线粒体铁蛋白对低氧致SH-SY5Y细胞损伤的保护作用

论文摘要

铁是所有生命有机体的必需元素,是氧结合蛋白的辅助因子。在铁代谢中,氧平衡和红细胞生成是相互影响的。铁代谢应该受到严格的调控,如果调节失控,机体就会出现疾病,例如,铁缺乏会导致人类的缺铁性贫血,并伴随着组织性缺氧。而铁过量对机体也是有毒的,其会导致体内活性氧自由基的产生,引起严重的机体氧化损伤。因此在研究中,将缺氧和铁代谢联系起来,也是十分重要的。已有报道表明低氧会增加三价铁的摄入,从而使细胞受到氧化应激损伤。线粒体铁蛋白（MtFt）与H—ferritin有很高的同源性,功能上也有很多相似性。成熟的MtFt定位于线粒体,并且MtFt的表达具有严格的组织特异性,它可以特异性的在睾丸组织、脑的皮质和脊髓神经细胞内表达,而这些区域都是耗氧多、线粒体代谢功能活跃的区域。MtFt可以贮存铁,减少Fenton反应的产生,因此它可以保护线粒体免受氧化应激损伤。研究MtFt的生理学功能对于揭示线粒体铁代谢的调节机制以及寻找与铁沉积有关的疾病治疗途径都有很重要的意义。以前的研究表明,过表达MtFt可导致在胞浆和线粒体间的游离铁重新分布,导致胞浆呈缺铁状况,并可抑制肿瘤的生长。为了研究MtFt对神经细胞氧化应激损伤的保护作用,我们以过表达MtFt的神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y为实验模型,pcDNA3.1-SY5Y（空质粒对照）为实验对照,对细胞进行低氧处理,运用MTT,流式细胞术,Western-blot等方法研究了MtFt过表达对由低氧诱导的细胞损伤的保护作用,结果如下：1.低氧增高了SH-SY5Y可变铁池（LIP）和活性氧（ROS）的水平。2.过表达MtFt减少了SH-SY5Y细胞由低氧引起的HIF-1α蛋白表达的升高。3.过表达MtFt抑制了SH-SY5Y细胞由低氧引起的可变铁池（LIP）的升高。4.过表达MtFt抑制了SH-SY5Y细胞由低氧引起的细胞内活性氧（ROS）水平的升高。5.过表达MtFt抑制了SH-SY5Y细胞由低氧引起的细胞线粒体膜电位（MMP）的降低。6.过表达MtFt降低了SH-SY5Y细胞由低氧引起的细胞凋亡。7.过表达MtFt维持了SH-SY5Y细胞由低氧引起铁代谢紊乱的平衡。结论：本论文研究中将MtFt转入神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y中,建立体外低氧模型,研究了MtFt在低氧诱导的氧化应激状态下的功能,以及与铁代谢的关系。1.本研究首次证明,MtFt可以保护神经细胞免受由低氧引起的氧化应激损伤。其机制是：（1）通过抑制低氧造成的HIF-1α蛋白表达的上调,维持Bcl-2蛋白表达的稳定,从而减少细胞凋亡。（2）通过调节细胞内的铁代谢,减少由Fenton反应产生的活性氧,阻止线粒体膜电位的降低从而减少细胞色素C的释放等多种途径来实现的。2.调节MtFt在神经细胞中的表达可以显著降低由低氧引起的神经细胞的死亡,因此,深入了解MtFt的功能及其具体调控机制应作为我们今后的研究重点,以期为脑缺氧引起的脑损伤的治疗提供进一步的理论依据。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 文献综述
• 1 低氧与铁代谢
• 1.1 低氧诱导因子
• 1.2 低氧与铁感受器
• 1.3 低氧与铁代谢
• 1.4 低氧与细胞凋亡
• 2 线粒体铁蛋白
• 2.1 线粒体铁蛋白的结构
• 2.2 线粒体铁蛋白的功能
• 研究论文
• 引言
• 1 材料与试剂
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验试剂
• 2 实验方法
• 2.1 细胞培养
• 2.2 流式细胞仪/荧光分光光度计测定细胞内活性氧
• 2.3 流式细胞仪测定细胞内活性氧
• 2.4 MTT法测定细胞活力
• 2.5 流式细胞仪测定线粒体膜电位
• 2.6 Western-Blot检测蛋白表达
• 2.7 数据统计分析
• 3 结果
• 3.1 不同时间段低氧处理对SH-SY5Y细胞铁池（LIP）的影响
• 3.2 不同时间段低氧处理SH-SY5Y细胞胞内活性氧ROS水平的影响
• 3.3 转MtFt质粒细胞的鉴定
• 3.4 MtFt对低氧损伤后的SH-SY5Y细胞铁池HIF-1α的影响
• 3.5 细胞活力的测定
• 3.6 MtFt对低氧损伤后的SH-SY5Y细胞铁池（LIP）的影响
• 3.7 MtFt对低氧损伤后的SH-SY5Y细胞内活性氧（ROS）水平的影响
• 3.8 MtFt对低氧损伤后的SH-SY5Y细胞线粒体膜电位（MMP）的影响
• 3.9 MtFt对低氧损伤后的SH-SY5Y细胞相关凋亡蛋白的影响
• 3.10 MtFt对低氧损伤后的SH-SY5Y细胞铁代谢相关蛋表达的影响
• 4 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间取得的科研成果清单