Revolve显微镜助力对PDK1代谢重编程和线粒体质量控制

2020年初，吉林大学基础医学院病理生理学系和吉林大学中日联合医院放射肿瘤科联合在《Journal of Cancer 2020; 11(4): 962-973. doi: 10.7150/jca.34330》杂志上发表了文章。

文章研究方向

丙酮酸脱氢酶激酶1（PDK1）是联系糖酵解和三羧酸循环之间的一个关键因素。通过靶向PDK1YZ糖酵解恢复线粒体氧化磷酸化功能已成为肿瘤ZL的热点。然而，代谢变化影响线粒体功能的具体机制尚不清楚。Z近的研究发现，线粒体质量控制，如线粒体蛋白质稳态，在维持线粒体功能方面起着重要作用。本文以PDK1为研究对象，探讨了代谢变化影响线粒体氧化磷酸化功能的具体机制。

研究方法

为了研究PDK1YZ对肝癌的影响，我们首先检测了用PDK1YZ剂DCA处理24小时和48小时后HepG2和HepG3B细胞的活性。结果表明，DCA以剂量依赖的方式降低HepG2和HepG3B细胞的活力。为了进一步检测细胞增殖能力，我们检测了DCA处理后HepG2和HepG3B细胞的细胞周期。如图1C所示，DCA处理组HepG2和HepG3B细胞的细胞周期在24小时后停滞在G2/M期，用annexin/PI染色检测DCA处理24h后细胞凋亡，80mm DCA HepG2和HepG3B细胞组的凋亡率均高于各自对照组。结果表明，DCA可YZHepG2和HepG3B细胞的增殖，诱导细胞周期阻滞和凋亡。

用shPDK1表达载体或空载体转染HepG2细胞48h来显示shPDK1对线粒体质量控制的影响。结果如图A所示用染色和ECHO  Revolve荧光显微镜（400×）观察线粒体网络。量化线粒体微管化、中间化和碎片化的细胞比例（每个样本n=100个细胞）。

为了证实DCA通过体内YZPDK1的潜在作用，作者测试了其在人皮下HepG2异种移植植物中的治LX果。将荷瘤裸鼠随机分为对照组和DCA（100mg/kg）腹腔注射组。24天后，我们测量了HepG2异种移植瘤的体积和重量。与对照组相比，DCAZL的肿瘤明显更小，重量更小（图6A–C）。两组之间的总毒性或体重没有显著差异（图6D）。

结果表明，在不同浓度的DCA和短发夹PDK1作用下，HepG2和HepG3B细胞的葡萄糖代谢由厌氧糖酵解转变为线粒体三羧酸循环。经DCA处理或PDK1基因敲除后，线粒体形态逐渐浓缩，出现较短、较破碎的细丝。此外，线粒体自噬蛋白parkin和PTEN诱导激酶表达下调，生物合成蛋白过氧化物酶体增殖物激活受体γ-辅激活因子1α（PGC1α）及其调控复合物I、III、I V和V蛋白表达下调。这表明PDK1的YZ作用影响了线粒体质量控制水平。线粒体功能分析显示线粒体活性氧含量显著增加，膜电位降低。因此，PDK1YZ的葡萄糖代谢重编程可导致线粒体质量控制紊乱，加重线粒体应激损伤。

Revolve展现了其非凡的灵活性，可以轻松地实现正置和倒置显微镜转换，创新性地把正倒置显微镜合二为一，开启了显微镜Hybrid时代。

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