mtDNA单倍型D4和B4a细胞线粒体功能及其影响衰老发生的机制研究

周超^1,2 高静¹ 熊静霆¹ 仇如意¹ 沈丽君¹ 吕建新^1,3*

¹温州医科大学检验医学院、生命科学学院, 浙江省医学遗传学重点实验室, Attardi线粒体生物医学研究院,温州 325035; ²浙江大学医学院附属儿童医院, 杭州 310003; ³杭州医学院, 杭州 310053

摘要 : 该文初步分析了两个与衰老发生抑制及促进的线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)单倍型D4和B4a细胞的线粒体功能情况, 并对其影响衰老的可能机制进行了探究。通过细胞融合构建两个核背景一致但mtDNA单倍型分别是D4和B4a的胞质杂合细胞。应用RT-PCR方法检测细胞mtDNA拷贝数以及线粒体基因的mRNA水平, 氧电极法和非变性梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳(blue native polyacrylamide gelelectrophoresis, BN-PAGE)技术检测细胞线粒体氧化呼吸能力及线粒体复合体水平, TMRM染料和DCFH-DA染料法检测细胞线粒体膜电位和活性氧(reactive oxygen species, ROS)生成水平。结果显示, D4单倍型细胞线粒体氧呼吸能力、膜电位水平以及线粒体基因(mt-ND1、mt-7S RNA)转录水平均明显高于B4a单倍型细胞, 而ROS生成水平明显降低, mtDNA拷贝数则并无明显差异。该结果表明, 在D4单倍型细胞中, 通过提高某些线粒体基因的表达, 使得线粒体呼吸复合体表达得到提升, 继而提高线粒体氧化呼吸功能, 降低细胞氧化损伤, 从而延缓衰老的发生。