利用荧光共振能量转移技术研究细胞凋亡分子机制

利用荧光共振能量转移技术研究细胞凋亡分子机制

论文摘要

细胞凋亡是一种重要的生物学过程,在细胞生长发育以及对外界刺激的反应中有关键的作用。近几年人们对细胞凋亡的研究已经很多,但是其分子机制的研究仍很有限。本论文将FRET技术和荧光探针运用到细胞凋亡一些分子机制的研究中,并得到了初步但非常有意义的结果。本论文实验工作主要分三部分:第一部分的实验工作中,利用激光共聚焦扫描显微镜和荧光融合蛋白YFP-Bax、GFP-BimL以及线粒体标记荧光探针DsRed-Mit,在活细胞内观测生理条件下BimL和Bax的定位以及紫外照射后BimL和BaX的转位过程。实验结果显示,生理条件下,Bax均匀地分布在细胞浆和细胞核,BimL分布在胞浆;紫外照射诱导细胞凋亡过程中,BimL和Bax分别从胞浆转位到线粒体。因此,采用荧光融合蛋白和激光共聚焦显微镜技术观察蛋白定位变化,真实地反映了Bax和BimL在活细胞中的定位,为Bax和BimL的功能研究打下基础。第二部分的实验工作中,为了研究Bim激活Bax/Bak引起细胞凋亡的机制,利用激光共聚焦扫描显微镜,采用荧光共振能量转移技术在活细胞实时研究紫外照射后BimL和Bax两者的关系,实验结果显示,紫外照射诱导细胞凋亡过程中BimL转位到线粒体,并且BimL活性的抑制推迟了Bax的转位和随后发生的细胞凋亡,但是BimL没有直接激活Bax。我们的研究表明,BimL通过间接激活Bax参与紫外照射诱导的细胞凋亡。第三部分为了探讨红景天甙抑制Aβ25-35诱导PC12细胞凋亡的机理,利用30μM Aβ25-35诱导PC12细胞凋亡以建立阿尔茨海默病细胞模型,采用荧光共振能量转移技术在活细胞检测红景天甙对PC12细胞凋亡的抑制作用。实验结果显示,红景天甙剂量依赖性抑制Aβ25-35引起的细胞凋亡,提高细胞的存活率;红景天甙对caspase-3的活性有明显的抑制作用,而且Aβ25-35诱导细胞凋亡不依赖caspase-8的激活。这些结果提示抑制caspase-3活性是红景天甙抑制Aβ25-35诱导PC12细胞凋亡的机制之一。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 细胞凋亡
  • 1.1 Caspases与细胞凋亡
  • 1.2 线粒体与细胞凋亡
  • 1.2.1 线粒体孔道
  • 1.2.1.1 线粒体膜通透性转移孔道的开放
  • 1.2.1.2 线粒体外膜特异性孔道的形成
  • 1.2.1.3 线粒体电子传递链与活性氧的作用
  • 1.2.2 凋亡因子
  • 1.2.2.1 细胞色素 C—凋亡起始因子
  • 1.2.2.2 AIF—凋亡诱导因子
  • 1.2.2.3 Smac/DIABLO蛋白
  • 1.2.3 Bcl-2家族蛋白
  • 1.3 细胞凋亡的信号转导途径
  • 1.3.1 死亡受体途径(外源性途径)
  • 1.3.2 线粒体途径
  • 1.3.3 内质网途径
  • 1.4 结语
  • 第二章 激光共聚焦扫描显微镜和荧光共振能量转移技术及其应用的简介
  • 2.1 激光共聚焦显微镜的原理及应用
  • 2.1.1 激光共焦扫描显微镜的原理
  • 2.1.2 激光共聚焦扫描显微镜系统在生物、医学中的应用
  • 2.1.2.1 细胞内离子分析
  • 2.1.2.2 病变细胞的研究
  • 2.1.2.3 癌细胞间通讯研究
  • 2.2 荧光共振能量转移(FRET)技术的简介
  • 第三章 利用激光共聚焦显微镜观察凋亡过程中凋亡蛋白亚细胞定位的改变
  • 3.1 引言
  • 3.2 材料与方法
  • 3.2.1 材料
  • 3.2.2 方法
  • 3.2.2.1 GFP-BimL质粒构建
  • 3.2.2.2 细胞培养
  • 3.2.2.3 瞬时转染
  • 3.2.2.4 紫外线照射
  • 3.2.2.5 激光共聚焦扫描显微镜设置
  • 3.3 结果
  • 3.3.1 重组质粒pEGFP-BimL的构建及鉴定
  • 3.3.2 紫外照射诱导细胞凋亡中Bax转位到线粒体
  • 3.3.3 紫外照射诱导的细胞凋亡中BimL转位到线粒体
  • 3.4 讨论
  • 第四章 利用 FRET技术研究紫外照射诱导细胞凋亡中 BimL和 Bax两者的关系
  • 4.1 引言
  • 4.2 材料与方法
  • 4.2.1 材料
  • 4.2.2 方法
  • 4.2.2.1 细胞培养
  • 4.2.2.2 瞬时转染
  • 4.2.2.3 激光共聚焦扫描显微镜成像
  • 4.3 结果
  • 4.3.1 紫外照射诱导细胞凋亡中BimL和 Bax的动态关系
  • 4.3.2 JNK活性的抑制阻碍了BimL的转位,推迟了Bax的转位和随后发生的细胞凋亡
  • 4.4 讨论
  • 25-35诱导PC12细胞凋亡的抑制作用'>第五章 利用FRET技术在活细胞内研究红景天甙对Aβ25-35诱导PC12细胞凋亡的抑制作用
  • 5.1 引言
  • 5.2 材料和方法
  • 5.2.1 材料
  • 5.2.1.1 药物和试剂
  • 5.2.1.2 仪器
  • 5.2.2 方法
  • 5.2.2.1 质粒
  • 5.2.2.2 细胞培养和药物处理
  • 5.2.2.3 Cell Counting Kit-8测定不同浓度红景天甙的细胞毒性
  • 25-35处理PC12细胞的存活率'>5.2.2.4 Cell Counting Kit-8测定红景天甙提高Aβ25-35处理PC12细胞的存活率
  • 5.2.2.5 细胞形态变化的观测
  • 5.2.2.6 Hoechst33342染色
  • 5.2.2.7 瞬时转染
  • 25-35处理细胞和激光共聚焦扫描显微镜成像'>5.2.2.8 30μM Aβ25-35处理细胞和激光共聚焦扫描显微镜成像
  • 5.2.3 统计学分析
  • 5.3 结果
  • 25-35的神经毒性'>5.3.1 红景天甙抑制 Aβ25-35的神经毒性
  • 5.3.1.1 不同浓度红景天甙的细胞毒性
  • 25-35处理 PC12细胞的存活率'>5.3.1.2 红景天甙提高 Aβ25-35处理 PC12细胞的存活率
  • 25-35诱导 PC12细胞凋亡的形态改变'>5.3.1.3 红景天甙抑制 Aβ25-35诱导 PC12细胞凋亡的形态改变
  • 25-35诱导caspase-3活性的动态检测'>5.3.2 Aβ25-35诱导caspase-3活性的动态检测
  • 25-35诱导caspase-3活性的动态检测'>5.3.3 红景天甙抑制 Aβ25-35诱导caspase-3活性的动态检测
  • 25-35诱导 PC12细胞凋亡不依赖caspase-8的激活'>5.3.4 Aβ25-35诱导 PC12细胞凋亡不依赖caspase-8的激活
  • 5.4 讨论
  • 第六章 展望
  • 结束语
  • 参考文献
  • 发表论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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