CuCl2脅迫對煙草BY-2懸浮細(xì)胞死亡的誘導(dǎo).pdf

1、迄今為止，對于逆境脅迫導(dǎo)致細(xì)胞死亡的關(guān)鍵因素還存在爭議，而且對CuCl2脅迫誘導(dǎo)植物細(xì)胞死亡的機(jī)理尚未見到報(bào)道。煙草BY-2細(xì)胞是一種沒有功能性葉綠體的細(xì)胞系，本文利用BY-2細(xì)胞為材料，目的是想要探討在沒有光合電子傳遞介導(dǎo)的活性氧產(chǎn)生的條件下，CuCl2脅迫對BY-2細(xì)胞呼吸途徑的影響和呼吸作用介導(dǎo)的ROS產(chǎn)生和ATP合成對細(xì)胞死亡的影響。
　　 本研究發(fā)現(xiàn)：0.5mmol·L-1CuCl2脅迫明顯導(dǎo)致了煙草BY-2細(xì)胞死亡，

2、造成了煙草BY-2細(xì)胞線粒體滲透轉(zhuǎn)換孔(The mitochondrial permeability transition pore，PTP)的開放和細(xì)胞色素c(Cytochromec，Cytc)含量的下降，而且隨著CuCl2脅迫時(shí)間的延長，細(xì)胞生長抑制程度、細(xì)胞膜傷害度及細(xì)胞死亡率均逐漸增加。
　　 此外，CuCl2脅迫也導(dǎo)致了煙草BY-2細(xì)胞胞內(nèi)活性氧(ROS)的爆發(fā)和ATP含量的下降，嚴(yán)重抑制了煙草BY-2細(xì)胞總呼吸、細(xì)胞

3、色素途徑(cytochrome pathway)呼吸及交替氧化酶途徑(alternative pathway capacity，AOX)呼吸。為了排除上游碳代謝對細(xì)胞呼吸的影響，我們測定了CuCl2脅迫對細(xì)胞線粒體的總呼吸速率和AOX途徑的呼吸速率。結(jié)果表明CuCl2對線粒體的總呼吸速率和AOX途徑的呼吸速率具有明顯的抑制作用。這些結(jié)果說明在呼吸底物不變的情況下，CuCl2對于煙草BY-2細(xì)胞線粒體的總呼吸和AOX途徑呼吸具有即時(shí)的直接

4、抑制作用。而CuCl2脅迫對細(xì)胞呼吸及細(xì)胞色素途徑呼吸的直接抑制作用不可避免的導(dǎo)致了胞內(nèi)ATP含量的下降。此外，CuCl2脅迫誘導(dǎo)的煙草BY-2細(xì)胞氧化磷酸化的解偶聯(lián)作用也導(dǎo)致了胞內(nèi)ATP含量的下降。
　　 通過外加商品CAT能夠顯著抑制CuCl2脅迫誘導(dǎo)的煙草BY-2細(xì)胞的ROS爆發(fā)，但當(dāng)商品CAT與CuCl2同時(shí)加入到煙草BY-2細(xì)胞懸浮體系中時(shí)，細(xì)胞死亡卻未得到緩解。當(dāng)商品CAT于處理前1h加入到煙草BY-2細(xì)胞懸浮體系中

5、，細(xì)胞死亡稍微得到緩解。然而，外源加入腺苷(ATP合成的底物)后幾乎完全抑制了CuCl2脅迫所誘導(dǎo)的煙草BY-2細(xì)胞中ATP損耗的發(fā)生，并且阻止了CuCl2脅迫誘導(dǎo)的煙草細(xì)胞活度的下降。這個(gè)結(jié)果表明CuCl2脅迫所誘導(dǎo)的ATP損耗在誘導(dǎo)煙草BY-2細(xì)胞死亡過程中起至關(guān)重要的作用。值得關(guān)注的是，加入外源腺苷后不僅顯著抑制了ATP的損耗，同時(shí)還抑制了ROS的爆發(fā)。這說明ROS的爆發(fā)是與ATP損耗存在某種內(nèi)在聯(lián)系。但是本研究的結(jié)果還不足以證明