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铬作为环境中一种非常常见的重金属污染物,其在自然界中广泛存在。铬主要存在三价和六价两种价态,三价铬(Cr(Ⅲ))在畜牧业养殖中得到广泛应用,而六价铬(Cr(Ⅵ))则主要应用于工业生产中。机体可以通过各种方式暴露铬,而长期的铬暴露则会导致细胞损伤。有大量的研究表明,Cr(Ⅵ)在被细胞吸收以后会引起线粒体的功能障碍。但Cr(Ⅵ)关于诱导细胞线粒体的选择性自噬降解机制,一种被称为线粒体自噬的生物过程,尚不清楚。线粒体自噬不仅可以回收细胞内受损的线粒体以补偿营养匮乏,而且在维持线粒体的质量控制方面也发挥着非常重要的作用。根据Cr(Ⅵ)的理化性质以及线粒体的生物学功能,推测Cr(Ⅵ)可能会造成线粒体损伤继而引发线粒体自噬。所以本研究旨在探讨Cr(Ⅵ)对DF-1细胞线粒体自噬的影响。羰基氰化物间氯苯腙(CCCP)是一种线粒体解偶联试剂,可以迅速地使电子载体在电子传递链的正常活动下形成的质子浓度梯度解偶联化。CCCP已经被证明可以作为线粒体自噬的诱导剂。本实验中应用20μM的CCCP作为阳性对照试剂,在不同的持续时间内(6h、12h、24h),将DF-1细胞与不同剂量(10μM、20μM、40μM)的Cr(Ⅵ)共同孵育,运用蛋白质免疫印迹技术、流式细胞术和激光共聚焦技术等方法来探究Cr(Ⅵ)与线粒体自噬之间的关系。研究结果显示,自噬相关蛋白LC3-II和p62蛋白表达水平的变化在Cr(Ⅵ)处理6h后最为显著,但在24h之内又恢复到正常水平。在本研究过程中有效地监测了自噬相关蛋白LC3及p62在自噬中的动态变化过程。此外,又使用流式细胞术(FCM)检测线粒体膜电位(MMP)的高低来作为衡量线粒体损伤的一个重要指标。该部分研究结果显示,与对照组相比,Cr(Ⅵ)处理组引起了线粒体膜电位的显著下降。在本研究中,我们发现Cr(Ⅵ)处理细胞后可同时诱导线粒体质量下降和线粒体的去极化。在Cr(Ⅵ)存在的情况下,线粒体外膜蛋白TOMM20的表达量也显著降低。总之,本研究的实验结果证明了Cr(Ⅵ)可以导致DF-1细胞线粒体形态以及功能的损伤,并最终激活线粒体的自噬性清除。通过上述研究,我们得出,Cr(Ⅵ)进入细胞后可引起线粒体的显著损伤以及各项自噬指标的显著增高,且与Cr(Ⅵ)处理浓度之间存在明显地依赖关系。另外我们通过监测自噬蛋白的动态变化阐明了Cr(Ⅵ)处理细胞后自噬高峰期所发生的时间。本实验的完成为进一步研究六价铬的毒理作用提供理论基础。有助于利用细胞自噬来针对Cr(Ⅵ)细胞毒性的抗氧化药物的研发。