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目的:砷及其化合物是自然界广泛存在的类金属毒物,无机砷暴露导致的人群健康损害已经成为备受关注的全球性环境健康问题之一。近年来越来越多的研究表明,无机砷可在多方面影响巨噬细胞的功能,包括使巨噬细胞的先天免疫功能紊乱、氧化应激等,这些功能与溶酶体自噬途径有关,提示砷对巨噬细胞的功能影响可能与自噬溶酶体途径有关。本课题以亚砷酸钠(NaAsO2)为暴露因素,观察J774A.1巨噬细胞在NaAsO2影响下巨自噬相关通路和关键调节因子TFEB的变化,并初步探讨巨噬细胞中分子伴侣介导的自噬(CMA)功能的改变。研究方法:1、细胞培养及分组:小鼠巨噬细胞系J774A.1培养后分组,分组情况如下:对照组,1μM NaAsO2处理组(6 h、9 h、12 h、15 h、18 h、24 h、36 h)。NaAsO2处理结束后提取细胞备用。2、检测指标与方法:(1)Western blot法测定NaAsO2处理0-36 h的LC3、p62、Beclin1、ATG5、ATG12、TFEB、CTS B/D/L/S、HSC70、LAMP2A和PHLPP1的蛋白表达水平。(2)免疫荧光法检测0-36 h的LC3和p62的免疫荧光强度、观察TFEB随时间转位进入细胞核的情况、并通过观察HSC70和LAMP2A的共定位来检测CMA活性。结果:1、无机砷对巨自噬相关蛋白的影响。与对照组相比,12 h组的Beclin1、ATG5、ATG12的蛋白表达水平均升高,差异有统计学意义(P<0.05);24 h处理组的Beclin1和ATG12的蛋白表达水平与12 h组相比均有所下降,差异有统计学意义(P<0.05);36 h处理组的三种蛋白表达水平与12 h处理组和24 h处理组相比均有所下降,其中Beclin1和ATG12蛋白表达水平的差异有统计学意义(P<0.05)。2、无机砷对p62蛋白的影响。与对照组相比,NaAsO2处理后p62蛋白表达量均增高,处理12 h时蛋白表达量最高,且差异具有统计学意义(P<0.05),提示巨自噬的激活;而24 h组与36 h组p62表达水平与12 h组相比有明显下降,提示巨自噬活性的下降。此外p62的免疫荧光也得可出相同的结论,荧光强度定量结果显示12 h时p62蛋白表达量最高,且差异具有统计学意义(P<0.05),而24 h组与36 h组p62荧光强度与12 h组相比有明显下降,差异具有统计学意义(P<0.05)。3、无机砷对LC3蛋白的影响。与对照组相比,NaAsO2处理12-36 h均可引起LC3-II的表达量明显增高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。此外,LC3的免疫荧光强度定量结果显示12 h组LC3蛋白免疫荧光强度较对照比升高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。4、TFEB蛋白表达量和核转位变化。与对照组相比,TFEB的蛋白表达水平在6 h组开始上升,9 h组和之后的处理组明显上升,差异均有统计学意义(P<0.05)。12 h组及之后时间组核定位程度明显上升。与蛋白水平结果一致,提示巨自噬活性在12 h上升。5、无机砷对溶酶体组织蛋白表达的影响。与对照组相比,CTSB蛋白表达水平随时间略有下降,24 h组和36 h组差异具有统计学意义(P<0.05)。CTSD蛋白表达水平随时间有明显下降,且差异有统计学意义。CTSS蛋白表达水平随时间无明显变化,与对照组相比,差异无统计学意义(P<0.05)。CTSL蛋白表达水平随时间变化先升高后降低,12 h组和24 h组上升明显,且与对照相比具有统计学意义(P<0.05)。36 h组CTSL蛋白表达水平比24 h组有明显下降,且差异有统计学意义(P<0.05)。6、无机砷对分子伴侣自噬(CMA)相关蛋白表达的影响。与对照组相比,12 h组、24 h组和36 h组的LAMP2A、HSC70和PHLPP蛋白表达水平均明显上升,且差异具有统计学意义(P<0.05)。此外,36 h组的LAMP2A和PHLPP1蛋白表达水平都显著高于24 h组,且差异有统计学意义(P<0.05)。7、无机砷对分子伴侣自噬活性的影响。与对照组相比,12 h组、24 h组和36 h组的LAMP2A、HSC70和LAMP2A免疫荧光强度均明显上升,而且结合程度有明显提高,36 h组的结合现象最为明显。这些结果提示CMA活性随时间上升,在36 h达到峰值。结论:1、NaAsO2能够激活巨噬细胞的巨自噬;2、NaAsO2能够活化巨噬细胞的自噬溶酶体途径的关键转录因子TFEB;3、NaAsO2能够激活巨噬细胞的分子伴侣自噬(CMA)。