鈰誘導(dǎo)子強化紅豆杉細胞次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的信號機制研究.pdf

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

2、研究策略，并結(jié)合主成份聚類手段，分析了紅豆杉細胞正常生長和自發(fā)凋亡中磷脂的代謝差異，發(fā)現(xiàn)南方紅豆杉細胞磷脂酶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)子脅迫下紅豆杉細胞膜磷脂的代謝調(diào)控。實驗發(fā)現(xiàn)Ce4+導(dǎo)致細胞磷脂總含量在48～72 h明顯減少，而MeJA誘導(dǎo)0～72

3、h磷脂總量沒有變化。主成份聚類法分析36個脂質(zhì)提取樣本，揭示了Ce4+誘導(dǎo)的凋亡細胞和Ce3+、MeJA誘導(dǎo)的非凋亡細胞及正常培養(yǎng)細胞的區(qū)分度達到82.7％，正交偏最小二乘法預(yù)測了8種PA、2種LysoPC和10種PC是潛在的脂質(zhì)生物標(biāo)志物。 對比了Ce4+和MejA激活PLD及磷脂酶A2（PLA2）的啟動時域及其信號功能，發(fā)現(xiàn)PLD和PLA2在時序、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，強化胞內(nèi)茉莉酸（JA）不斷積累。PLA2抑制劑實驗提出JA途徑激活是Ce4+強化紫杉醇生產(chǎn)的必要前提之一，但JA途徑并不直接調(diào)控凋亡通路。 探討了細胞誘導(dǎo)凋亡中類ERK激酶激活和O2·-迸發(fā)的變化規(guī)律