线粒体脱氧鸟苷激酶作为嘌呤脱氧核苷酸补救合成途径的限速酶,在保持线粒体三磷酸脱氧核糖核苷（deoxyribonucleoside triphosphate,d NTP）池的稳定中发挥重要作用。脱氧鸟苷激酶基因（Deoxyguanosine kinase,DGUOK）突变会造成线粒体DNA耗竭,这可能会引发线粒体呼吸链功能障碍,导致多种疾病。本实验通过构建DGUOK敲除细胞与Dguok纯合缺失小鼠两种实验模型,使用荧光定量PCR、蓝色温和非变性凝胶电泳（Blue Native PAGE,BN-PAGE）、免疫印迹实验（Western Blot,WB）、免疫荧光染色、Mito Stress测定线粒体氧耗率等手段对线粒体进行从形态到功能层面的研究,探究脱氧鸟苷激酶（Deoxyguanosine kinase,DGUOK）调控线粒体功能的作用机制。通过实验研究获得如下结果:1)DGUOK在非小细胞肺癌细胞中影响线粒体的数量和定位通过q PCR发现DGUOK敲除细胞的线粒体DNA拷贝数降低,然而组成线粒体的MT-ND1、MT-ATP6基因m RNA水平并无显著性差异,MT-ND2的m RNA水平显著上调。同时通过免疫荧光染色在激光扫描共聚焦显微镜下观察到其线粒体数量显著减少,且线粒体定位发生变化多聚集在了细胞核周围。2)DGUOK在非小细胞肺癌细胞中影响线粒体呼吸链上复合体I的功能通过BN-PAGE检测DGUOK敲除细胞,发现线粒体呼吸链上复合体I的水平降低。结合Western Blot发现NDUFB8蛋白表达量显著下调,然而其m RNA水平未存在显著性差异。3)DGUOK在非小细胞肺癌细胞中影响NMNAT2的表达量和线粒体的代谢使用Agilent Seahorse XF检测了细胞氧耗率（OCR）发现,DGUOK的敲除对线粒体氧化磷酸化的功能造成影响。随后通过q PCR和Western Blot检测NAD+生物合成中的核心酶——烟酰胺单核苷酸腺苷酰转移酶（NMNAT）,发现DGUOK敲除的非小肺癌细胞中NMNAT2的m RNA和蛋白表达量均显著下调。4)DGUOK对NMNAT2的调控不依赖于线粒体复合体I的功能首先通过q PCR检测鱼藤酮处理后复合体I功能受阻细胞,发现NMNAT2的m RNA水平未改变,其并未同在DGUOK敲除细胞中一样显著下调。随后,通过Western Blot发现NMNAT2敲除和过表达细胞中NDUFB8的蛋白表达量均未变化。5)DGUOK在小鼠肝脏组织中对线粒体复合体Ⅰ的影响首先繁育得到Dguok敲除的小鼠模型,通过q PCR发现Dguok纯合缺失的小鼠肝脏组织中mt DNA拷贝数降低。与在癌细胞体系中不同的是,Dguok敲除使小鼠肝脏组织中组成呼吸链的线粒体基因mt-Nd1和mt-Co1的m RNA水平降低。通过Western Blot检测发现组成复合体I由核基因编码的NDUFB8和NDUFA10蛋白表达量降低。本论文研究表明,在非小细胞肺癌细胞中DGUOK影响了线粒体的数量与定位,并且影响线粒体呼吸链复合体I的功能;发现DGUOK影响细胞的氧耗率并调控NMNAT2的m RNA与蛋白表达量,进而在线粒体代谢中发挥作用,但其对NMNAT2的调控不依赖于复合体I的功能;在Dguok敲除的小鼠肝脏模型中发现,Dguok缺失导致线粒体DNA耗竭,线粒体呼吸链复合体I的蛋白表达降低。综上,本论文对DGUOK调控线粒体功能的机制进行了相关探索,对理解与DGUOK相关的脑肝型线粒体耗竭综合征提供了数据支持和理论参考。