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目的:探讨氧化应激诱导神经胶质瘤U251细胞自吞噬和凋亡中相关的分子机制以及抗凋亡基因Bcl-2在此过程中的作用,为神经胶质瘤治疗研究提供新的理论思路与实验依据。方法:MTT法、Hoechst 33342染色、RT-PCR和Western Blot等方法检测H2O2对细胞增殖、自吞噬及凋亡的影响;以基因重组技术构建pEGFP-C1-Bcl-2质粒;应用真核细胞转染技术,转染人神经胶质瘤U251细胞株,观察过表达Bcl-2对细胞增殖、自吞噬及凋亡方面的影响;通过免疫荧光染色,免疫共沉淀技术,流式细胞术,RT-PCR和Western blot等实验技术,检测细胞损伤中相关信号以及基因表达水平的变化。结果:(1)MTT、Hoechst 33342染色、Western Blot检测表明,H2O2能引起U251细胞活力下降,染色质凝集,Bcl-2蛋白表达下降,Bax蛋白表达增强,Bax/Bcl-2比值明显增高,Caspase-3信号通路激活,引起细胞色素c释放。RT-PCR检测表明,H2O2能引起U251细胞线粒体动力学失衡。(2)H2O2能引起U251细胞自吞噬相关蛋白Beclin 1表达增加,抑制自吞噬上游调控信号Akt、mTOR磷酸化激活。透射电镜结果表明H2O2能引起U251细胞空泡化。激光共聚焦显微镜观察免疫荧光染色结果,发现H2O2在引起细胞染色质浓缩的同时,也可以引起自吞噬标志物MDC的积聚,以及吖啶橙染色的阳性红色荧光显著增强。(3)通过酶切鉴定、测序、激光共聚焦显微镜检测、RT-PCR和Western Blot等方法鉴定pEGFP-C1-Bcl-2重组质粒以及建立稳定转染细胞系。(4)流式细胞术及RT-PCR检测表明,过表达Bcl-2能够部分抑制细胞内活性氧的产生以及线粒体膜电势下降,稳定线粒体动力学,进而抑制细胞凋亡。(5)通过免疫共沉淀实验发现,过表达Bcl-2导致Bcl-2/Beclin 1复合物增加,抑制Beclin 1信号激活。免疫染色及RT-PCR和Western Blot结果表明过表达Bcl-2可以抑制H2O2诱导的Akt、mTOR磷酸化信号降低、自吞噬标志物MDC的积聚、酸性空泡增加,LC3-II蛋白积聚,从而抑制自吞噬的发生。(6)MDC和吖啶橙染色结果表明3-MA能抑制H2O2引起的自吞噬,MTT实验,Annexin V-FITC/PI双染色结果表明,3-MA在抑制H2O2引起的自吞噬的同时,引起细胞凋亡率显著增加;而Caspase广谱抑制剂Z-VAD-FMK能够抑制H2O2引起的凋亡,但是对自吞噬作用不明显。结论:(1)H2O2能引起U251细胞包括Bax/Bcl-2、Caspase-3和细胞色素c在内的线粒体信号通路相关的凋亡,引起线粒体动力学失衡。(2)H2O2能引起U251细胞Beclin 1蛋白以及自吞噬上游信号Akt、mTOR相关的自吞噬。(3)应用基因重组技术构建pEGFP-C1-Bcl-2质粒并成功建立U251-Bcl-2稳定细胞株。(4)过表达抗凋亡效应分子Bcl-2能够部分抑制活性氧积聚以及线粒体膜电势下降,稳定线粒体。同时Bcl-2通过影响Beclin 1激活以及Akt、mTOR信号水平,抑制H2O2引起的自吞噬。(5)利用自吞噬特异性抑制剂3-MA抑制自吞噬能够促进细胞凋亡的发生,表明氧化应激引起的U251细胞自吞噬很可能是细胞的一种自我保护机制。综上所述,我们推测在H2O2诱导U251细胞损伤中,细胞通过自吞噬提供能量促进细胞生存,能在一定程度上拮抗氧化应激造成的细胞损伤。因此,自吞噬抑制药物与抗癌药联合应用,很可能成为肿瘤治疗有效的新策略。