镉通过引发氧化应激和线粒体损伤诱导PK-15细胞凋亡

作     者：董峰 杨佳 李向阳 吴琼 张少英 王兰 DONG Feng;YANG Jia;LI Xiang-Yang;WU Qiong;ZHANG Shao-Ying;WANG Lan

作者机构：山西大学生命科学学院生物科学系太原030006 

出 版 物：《中国生物化学与分子生物学报》 (Chinese Journal of Biochemistry and Molecular Biology)

年 卷 期：2018年第34卷第11期

页      面：1185-1193页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 090601[农学-基础兽医学] 07[理学] 071009[理学-细胞生物学] 09[农学] 0906[农学-兽医学] 0901[农学-作物学] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家自然科学青年基金项目(No.31602026) 山西大学提升综合实力专项经费(No.113545044)资助~~ 

主　　题：镉 PK-15细胞 活性氧 线粒体膜电位 细胞凋亡 

摘      要：镉(cadmium,Cd)是一种生物累积性的有毒重金属元素,能够在肾组织大量蓄积并引起肾发生病变和功能损伤。前期研究证实,Cd处理能够引起猪肾PK-15细胞的活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平升高和细胞死亡,但详细机制有待进一步研究。本研究以PK-15细胞为研究对象,通过CCK-8检测、透射电镜观察、DCFH-DA标记、JC-1染色、彗星实验和流式细胞术等研究手段,分别检测Cd处理后的细胞活性、形态变化、ROS生成、线粒体膜电位Δψm、DNA损伤及细胞凋亡情况。CCK-8实验结果显示,CdCl_2处理后PK-15细胞活性下降,且呈时间和剂量依赖性;形态学观察发现,CdCl_2处理引起PK-15细胞皱缩、变圆,细胞核固缩、染色质凝聚,线粒体肿胀、线粒体嵴减少或消失;荧光染色和流式细胞术检测结果显示,CdCl_2处理引起PK-15细胞内ROS水平升高、线粒体膜电位Δψm下降和DNA损伤,最终导致细胞凋亡。Western印迹结果显示,CdCl_2处理组中促凋亡蛋白质Bax表达量上调,抑凋亡蛋白质Bcl-2表达量下调,并且CdCl_2处理组检测到了活化状态的裂解胱天蛋白酶3(cleaved caspase 3)。此外,ROS清除剂N-乙酰基-L-半胱氨酸(Nacetyl-L-cysteine,NAC)缓解了CdCl_2引起的线粒体损伤、DNA损伤和细胞凋亡。综上所述,Cd通过引发氧化应激和线粒体损伤诱导PK-15细胞凋亡。