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目的:银杏酸(Ginkgolic acid,GA)是一种从银杏叶、果、外种皮中提取的天然化合物,被证明是一种SUMO化抑制剂和乙酰化酶抑制剂。GA还具有许多生物活性,包括抗肿瘤、抗菌和促凋亡等。线粒体是真核细胞进行生物氧化和能量转导的主要场所。线粒体功能异常与多种人类疾病有关,包括癌症、衰老、神经退行性疾病、肥胖和糖尿病等。之前研究发现,在小鼠骨髓间质细胞中,GA能够引起大量线粒体相关基因发生明显变化,表明GA可能调控线粒体功能。然而,人们对GA对线粒体功能的影响上还不十分清楚。本论文旨在研究GA对线粒体功能的作用及调控机制。方法:(1)利用q PCR检测线粒体DNA(mt DNA)拷贝数变化以及其他相关基因的转录水平变化。(2)利用western blot检测线粒体蛋白以及其他相关蛋白的表达变化。(3)利用免疫荧光检测线粒体形态,以及线粒体与自噬体或溶酶体的共定位。(4)利用JC-1检测线粒体膜电势。(5)利用Seahorse XF检测细胞耗氧率。(6)利用荧光素酶检测ATP水平变化。(7)利用RNA-sequencing(RNA-seq)和基因富集分析检测基因表达谱的差异。(8)利用CUCKOO Workgroup预测蛋白SUMO化和乙酰化位点。结果:(1)He La细胞经GA处理后,RNA-seq测序及基因富集分析(GSEA)表明大量线粒体相关基因表达量发生改变。线粒体形态学染色发现GA处理后线粒体网络呈点状化,mt DNA拷贝数与线粒体蛋白表达量降低,细胞耗氧率及ATP产生率均显著性下降。这些结果表明GA使线粒体量减少,并使线粒体功能受损。(2)q PCR实验表明,GA处理后,线粒体相关基因以及线粒体合成关键基因PGC1α表达量均下调,且PGC1α蛋白水平下调。利用PGC1α抑制剂SR18292和激活剂ZLN005分别联合GA对He La细胞进行共处理,western blot检测线粒体蛋白表达水平,确定了GA通过抑制PGC1α调控线粒体生物合成,进一步影响线粒体质量。(3)与DMSO处理相比,GA处理后的He La细胞中,线粒体分别与自噬体以及溶酶体的共定位增加,利用ATG7敲除细胞系或者自噬抑制剂CQ来抑制自噬可以回复GA所引起的线粒体量的减少。这些数据表明了GA能够通过调控线粒体自噬来影响线粒体量。(4)构建BNIP3和FUNDC1敲低细胞系,以及利用Parkin过表达细胞系,在DMSO或GA的处理下,检测线粒体蛋白、mt DNA以及线粒体膜电势,确定了GA通过FUNDC1通路介导线粒体自噬来影响线粒体功能。western blot和q PCR检测FUNDC1磷酸化修饰调控蛋白Src激酶和CK2在蛋白及m RNA表达水平上均有所下降。利用CUCKOO Workgroup对FUNDC1进行SUMO化和乙酰化进行了预测,猜测GA可能抑制FUNDC1的SUMO化和乙酰化。结论:综上所述,GA处理通过抑制PGC1α介导的线粒体生物合成,以及促进FUNDC1依赖的线粒体自噬来诱导He La细胞线粒体功能损伤。这些结果为进一步认识GA的生物活性提供了新的证据,为GA在癌症或者其他疾病上的临床应用提供了坚实的理论基础。