铜对线粒体中铁硫蛋白功能的毒性机制研究

李艳纯杜刘若兰任雪营林楚贤李江辉谭国强^* 吕建新^*

温州医科大学检验医学院、生命科学学院, 检验医学教育部重点实验室,浙江省医学遗传学重点实验室, 温州 325035

摘要 : 该文探讨了铜对线粒体内铁硫蛋白的毒性机理。通过包装慢病毒将HepG2细胞中铜转运蛋白ATP7B(ATPase copper transporting beta)基因敲低, 并用铜离子处理构建高铜细胞模型。通过免疫印迹、胶内酶活、紫外–可见光分光光度法检测细胞线粒体内铁硫蛋白、非铁硫蛋白及铁硫簇组装蛋白量和活性的改变; 用电镜观察高铜模型中线粒体的形态改变; 用海马能量代谢分析仪检测铜离子对细胞能量代谢的影响。结果发现, 高铜细胞模型线粒体内铁硫簇组装蛋白ISCA2(iron-sulfur cluster assembly 2)及ISCU(iron-sulfur cluster assembly enzyme)水平下降, 抑制了铁硫簇的组装, 并进一步影响了线粒体内[2Fe-2S]型及[4Fe-4S]型铁硫蛋白功能, 但并不影响非铁硫蛋白。高铜状态也影响了呼吸链复合体活性及线粒体能量代谢, 并导致线粒体形态发生改变。这些结果表明, 异常累积的铜离子也会通过抑制线粒体中铁硫簇的组装, 影响线粒体内铁硫蛋白的功能。