紫外线UV-B诱导酵母细胞凋亡及调节机制作用

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近年来,人们已经成功建立起酵母细胞的凋亡调节机制。尽管紫外线UV-B已经被广泛运用为研究人类细胞和植物细胞的凋亡的“刺激物”,但是运用于酵母细胞的研究甚少。为了研究酵母细胞在紫外线UV-B压力下的应对机制,将活化后的酵母细胞暴露在24 J/cm2、312 nm紫外灯下伤害培养大约96h,进行观察研究。本文首先通过观察紫外线对酵母细胞的致死率、酵母细胞形态,核酸含量和总蛋白等方面的影响,确证了其对酵母细胞产生的严重的而不可逆的伤害。其中,照射96h后的细胞存活率比未照射细胞低16%(P<0.05); SDS-PAGE电泳图中,部分改变的蛋白也为紫外线UV-B诱导的氧化损伤提供了初步的证据。然后采用DAPI染色法和DNA Ladder实验法结合,初步证明了紫外线UV-B诱导产生的酵母细胞凋亡。荧光显微镜下,细胞呈现出典型的凋亡现象,即细胞浓缩、边缘形成新月状、核膜崩溃及细胞溶解形成凝聚的凋亡小体;琼脂糖凝胶电泳图中,可以明显看出DNA断裂现象,且衍生出一些大约200bp的小碎片。其次,实验还观察了调节机制中氧平衡的调节。检测紫外线UV-B照射后酵母细胞内五种抗氧化物质的含量,发现SOD、CAT和GR的含量分别高于未照射的11%,15%和15%;胞内海藻糖和麦角甾醇的含量也稳步增加,最高值分别为114.7 mg/g和15.4 mg/g,而未照射细胞内含量值改变不大。其中,一些酶系抗氧化物质之间还具有较强的关联性,例如SOD和CAT、GR的关联值分别是0.9754和0.9915。这说明SOD等在保持胞内必要的氧化/抗氧化的平衡中发挥了重要的作用,高于其增大胞内氧化损伤的作用,并且还说明氧平衡的调节不能仅仅通过单个酶或某个抗氧化物质。实验最后观察了紫外线UV-B照射后细胞抵抗其他压力的情况,结果显示细胞通过调节获得了较强的再生能力和抗性。将紫外线UV-B照射后活酵母细胞重新进行紫外线UV-B照射,培养12 d照射过细胞的存活率仍有10%(P<0.05),而未照射细胞已经基本死亡;经过不同程度H2O2和热处理的照射后活酵母细胞,抗性也具有较大幅度的提高。总之,酵母细胞通过细胞凋亡调节机制有效的抵抗了紫外线UV-B带来的压力。
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