ATPase6,8在纳米氧化锌诱导HL-7702细胞线粒体能量代谢障碍中作用

目的分析ATPase6,8在纳米氧化锌(ZnO NP)诱导正常人肝细胞(HL-7702)线粒体氧化磷酸化能量代谢障碍中的作用,为ZnO NP疾病防控提供基础数据。方法透射电镜和马尔文粒径分析仪测定ZnO NP颗粒表征;ZnO NP染毒24 h后,3-(4,5-二甲基-2-噻唑)-2,5-二甲苯溴化四唑(MTT)法检测细胞活性及剂量选择;激光共聚焦显微镜检测线粒体膜电位改变;高效液相色谱法测定细胞内三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、一磷酸腺苷(AMP)的含量;紫外分光光度计检测线粒体呼吸链复合体Ⅴ(MRCCⅤ)活性;qRT-PCR检测ATPase6及ATPase8 mRNA表达量。结果 ZnO NP(2.5、5、10、20、40、80、160和320μg/mL)染毒24 h后,随着ZnO NP剂量增加,细胞存活率逐渐降低(r=-0.859,P<0.05),80、160、320μg/mL剂量组细胞存活率显著低于对照组(P<0.05),根据细胞存活率>70%,最终选择染毒剂量为0、2.5、10、40μg/mL;与对照组相比,10和40μg/mL剂量组红/绿色荧光比值明显减少(P<0.05),说明细胞线粒体膜电位(MMP)下降;同样40μg/mL剂量组细胞ATP、总腺普酸含量(TAN)、能荷值(EC)水平均明显下降,10~40μg/mL剂量组细胞AMP水平和2.5~40μg/mL剂量组细胞ATP/ADP水平也均明显下降(P<0.01);与对照组相比,2.5~40μg/mL剂量组细胞MRCCⅤ活性明显降低而ATPase6和ATPase8 mRNA表达水平均显著上升(P<0.01)。结论 ZnO NP能诱导HL-7702线粒体能量代谢障碍,可能是通过影响细胞线粒体ATPase6,8 mRNA的表达水平,进而引起MRCCⅤ活性降低及线粒体MMP下降,氧化磷酸化无法正常进行,ATP生成过程受到抑制,最终导致线粒体能量代谢障碍。