Mitofusin2通过调节线粒体能量代谢和微管聚合调控细胞增殖

摘要

目的：本研究旨在探讨Mfn2介导细胞增殖的分子机制。rn 方法：以生长因子FGF，PDGFBB，及EGF刺激HELA细胞或人平滑肌细胞(HAVSMC)增殖，real-timePCR及western blot观察Mfn2 mRNA和蛋白水平的变化。腺病毒携带Mfn2 shRNA感染细胞以敲低Mfn2蛋白表达，24小时无血清培养使细胞周期同步化后，10%血清或0.2%血清刺激细胞，CCK8试剂或流式细胞仪检测细胞的增殖状态:海马动态呼吸仪检测敲低Mfn2后细胞线粒体呼吸、对底物氧化能力、以及糖酵解的变化。冰冻或使用nocodozale使细胞微管结构解聚，激光共聚焦显微镜观察Mfn2敲低后，细胞微管重聚过程中线粒体及微管的变化。rn 结果：生长因子刺激细胞2小时后，Mfn2 mRNA表达短暂上升，随后，从4小时开始逐渐下降，至24小时Mfn2 mRNA水平显著降低。腺病毒携带Mfn2 shRNA转染细胞可有效敲低Mfn2蛋白表达水平。尽管用10%血清刺激细胞时Mfn2敲低细胞与对照细胞相比其增殖速度无明显差异，但0.2%血清刺激细胞时，Mfn2 shRNA转染细胞的增殖速度显著降低。线粒体呼吸功能检测结果显示，敲低Mfn2后，细胞产生ATP时的耗氧减少，细胞糖酵解的能力降低，细胞对底物丙酮酸钠的氧化能力降低，提示Mfn2降低导致细胞处于低耗能状态。此外，敲低Mfn2后细胞内自噬显著增加。并且，Mfn2敲低后，激光共聚焦显微镜观察到，细胞微管解聚后重聚的速度降低。rn 结论：细胞增殖活跃时线粒体融合蛋白Mfn2表达水平降低，降低的Mfn2对细胞增殖起反馈抑制作用。Mfn2降低抑制细胞增殖的可能作用机制:Mfn2表达量降低抑制了细胞的能量代谢，并通过增加细胞的自噬进一步降低细胞能量代谢，从而抑制细胞微管重聚，并进而抑制细胞的生长。