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线粒体是细胞内产生三磷酸腺苷(ATP)的主要场所,为细胞的各项生命活动提供能量和物质,在维持细胞功能中起着至关重要的作用。线粒体的代谢过程中,一些因素会导致线粒体受损,这些受损的线粒体必须被及时清除,否则将影响细胞的正常生命活动。线粒体自噬(Mitophagy)可以选择性地清除受损或者是多余线粒体,从而控制线粒体质量,维持细胞稳态。本研究构建了异位表达至线粒体的自噬相关基因的质粒,将质粒转染进细胞,或相关质粒的mRNA显微注射至小鼠胚胎,可以诱导大量线粒体自噬的产生,进一步研究显示,这种方法诱导的线粒体自噬能安全有效地清除线粒体。主要研究结果如下: 1.膜电位抑制剂诱导的线粒体自噬导致细胞凋亡。用20μΜ的CCCP处理细胞后发现CCCP诱导的线粒体自噬不明显,自噬发生后细胞核出现凝缩,细胞逐渐凋亡,并且处于分裂期的细胞无法继续分裂。 2.CISD1-RFP-SQSTM1和CISD1-RFP-MAP1LC3B-binding诱导的线粒体自噬相对专一,且不容易诱导细胞凋亡。通过脂质体转染的方式发现,SQSTM1与LC3共定位,可形成自噬体并进入溶酶体,随着时间的推移,线粒体数目明显减少。 3.异位表达SQSTM1和MAP1LC3B-binding是安全有效的清除线粒体的方法。对转染成功的细胞进行线粒体膜电位及活性氧检测发现,SQSTM1对线粒体膜电位及活性氧影响不大;MAP1LC3B-binding使线粒体膜电位基本丢失,活性氧普遍偏低。转染72h后,两者的细胞核无明显变化,并且细胞可见处于分裂状态。 4.显微注射CISD1-RFP-SQSTM1和CISD1-RFP-MAP1LC3B-binding的mRNA后小鼠胚胎可正常发育。