重度低氧对小鼠肝脏成纤维细胞生长和线粒体功能的影响

摘要

为分析低氧导致的细胞损伤机制，本研究通过模拟3种代表性高海拔低氧环境，采用对应的低氧浓度（11%O₂为轻度低氧，5%O₂为中度低氧，1%O₂为重度低氧）对小鼠肝脏成纤维细胞进行处理，采用MTT法测定细胞活力；通过透射电镜观察细胞超微结构变化；利用ROS探针检测并评估细胞内氧化应激水平；采用JC-1染色评估线粒体膜电位变化，同时结合RT-qPCR与Western blot，对线粒体功能及凋亡相关基因的转录与蛋白表达水平进行检测分析。结果表明：1)与21%O₂常氧对照组相比，11%O₂处理后细胞密度与形态无明显变化，细胞活力随处理时间延长呈上升趋势，但差异不显著（P>0.05）;5%及1%O₂处理后细胞密度与形态明显改变，其中1%O₂处理24 h细胞活力与常氧对照组差异不显著（P>0.05），而48和72 h细胞活力极显著降低（P<0.001）;2)在不同氧浓度与时间条件下，1%O₂处理72 h细胞活力最低，且ROS荧光染色与JC-1荧光成像结果提示ROS积累增加以及线粒体膜电位下降，电镜下可见线粒体肿胀及嵴断裂；3)1%O₂处理72 h后Bax/Bcl-2比值在转录与蛋白水平均显著升高（P<0.05），线粒体裂变相关基因Drp1在转录与蛋白水平表达均显著下调（P<0.05）。综上，低氧对小鼠肝脏成纤维细胞的形态与活力产生影响，其中1%O₂可导致细胞超微结构受损、线粒体数量减少并出现功能障碍，进而促进细胞凋亡并降低细胞活力，提示重度低氧可诱发细胞缺氧性损伤。

关键词

重度低氧 / 细胞活力 / 线粒体 / 凋亡 / 肝脏成纤维细胞

基金资助

红果园-国家重点研发计划项目(V23GY1200011); 国家自然科学基金青年科学基金项目(32202644)