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目的:线粒体质量控制(MQC)相关蛋白中,环氧合酶2 (COX-2)作为一种可诱导型酶、线粒体动力相关蛋白1(Drp1)作为介导线粒体分裂的关键因子,二者在线粒体定位和分布均对线粒体动力学关联性细胞稳态和程序性细胞死亡(PCD)等发挥重要作用,与外源物诱导细胞毒性和致癌/抗肿瘤作用有关。本研究拟探讨线粒体COX-2与Drp1蛋白互作介导线粒体动态调控铂类药物诱导肝癌细胞线粒体毒性结局转归的影响。方法:筛选HCC病例进行GEO数据库分析。体外试验选取人肝癌HepG2、MHCC97H细胞,采用pBabePTGS2-Flag和Cas9-PTGS2重组质粒转染,分别构建COX-2高表达和敲低表达细胞;给予铂类药物(cDDP、CBP和L-OHP)处理建立模型;WB检测细胞和线粒体组分中COX-2和Drp1水平及其定位分布;免疫荧光(IF)成像检测探针(MitoTracker)标记的线粒体形态;邻位连接实验(PLA)检测COX-2与Drp1空间位置邻近关系;流式细胞术检测细胞凋亡水平。结果:HCC病例数据库(GSE49515)中,与癌旁组织(n=10)相比,癌组织(n=10)中PTGS2和DNM1L mRNA水平上调(P<0.05)、二者呈正相关(r=0.403, P<0.05)。与对应的HepG2-和MHCC97H-pBabe对照细胞相比,HepG2-PTGS2和MHCC97H-PTGS2细胞中,COX-2和Drp1蛋白水平上调;线粒体COX-2和Drp1蛋白定位和分布增加;线粒体呈过度分裂状态,碎片化线粒体比例显著增高(P<0.05);PLA观察到COX-2-Drp1蛋白邻近反应焦点数量增多(P<0.05);三种铂类药物处理,COX-2和Drp1蛋白水平上调、细胞凋亡比例增加(P<0.05)。与对应的HepG2-和MHCC97H-Cas9-NC对照细胞相比, HepG2-Cas9-PTGS2和MHCC97H-Cas9-PTGS2细胞中,COX-2和Drp1水平降低、线粒体定位和分布减少;线粒体呈现融合状态,管状线粒体比例增高(P<0.05);COX-2-Drp1蛋白邻近反应焦点数量减少(P<0.05);三种铂类药物处理, COX-2和Drp1水平降低、细胞凋亡比例降低(P<0.05)。结论:HCC病例肝致癌过程存在线粒体COX-2和Drp1表达增高的相关性,铂类药物抗HCC作用与COX-2转位分布及其与Drp1互作介导线粒体动态调控机制有关;为靶向线粒体COX-2干预经由调节MQC介导肝癌细胞PCD(如凋亡)影响抗肿瘤敏感性提供实验依据。