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目的:本研究以人子宫颈癌Hela细胞为研究对象,利用维生素K3制作氧化应激模型,并利用自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-Methyladenine,3-MA)和氯喹(chloroquine,CQ)分别抑制自噬的起始和终末阶段,从线粒体动态平衡的角度探讨氧化应激在Hela细胞中发挥其毒性作用的具体机制。。方法:实验分为6组:对照组、VK3组、3-MA组、VK3+3-MA组、CQ组、VK3+CQ组。(1)Western Blot检测自噬相关蛋白Beclin1的表达;激光共聚焦显微镜观察LC3的聚集; AO染色检测溶酶体膜完整性。(2)MTT法检测各组Hela细胞生存率;Hoechst33342染色观察细胞核形态;MTT法检测Caspase特异性抑制剂z-VAD-fmk对各组细胞增殖率的影响。(3)RT-PCR检测线粒体分裂融合基因mRNA表达的变化;Rodamine123染色检测线粒体膜电势。结果:(1)VK3作用12h后Beclin1蛋白表达较对照组增强,而3-MA和VK3+3-MA组的Beclin1水平较对照组显著下降。CQ组与对照组相比,Beclin1表达显著增强,VK3+CQ组则进一步增强。(2)激光共聚焦显微镜拍摄结果显示,与对照组相比,VK3单独应用组LC3表达增强,而3-MA组及VK3+3-MA组的LC3表达均下降。CQ单独应用组与对照组相比LC3表达明显增强,VK3+CQ组的LC3表达量则进一步加强。(3)与对照组相比,VK3单独作用组溶酶体稳定性下降,VK3+3-MA组溶酶体稳定性进一步显著下降,而3-MA单独应用组与对照组相比无明显差异。不同的是,CQ单独应用组与对照组相比溶酶体稳定性有一定的下降,而VK3+CQ组则进一步下降。(4)VK3各给药组(7.5uM,15uM,30uM,60uM)作用6h,12h后,对人宫颈癌Hela细胞的增殖均有抑制作用,并呈时间、剂量依赖性;与单独应用VK3相比,VK3和3-MA,CQ联合应用导致细胞存活率进一步降低,而单独应用3-MA和CQ对细胞的生存率没有影响。(5)VK3作用于Hela细胞12h后,Hoechst33342染色可观察到细胞核固缩浓染,而VK3与3-MA,CQ联合应用后,核固缩浓染现象更加明显。(6)caspase特异性抑制剂Z-VAD-fmk部分地减少抑制自噬对Hela细胞存活率的抑制作用。(7)与对照组相比,在VK3单独作用于Hela细胞12h之后,线粒体融合基因Mfn1,Mfn2和Opa1mRNA表达明显下降,而VK3+CQ组和VK3+3-MA组与VK3单独作用组相比,这三个融合基因的表达都进一步下降。(8)与对照组相比,VK3单独作用组线粒体分裂基因Drp1和Fis1的mRNA表达都明显增强,而MTP18的表达却有所下降。VK3与CQ联合作用组与VK3单独作用组相比,Fis1的表达显著下降,而Drp1和MTP18无明显变化。而VK3和3-MA联合作用组与VK3单独作用相比,Drp1和Fis1的表达都显著增强,而MTP18无明显变化。(8)与对照组相比,3-MA组线粒体膜电势没有明显变化,而CQ组的线粒体膜电势略有下降。VK3单独作用组与对照组相比,细胞膜电势下降,VK3与3-MA,CQ联合应用与VK3单独作用组相比,细胞膜电势没有明显变化。结论:(1)VK3诱导的Hela细胞死亡既与caspase依赖性细胞死亡有关,同时也与caspase非依赖性细胞死亡途径有关。(2)在VK3诱导Hela细胞死亡的过程中,细胞自噬水平提高。3-MA和CQ抑制自噬增加了VK3所致的Hela细胞死亡率,表明自噬在VK3诱导细胞的死亡中发挥保护作用。(3)在VK3诱导Hela细胞损伤过程中,线粒体膜电势下降,线粒体融合蛋白表达下降,分裂蛋白表达增强,提示线粒体融合功能下降和/或过分分裂导致线粒体膜完整性下降,可能引起ROS释放增多,形成恶性循环,是造成细胞损伤机制之一。(4)自噬抑制剂3-MA和CQ影响VK3诱导线粒体分裂-融合失平衡的作用不同,可能与3-MA和CQ作用于自噬不同阶段而导致线粒体暴露于不同的环境有关。