摘要目的·探索C9ORF72肌萎缩侧索硬化/额颞叶痴呆(amyotrophic lateral sclerosis/frontotemporal dementia,ALS/FTD)相关的多聚甘氨酸-精氨酸(poly-glycine-arginine,poly-GR)对线粒体形态及功能的影响,并分析二甲双胍对由poly-GR诱导的线粒体损伤的修复作用及其可能的机制.方法·采用慢病毒感染法分别构建能够稳定表达50个重复甘氨酸-精氨酸序列[(glycine-arginine)50,(GR)50]和绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的SK-N-SH细胞,即(GR)50-SK细胞株和GFP CTRL-SK细胞株.采用蛋白质印迹法(Western blotting)验证已构建细胞中(GR)50蛋白的表达水平,并采用荧光显微镜观察GFP CTRL-SK细胞的GFP表达.采用碘化丙啶(propidium iodine,PI)染色分别检测(GR)50-SK、GFP CTRL-SK细胞的凋亡水平.利用免疫荧光(immunofluorescence,IF)染色分析(GR)50蛋白在细胞内的定位情况.采用超氧化物指示剂MitoSOX Red分别对(GR)50-SK、GFP CTRL-SK细胞的氧自由基进行染色,并利用荧光显微镜观察红色荧光强度以评估线粒体活性氧水平的变化.采用透射电镜分别观察(GR)50-SK、GFP CTRL-SK细胞的线粒体形态.采用Western blotting检测(GR)50-SK、GFP CTRL-SK细胞的蛋白激酶B(protein kinase B,PKB,又称AKT)及其磷酸化水平.利用SC79激活(GR)50-SK细胞中的AKT,并采用MitoSOX Red染色及PI染色实验分析AKT磷酸化后细胞的线粒体活性氧水平及凋亡水平.利用二甲双胍处理(GR)50-SK、GFP CTRL-SK细胞,随后通过上述方法以及ATP检测试剂盒检测细胞的凋亡水平、线粒体活性氧水平、线粒体形态、AKT及其磷酸化水平、ATP浓度情况.结果·Western blotting结果提示(GR)50-SK细胞构建成功,荧光显微镜的观察结果显示GFP CTRL-SK细胞构建成功.PI染色结果显示,(GR)50-SK细胞较GFP CTRL-SK细胞的凋亡水平更高(P=0.016).IF结果提示,(GR)50-SK细胞中(GR)50蛋白与线粒体存在部分共定位.与GFP CTRL-SK细胞相比,(GR)50-SK细胞的线粒体形态及结构存在明显异常,其活性氧水平明显上升.(GR)50-SK细胞中的AKT水平与GFP CTRL-SK细胞相仿,但磷酸化AKT水平显著下降.SC79处理(GR)50-SK细胞后,可显著上调其AKT磷酸化水平,并下调其活性氧水平及凋亡水平.二甲双胍处理可明显上调(GR)50-SK细胞中的磷酸化AKT水平,但对AKT水平无影响;可重塑该细胞中的部分线粒体形态结构、降低活性氧水平、增加ATP的生成(P=0.000),并下调细胞的凋亡水平(P=0.000).结论·(GR)50可通过下调AKT磷酸化引起线粒体形态及功能异常,并促进细胞凋亡;而二甲双胍则可抑制由(GR)50蛋白诱导的上述病理事件的发生.