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在肿瘤的演化阶段,线粒体的功能被迫发生转变,Oncomine的数据显示,在多种肿瘤细胞中,线粒体相关基因的表达存在异常,其中包括线粒体转录因子A(TFAM)。TFAM是由细胞核编码并定位到线粒体中,参与线粒体基因组转录与复制,维持线粒体的功能。相比正常的组织和细胞,肉瘤、肝癌和乳腺癌细胞中TFAM表达水平普遍较高。尽管TFAM被认为能促进并维持肿瘤细胞的异常增殖以及代谢特征,但其潜在的分子机制并不清楚。基于此,本论文主要开展了 TFAM对肿瘤细胞的影响及其相关机制的研究,总体包括两个部分:1、鉴于TFAM基因在诸多肿瘤细胞中的异常高表达,通过构建其稳定低表达的细胞株(sh-TFAM)来研究TFAM对于肿瘤细胞增殖、凋亡、以及辐照敏感性的影响。结果显示:抑制TFAM表达可明显降低肿瘤细胞的增殖速率,阻滞细胞周期从G1到S期的转变。与此同时,TFAM的表达抑制也影响到p53蛋白自身的稳定性以及转录活性,由此导致其下游靶基因TIGAR的表达受阻。而TIGAR表达下调进一步引起细胞内ROS的积累以及DNA的损伤。有趣的是,辐照暴露后的sh-TFAM细胞组的克隆存活率会进一步下降。以上结果表明抑制TFAM的表达会下调p53-TIGAR信号转导,增加DNA损伤并提高肿瘤细胞的辐射敏感性,这证明TFAM可以作为肿瘤放疗增敏的潜在靶点。2、肿瘤细胞在其恶化转移阶段伴随着高水平的细胞自噬,目的是为肿瘤细胞的增殖与侵袭提供物质和能量供应。考虑到线粒体与细胞自噬之间的联系,在第一部分工作的基础上,继续研究TFAM对肿瘤细胞自噬的影响。结果显示:TFAM表达抑制降低了 p53蛋白的乙酰化修饰,这影响到其自身的蛋白稳定性以及转录活性,然后p53通过结合PISD的增强子区域调控PISD基因的表达;由于PISD的代谢产物磷脂酰乙醇胺(PE)参与LC3-II的生物合成,而LC3-II对自噬小体的延伸和闭合具有重要作用。综上所述,TFAM主要通过p53-PISD-LC3-II途径影响到肿瘤细胞的自噬过程,这为了解线粒体与肿瘤细胞自噬之间的联系提供了新的实验理论依据。线粒体是细胞的代谢反应中心,参与调节细胞内的多种生命活动,对维持细胞的功能状态至关重要。本研究通过对肿瘤细胞的增殖、周期转变、DNA损伤修复以及自噬等方面的分析,证实了 TFAM对维持肿瘤细胞的增殖与自噬具有重要作用,此外对涉及其中的分子机制的研究为深入了解线粒体与肿瘤特征之间的相互作用关系提供了重要的参考。