小鼠细胞自噬PCR芯片

背景^[1-6]

小鼠细胞自噬PCR芯片含有84个与小鼠细胞自噬相关的基因，包括形成自噬组件和自噬调节因子两大部分，其中形成自噬组件的有：参与自噬性空泡形成的基因，负责蛋白质靶向膜/真空的基因，负责蛋白质转运的基因，将自噬体与溶酶体连接的基因，参与蛋白质泛素化的基因和具有蛋白酶活性的基因；参与自噬调节的基因有：自噬和细胞凋亡的共调节因子，自噬和细胞周期的共调节因子，细胞内病原体自噬诱导，响应于其他细胞内信号的自噬和伴侣介导的自噬。

小鼠细胞自噬PCR芯片运用高通量荧光定量PCR方法，在一张96孔或384孔板上同时对某个信号通路或疾病相关基因的表达量变化进行检测，芯片上的基因包括了与研究对象有确定关系的基因或者待考证的基因；目前启因生物针对不同的信号通路和疾病相关基因设计了150多款功能分类PCR芯片，涵盖生命科学研究的各个领域。

细胞自噬(autophagy or autophagocytosis)：又称为Ⅱ型细胞死亡，是细胞在自噬相关基因(autophagyrelated gene，Atg)的调控下利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程。目前发现自噬在重要的生物过程中，如细胞生长、细胞分化、天然和适应性免疫、老化和细胞死亡等都发挥着很重要的作用。

小鼠自噬PCR芯片可用于研究参与自噬反应的84个关键基因的表达。自噬是一种细胞内的代谢过程，是通过溶酶体吞噬细胞中的受损蛋白和细胞器的过程。自噬作用已经被证明与很多正常的生理过程有关，如能量代谢、细胞器翻转、生长调节和老化。自噬受损将会导致心肌疾病和癌症等。该一芯片包含了与细胞内外信号通路有关的自噬的分子基因，及其关键调控因子基因。通过实时定量PCR的方法，研究者即能够利用该芯片简单可靠地同时检测自噬相关基因的表达。

应用^[7][8]

小鼠细胞自噬PCR芯片可用于小鼠模型细胞自噬机制研究：

活化转录因子6(Activating Transcription Factor6,ATF6)为内质网上的一种感受蛋白,是内质网应激引起的细胞凋亡和自噬途径中的一个重要的调节因子。尽管随着研究的深入对其调控机制已经取得了一些进展,但其在内质网应激引起的凋亡和自噬中的具体调控机制尤其是肿瘤细胞中的作用机制还不是很清楚。因此,本研究以人肝癌HepG2细胞为研究对象,在内质网应激条件下,探讨ATF6在细胞凋亡和自噬中的作用以及由其介导的信号传导途径,为进一步阐明ATF6在凋亡与自噬中的作用机制提供实验依据。

同时,为肿瘤治疗研究提供新的作用靶点。本研究以不同浓度毒胡萝卜素(TG)干预HepG2细胞24h或48h,分别用MTT法、Hochest33342染色和罗丹明123检测细胞存活率、凋亡形态和线粒体膜电位的变化,用流式细胞术检测细胞凋亡的变化。用不同浓度的TG作用细胞24h,多功能酶标仪检测三种Caspases酶活性的变化。采用Caspase3抑制剂AC-DEVD-CHO和Caspase9抑制剂Z-LEDH-FMK分别处理细胞后,用1μM的TG染毒HepG2细胞48h,流式细胞术检测细胞凋亡率的改变。同时应用Western blot检测凋亡相关蛋白的表达情况。

结果表明,TG显著抑制了细胞的增殖且呈现明显的剂量和时间相关性。TG作用后,HepG2细胞呈典型的凋亡细胞形态；线粒体膜电位显著下降,且呈浓度依赖性；细胞凋亡率均明显升高,且在一定范围内具有浓度和时间依赖性；Caspase3和Caspase9的酶活性显著增加,且呈浓度依赖性,而Caspase8的酶活性无明显变化。

Caspase3和Caspase9活性被抑制后,细胞凋亡率显著下降。凋亡相关蛋白Caspase3、Caspase9均发生了剪切表达量下降,抑凋亡蛋白Bcl-2表达减少,促凋亡蛋白Bax和Cyt C表达增加,同时内质网应激相关蛋白Caspase12表达量也显著上升,且在一定范围内呈浓度和时间依赖性；而死亡受体相关蛋白Caspase8、Fas和FADD的表达量无显著变化。以上结果表明,由毒胡萝卜素诱导的内质网应激反应能够抑制人肝癌HepG2细胞的存活和增殖,并进一步诱导其发生凋亡,其凋亡途径可能与线粒体途径有关。

参考文献

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