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目的:明确凋亡相关蛋白3(apoptosis related protein 3,APR3)的亚细胞学定位,并探讨其在细胞凋亡和自噬中的作用。方法:采用生物信息学方法对APR3蛋白的信号肽、跨膜区、糖基化情况进行预测,并采用Real-time PCR和Western blot检测APR3在小鼠各器官组织及多种细胞株中的表达。利用Percoll法蔗糖密度梯度离心技术获得小鼠肝脏组织溶酶体组份,并进行Western blot分析,检测APR3蛋白与溶酶体膜标记蛋白LAMP1在各亚细胞组份及溶酶体中的丰度;采用免疫荧光共聚焦方法探讨APR3与LAMP1或溶酶体示踪剂Lyso-Tracker Red共同定位情况,以及构建的APR3蛋白真核表达载体(pFUGW-APR3)表达的外源性APR3蛋白的亚细胞定位特征。APR3表达载体(pFUGW-APR3)和沉默载体(pLL3.7-APR3)转染NIH 3T3细胞,采用CCK-8和xCELLigence活细胞计数法、碘化丙啶染色细胞流式细胞术等,检测APR3对细胞增殖活力、细胞周期、细胞溶酶体膜通透性、溶酶体腔pH、溶酶体腔多种酸性水解酶活性(如组织蛋白酶、酸性磷酸酶、酸性脂酶和β-半乳糖苷酶等)等的影响;采用流式细胞术检测细胞凋亡情况,采用透射电镜技术检测细胞形态的变化;采用Western blot法检测APR3对凋亡相关蛋白BAX、BAD、BCL-2和cleaved caspase 3表达的影响,以及自噬相关标记蛋白Beclin1和Map1LC3B表达的影响;利用小剂量Rapamycin刺激后,观察APR3蛋白对phos-mTOR和p62蛋白表达的影响。结果:生物信息学预测结果显示APR3是一个含有信号肽、单重跨膜的糖基化蛋白,Real-time PCR和Western blot检测发现其在多种组织器官和细胞株中均有表达,其中在小鼠脾脏、肾脏、肝脏、肺、脂肪组织和部分肿瘤细胞株中具有相对较高的表达。对亚细胞器组份的Western blot检测发现APR3蛋白与LAMP1蛋白表达具有高度的重叠,免疫荧光双染色结果也显示APR3和LAMP1具有相同的细胞学定位特征,并且与溶酶体示踪剂Lyso-Tracker Red具有相同的细胞器定位;NIH 3T3细胞转染外源表达质粒后免疫荧光染色显示外源性APR3与Lyso-Tracker Red具有相同的细胞器定位,并且出现部分定位失真现象,即在细胞膜中亦出现表达。NIH 3T3细胞株中外源性APR3蛋白过表达降低细胞的增殖活力,细胞出现细胞周期阻滞,阻滞于G1/S期,同时伴细胞周期蛋白cyclin D1表达下降,细胞凋亡促进因子BAX、BAD和cleaved caspase 3表达升高,凋亡抑制因子BCL-2表达下调,自噬相关标记蛋白Beclin-1和Map1LC3B表达增加;外源性APR3蛋白过表达还使细胞溶酶体膜通透性增加,溶酶体腔pH降低,溶酶体腔组织蛋白酶B、酸性磷酸酶、酸性脂酶和β-半乳糖苷酶活性增加;与此相反,APR3基因沉默则使溶酶体膜通透性显著下降,溶酶体腔pH升高,但不影响溶酶体腔相关酶活性;小剂量Rapamycin使APR3过表达细胞凋亡和自噬相关标记蛋白的表达发生进一步变化(BAX升高、BCL-2下降、Beclin 1和Map1LC3B表达增加),伴随着Phos-mTOR和p62蛋白表达的进一步下降。结论:APR3蛋白是一个定位于溶酶体膜的全膜蛋白;APR3蛋白过表达导致细胞增殖活力下降,cyclin D1表达下降和细胞周期阻滞(G1/S期),细胞凋亡与自噬增多,并对Rapamycin的敏感性增加。