HepG2细胞中线粒体形状的动态变化

目的:研究HepG2细胞中线粒体形状动态变化过程中的功能变化及其初步分子机制。方法:HepG2细胞经过HBSS缓冲液饥饿处理后,使用线粒体氧化磷酸化解偶联剂CCCP、脂肪酸受体GPR40/120激动剂GW9508、脂肪酸油酸OA和钙离子载体Ionomycin等4种不同药物处理,通过共聚焦显微镜观察和流式细胞分析的手段检测细胞中线粒体形状和功能发生的改变。然后,通过基因沉默Drp1,Mff或者Fis1蛋白,初步研究调控线粒体形状改变的分子机制。结果:经过CCCP和GW9508处理细胞中产生甜甜圈线粒体,而OA和Ionomycin处理产生球状线粒体。CCCP,OA和Ionomycin使线粒体去极化,CCCP、GW9508、OA或者Ionomycin单独处理在一定程度上影响细胞中活性氧化簇ROS。甜甜圈线粒体产生由Drp1介导,而球状线粒体形成依赖于Drp1和Mff。结论:线粒体的形态与其功能相互联系,Drp1和Mff蛋白对于细胞线粒体形状动态改变过程中形状的调整和适应具有很重要的作用。     

Cidec基因敲除小鼠肠道菌群的特征

目的:探究Cidec敲除(CIDEC-KO)小鼠肠道菌群的结构。方法:随机分别挑选体重相近、2月龄5只野生型和5只Cidec敲除的雄性小鼠,收集两种基因型小鼠经高脂饲料16周喂养前后的新鲜粪便。提取粪便中的细菌基因组,对菌群基因组16S r RNA基因V4高变区进行测序,对数据进行PCoA分析、Alpha多样性分析及LEf Se分析。结果:属水平下的LEf Se分析显示,在普通饲料喂养条件下,Cidec缺失小鼠对比野生型小鼠粪便中PrevotellaceaUCG001属丰度显著上升,Blautia属、Streptococcus属、LachnospiraceaeUCG006属丰度显著下降。与同月龄同高脂喂养的野生型小鼠比,Cidec敲除小鼠粪便中RuminococcaceaeUCG014属丰度显著下降。进一步比较同一种基因型下饮食对肠道菌群的改变,发现在喂养高脂饲料后,某些属的丰度仅在Cidec缺失小鼠中发生显著变化,但是在野生型小鼠中未发现有显著变化,这些属包括:Alistipes属、Bacteroides属、Paraprevotella属、Streptococcus属、LachnospiraceaeUCG006属丰度显著上升。而喂养高脂后,仅在野生型小鼠中发现Peptococcus属和Ruminococcustorquesgroup属丰度的显著上升,以及Tyzzerella3属、Ruminiclostidium6属和A2属丰度的显著下降,在Cidec缺失小鼠粪便中并未发现这些属的丰度有显著变化。结论:高脂诱导下,对比野生型小鼠,某些同代谢综合征正相关的属只在Cidec缺失小鼠肠道菌群中丰度显著上升。     

PAT蛋白抑制饥饿诱导的脂滴快速融合

目的:脂滴快速融合是增大脂滴直径的方式之一,但其研究相对少。本研究旨在建立脂滴快速融合的细胞模型,以便对其进行深入的生物学研究。方法:本研究使用大鼠肾成纤维细胞系NRK和小鼠前脂肪细胞系3T3-L1两种细胞系,先用油酸诱导细胞内产生大量脂滴,再使用饥饿缓冲液培养细胞,利用显微镜实时观测技术跟踪脂滴动态变化,建立脂滴快速融合的模型。而后在此模型中,加入自噬抑制剂或者以过表达CCT为阳性对照,过表达PAT蛋白(PLIN1、ADRP和TIP47),来探究它们在调控脂滴快速融合方面的功能。结果:饥饿缓冲液处理约3小时可诱导细胞发生脂滴快速融合,其融合速率很快,从脂滴接触到融合完成可发生在20秒内,显然不同于CIDE蛋白调控的缓慢脂滴融合过程。自噬抑制剂可以抑制自噬,但是并没有显著影响脂滴快速融合,说明饥饿诱导的脂滴快速融合不依赖于自噬。另发现,与过表达GFP相比,过表达定位于脂滴的GFP-CCT、GFP-PLIN1、GFP-ADRP或GFP-TIP47均能显著性抑制快速融合导致的脂滴变大的现象。结论:本研究建立了饥饿缓冲液诱导脂滴发生快速融合的细胞模型,并证明PAT蛋白(PLIN1、ADRP、TIP47)能抑制脂滴快速融合。     

Bodipy-C12在癌细胞过氧化物酶体中富集

目的:研究并比较Bodipy标记的月桂酸(Bodipy-C12)在癌细胞与正常细胞中的亚细胞定位。方法:在多种癌细胞和正常细胞的培养基中加入Bodipy-C12(1μg/m L),利用共聚焦显微镜活细胞定时间隔拍摄,结合不同细胞器的分子标记蛋白,观察Bodipy-C12五分钟内在不同细胞器中的定位。结果:在人肝癌细胞系HepG2细胞中,Bodpy-C12信号不仅仅存在于线粒体和脂滴,同时富集于过氧化物酶体中。我们分别采用Pex3-GFP、Pex14-GFP、GFP-Pex16、GFP-SKL和GFP-Pmp34等特异性定位的过氧化物酶体蛋白,确认Bodpy-C12信号富集于过氧化物酶体。此外,过氧化物酶体中Bodpy-C12信号的富集发生在更多的癌细胞系中,例如结肠癌细胞HCT116和乳腺癌细胞MCF7。不同的是,在正常细胞系如3T3-L1,NRK和COS7中,Bodipy-C12信号存在于线粒体和脂滴中,但未在过氧化物酶体中检测到。结论:Bodipy-C12信号存在于正常细胞和癌细胞的脂滴和线粒体中,且其在癌细胞过氧化物酶体中富集,而不存在于正常细胞的过氧化物酶体中,预示癌细胞中过氧化物酶体脂代谢的差异。