鈰誘導(dǎo)子強(qiáng)化紅豆杉細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的信號(hào)機(jī)制研究.pdf

1、為了更好地研究紅豆杉細(xì)胞誘導(dǎo)凋亡過(guò)程及細(xì)胞自發(fā)凋亡過(guò)程的生理和生產(chǎn)特性，本文以不同誘導(dǎo)子脅迫培養(yǎng)下紅豆杉細(xì)胞及不同品系紅豆杉細(xì)胞作為研究體系，運(yùn)用高通量分析策略并結(jié)合生物信息學(xué)及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究思想，試圖探究細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)強(qiáng)化的信號(hào)機(jī)制。 基于LC/ESI/MSn和ESI-MS/MS構(gòu)建了南方、東北紅豆杉細(xì)胞膜磷脂圖譜，準(zhǔn)確地定性、定量了PG、PE、PC、PI、PS、PA及LysoPC共7類(lèi)磷脂100多種磷脂分子。引入信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

2、研究策略，并結(jié)合主成份聚類(lèi)手段，分析了紅豆杉細(xì)胞正常生長(zhǎng)和自發(fā)凋亡中磷脂的代謝差異，發(fā)現(xiàn)南方紅豆杉細(xì)胞磷脂酶D（PLD）在培養(yǎng)17～22 d中顯著的激活，水解底物PC生成信使分子PA導(dǎo)致細(xì)胞膜雙分子層的坍塌是其自發(fā)凋亡的重要原因。 以稀土（鈰，Ce4+或Ce3+）和植物激素（茉莉酸甲酯，MeJA）為例，研究了誘導(dǎo)子脅迫下紅豆杉細(xì)胞膜磷脂的代謝調(diào)控。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Ce4+導(dǎo)致細(xì)胞磷脂總含量在48～72 h明顯減少，而MeJA誘導(dǎo)0～72

3、h磷脂總量沒(méi)有變化。主成份聚類(lèi)法分析36個(gè)脂質(zhì)提取樣本，揭示了Ce4+誘導(dǎo)的凋亡細(xì)胞和Ce3+、MeJA誘導(dǎo)的非凋亡細(xì)胞及正常培養(yǎng)細(xì)胞的區(qū)分度達(dá)到82.7％，正交偏最小二乘法預(yù)測(cè)了8種PA、2種LysoPC和10種PC是潛在的脂質(zhì)生物標(biāo)志物。 對(duì)比了Ce4+和MejA激活PLD及磷脂酶A2（PLA2）的啟動(dòng)時(shí)域及其信號(hào)功能，發(fā)現(xiàn)PLD和PLA2在時(shí)序、程度上差異激活是生物標(biāo)志物產(chǎn)成的主要原因。MeJA誘導(dǎo)PLD5～14h適量激活

4、，而Ce4+誘導(dǎo)PLD2～24h顯著激活，產(chǎn)生高濃度PA信使分子激發(fā)了下游凋亡途徑，表明不同濃度的PA在防御響應(yīng)中具有不同的調(diào)控機(jī)制。MeJA微弱激活PLA2，而Ce4+誘導(dǎo)PLA21～4h高水平激活，釋放LysoPC和自由脂肪酸，強(qiáng)化胞內(nèi)茉莉酸（JA）不斷積累。PLA2抑制劑實(shí)驗(yàn)提出JA途徑激活是Ce4+強(qiáng)化紫杉醇生產(chǎn)的必要前提之一，但JA途徑并不直接調(diào)控凋亡通路。 探討了細(xì)胞誘導(dǎo)凋亡中類(lèi)ERK激酶激活和O2·-迸發(fā)的變化規(guī)律