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铁依赖的氧化应激是指细胞中的铁离子催化芬顿(Fenton)反应,造成脂质过氧化物积累、蛋白质变性和错误折叠的现象。热休克蛋白70(Heat shock protein 70,HSP70)属于应激蛋白,可在细胞氧化应激状态下帮助错误折叠蛋白重新折叠或降解保护细胞。然而,HSP70和铁依赖的氧化应激的关系尚不明确。多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acid,PUFA)是人体必需脂肪酸,膳食摄入的PUFA在铁离子存在的情况下也会发生脂质过氧化,细胞病理条件下会造成脂质过氧化物积累。本研究主要探究在二十二碳六烯酸n-3系列多不饱和脂肪酸(Docosahexaenoic acid,DHA)叠加铁死亡诱导剂erastin和RSL3诱导的PC3细胞的铁依赖的氧化应激模型中,HSP70家族中HSPA1A、HSPA8及HSPA9的作用以及可能的机制,从而为将铁依赖的氧化应激机制应用于癌症治疗和神经退行性等疾病的预防提供理论依据。主要结论如下:(1)通过构建质粒在胞内过表达HSPA1A、HSPA8和HSPA9以及构建小干扰RNA敲减HSPA8、HSPA9,采用MTT法测定细胞存活率和LDH法测定细胞死亡率来探究HSP70在PC3细胞中对铁依赖性氧化应激的作用。结果表明在DHA+erastin和DHA+RSL3诱导铁依赖的氧化应激模型中,过表达HSPA8及HSPA9能够抑制细胞死亡,敲减HSPA8、HSPA9能够加剧细胞死亡,而HSPA1A无作用。(2)通过蛋白酶体抑制剂和溶酶体抑制剂来探究HSPA8在铁依赖氧化应激的作用,通过细胞免疫荧光技术探究HSPA8的定位,通过能与其入核序列相结合的小分子多肽P140处理探究入核作用是否是HSPA8发挥作用的机制。结果发现HSPA8在铁依赖氧化应激时发生入核,但用P140处理抑制HSPA8入核并不能加剧细胞死亡。HSPA8在铁依赖的氧化应激中的保护机制不受溶酶体途径和蛋白酶体途径影响,其入核作用也并不是发挥保护作用的核心机制。(3)通过测定PC3细胞中的ATP、线粒体膜电位、ROS等线粒体功能相关指标探究HSPA9在铁依赖的氧化应激中的功能。通过Western Blot探究敲减HSPA9能否够下调线粒体中铁硫簇合成酶(Iron-sulfur cluster synthetase1,NFS1)的表达,通过NFS1的小干扰RNA探究敲减NFS1对胞内游离铁含量和细胞死亡的影响。结果发现过表达HSPA9能够稳定ATP的生成,敲减HSPA9会使得线粒体膜电位下降,ROS增多,胞内铁离子增多。敲减HSPA9能够下调NFS1的表达,敲减NFS1会使得细胞中游离铁增多,细胞死亡加剧。动物移植瘤实验结果也证明了HSPA9在体内的作用与体外实验结果一致。本实验主要探究HSPA8、HSPA9对于铁依赖的氧化应激的保护作用并探究其相关机制。HSPA8、HSPA9参与保护铁依赖的氧化应激。HSPA9在铁依赖的氧化应激发生时不仅对线粒体功能起保护作用,而且通过稳定铁硫簇合成关键酶NFS1实现对胞内游离铁含量的调控。HSPA8在铁依赖的氧化应激中入核且其保护作用与溶酶体途径和蛋白酶体途径无关。另外,本实验发现HSPA1A对铁依赖的氧化应激无作用,但是可以促进肿瘤增殖。上述结论为铁依赖的氧化应激应用于癌症治疗和神经退行性等疾病的预防提供实验依据和理论参考,并为日后抗肿瘤药物的研发提供了理论基础。