基于超氧阴离子探针观察原位软骨细胞线粒体及线粒体炫

摘要

关节软骨是无血供组织。软骨细胞处于低氧环境中,细胞能量来源的大部分来自糖酵解,仅有一小部分来自线粒体氧化磷酸化。因此,软骨细胞中线粒体的功能一直未被重视,且局限于体外细胞研究。本文采用激光共聚焦显微成像技术建立了原位软骨细胞及其线粒体形态的观察方法,发现软骨细胞形态及线粒体密度与细胞所在层次相关。有文献表明,软骨细胞内线粒体源性活性氧(reactive oxygen species,ROS)可与促炎因子共同作用加速软骨组织退变。线粒体呼吸链电子漏产生的超氧阴离子是细胞内ROS的最主要来源。而超氧阴离子半衰期非常短,并且很容易自发地转化为过氧化氢,使它成为最难检测的ROS信号。新型超氧阴离子探针mt-cpYFP(mitochondrially targeted circularly permuted yellow fluorescent protein)是一种可特异性感受超氧阴离子的黄色荧光蛋白。本文基于mt-cpYFP转基因小鼠实时监测软骨细胞内超氧阴离子变化情况,发现原位软骨细胞在静息状态下存在量子化超氧爆发现象(线粒体炫);同时,促炎因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)刺激软骨细胞后,线粒体炫活性增加。因此,我们建立了原位软骨细胞线粒体形态与超氧阴离子动态变化的检测方法,并进一步探讨了促炎因子对关节软骨细胞线粒体ROS产生的影响。