盘基网柄菌(Dictyosteliumdiscoideum)是一种“土壤阿米巴”，以吞食细菌为生。在营养丰富条件下，以单细胞形式存在；一旦食物匮乏，单个细胞聚集成多细胞体，细胞历经细胞丘、蛞蝓体、拔顶阶段完成发育和分化过程，最终形成由孢子细胞和柄细胞组成的子实体。在合适条件下，孢子细胞萌发开始新生命周期；而柄细胞无论用什么条件都不能萌发，因此柄细胞是死亡细胞，柄细胞的形成是细胞凋亡的过程。目前认为线粒体不仅是细胞内的能量工厂，而且在细胞分化和凋亡过程中也起重要的调节作用，线粒体膜通透性改变可能是细胞凋亡的关键性机制。线粒体通透性转运孔(PTP)的开放，能够导致线粒体跨膜电位的下降，Caspases活化和凋亡诱导因子(如细胞色素c、AIF等)的释放，ATP生成减少等等。对于盘基网柄菌细胞不同发育时期线粒体蛋白组分、膜电位的变化情况的研究很少，对凋亡诱导因子细胞色素c在柄细胞凋亡中的作用了解不是很清楚。 本实验以Kax-3野生型细胞和AK127突变型细胞为材料，提取不同时期细胞线粒体。另外用Percoll密度梯度分离技术获得蛞蝓体中前柄和前孢子两种类型细胞，用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法，分析16小时前柄细胞和前孢子细胞线粒体和细胞质中蛋白的变化，研究比较与前柄细胞和前孢子细胞分化有关的蛋白。发现前柄细胞和前孢子细胞的线粒体和细胞质蛋白存在一定差异。野生型细胞发育过程中，线粒体蛋白也存在一些差异。整个细胞发育时期，54kD、47kD、41.2kD、38.4kD等蛋白具有基本一致的变化。另外，83kD在细胞聚集阶段和蛞蝓体拔顶阶段含量都有增高，而在细胞丘阶段和蛞蝓体形成阶段含量又有所降低。而细胞聚集期75kD、19.5kD蛋白的含量也有增加，到细胞丘阶段后这两者含量开始明显减少。所以75kD、19.5kD蛋白可能是线粒体膜蛋白，参与某些蛋白向线粒体内转运，对于盘基网柄菌细胞聚集过程线粒体的能量参与分化、运动等过程。随细胞发育到细胞丘阶段，65.6kD蛋白的含量有所增加，其它蛋白的含量比较稳定。蛞蝓体形成阶段，66kD、56.8kD、23.8kD、16.1kD、14.3kD等蛋白含量增加。而16小时前柄细胞和前孢子细胞中：50kD、26kD蛋白仅存在于前孢子细胞的线粒体中，可能为前孢子细胞线粒体中的特异性蛋白；在前孢子细胞的细胞质中没有检测到79kD蛋白，而在前柄细胞的细胞质中该蛋白有一定量的存在；在前柄细胞的细胞质中没有检测到53kD蛋白存在，而是存在于前孢子细胞的细胞质中；51kD、31.4kD蛋白在前柄细胞的细胞质中的含量远远高于其前孢子细胞质中的含量，而48kD、33kD、21.6kD蛋白在前柄细胞的细胞质中的含量又远远低于前孢子细胞质中的含量；59.7kD、44kD、42kD、39.7kD、39kD、29.7kD、27kD等蛋白的含量基本相差不大。 在突变型细胞中，105.4kD蛋白仅存在于0小时线粒体内，6小时以后该蛋白消失。所以，105.4kD蛋白或许仅在单细胞营养生长过程中起作用，而在细胞发育和分化中可能没作用。86.1kD蛋白仅在6小时线粒体中有较低含量的存在，其它时期都没检测到，而野生型细胞的发育过程中该蛋白含量逐渐增高并持续到发育结束。或许可以证明gp150蛋白分子缺失对该蛋白组分有很大的影响。在0小时突变细胞的线粒体中检测不到72kD蛋白的存在，而到聚集阶段该蛋白大量存在于线粒体中，一直到16小时该蛋白的含量仍然有所增加。类似的，39kD蛋白在0小时和6小时的线粒体中都没有存在，而到16小时后，突变细胞的线粒体中却有一定量的该蛋白。其具体作用尚难推测，还有待于深入研究。 免疫印迹实验发现在大鼠肝脏线粒体检测到分子量约13kD的细胞色素c，同时在50-60kD间显示有两条比较明显的非特异性条带存在。在盘基网柄菌细胞中，0小时细胞、前柄细胞和前孢子细胞的线粒体蛋白免疫印迹实验结果显示在细胞色素c位置没有相应的条带出现，而在31kD位置却出现比较明显的条带。同时，通过0小时、14小时、16小时、18小时和20小时的线粒体蛋白的免疫印迹结果显示细胞色素c位置无条带出现。流式细胞检测发现0小时、2小时和6小时的细胞情况基本一致，其线粒体膜电位没发生明显变化。10小时的细胞与0小时的细胞相比，其FSC和SSC值的变化显示部分细胞的细胞膜性质发生改变，并且有0.4％的细胞线粒体膜电位开始下降，但下降比例不明显。至16小时2.9％的细胞线粒体膜电位消失，而24小时10％的线粒体膜电位消失。另外，16小时前柄细胞的结果显示85.8％的线粒体膜电位下降。因此，以上结果显示在盘基网柄菌柄细胞的凋亡过程中线粒体膜电位发生了改变，但是却检测不到细胞色素c的释放。从而初步证明，非Caspase依赖的凋亡途径可能存在于盘基网柄菌从细胞凋亡中。该结论有待于进一步的研究证明。