胞器。细胞氧化应激导致脂滴数量增多,而脂滴增多会缓解细胞氧化应激,但是脂滴调控细胞氧化应激的分子机制尚不明确。细胞氧化应激的原因主要是线粒体的氧化损伤,其会导致线粒体释放更多的活性氧,从而引起线粒体损伤、内质网应激等,引发细胞凋亡。有研究表明脂滴与线粒体可以相互接触,我们猜测脂滴与线粒体间的互作会调控线粒体的损伤,进而调节细胞氧化应激。PLIN5是脂滴与线粒体互作的关键蛋白,本研究通过检测PLIN5对细胞氧化应激水平的调控作用,并采用蛋白质谱分析脂滴-线粒体接触后脂滴表面蛋白组分的变化,拟解析PLIN5介导的脂滴-线粒体互作调控细胞氧化应激的分子机制。主要研究结果如下:1.使用过氧化氢处理细胞后,WB和q PCR检测发现PLIN5的表达水平升高。2.使用BODIPY和Mito-tracker分别标记脂滴和线粒体,过氧化氢处理后发现细胞中脂滴与线粒体接触增加,过表达PLIN5促进脂滴与线粒体接触而干涉PLIN5抑制脂滴与线粒体接触。3.过表达PLIN5可以降低线粒体损伤并进而抑制细胞凋亡,而干涉PLIN5后线粒体损伤增加,细胞凋亡率升高。4.分别设计过表达PLIN5组、过表达对照组、过表达PLIN5+过氧化氢处理组和过表达对照+过氧化氢处理组四组细胞,提取脂滴蛋白,银染检测发现条带有差异。通过质谱检测脂滴表面蛋白组分的差异,发现过表达PLIN5后脂滴表面含有一些线粒体外膜蛋白,且蛋白含量有明显差异,其中包括细胞凋亡相关的蛋白BAX、BCL＿XL和AIFM2。5.提取脂滴,WB验证质谱结果,发现过表达PLIN5后脂滴表面的BAX和BCL＿XL水平显著升高(p<0.05)。6.在细胞中过表达BCL＿XL后细胞ROS水平下降;过表达BAX后细胞ROS水平显著升高(p<0.05)。构建脂滴靶向的BAX和BCL＿XL载体(PAT-BAX和PAT-BCL＿XL),过表达PAT-BAX和PAT-BCL＿XL后细胞内ROS水平无显著差异,并且线粒体呼吸氧化酶类的表达也无明显差异。以上结果表明:PLIN5是脂滴和线粒体接触的关键因素,氧化应激上调PLIN5的表达并促进脂滴和线粒体的接触。脂滴和线粒体间的接触会发生膜表面蛋白交换,部分与细胞凋亡相关的线粒体外膜蛋白转移到脂滴上,这些凋亡相关蛋白在脂滴表面并不影响氧化应激及凋亡过程。因此,PLIN5介导的脂滴与线粒体的接触降低了线粒体损伤,抑制了细胞ROS水平和细胞凋亡,进而保护细胞,维持细胞存活。本研究初步解析了脂滴与线粒体互作调节细胞氧化应激的分子机制,为脂滴生物学提研究供了新的思路。