细胞内NADH的电化学研究：PASHs对线粒体功能的影响

本研究开发基于双介导系统的SECM平台，实现单活细胞内NADH的实时原位非侵入检测。应用于分析多环芳硫杂环化合物（PASHs）诱导的HepG2肝癌细胞线粒体功能障碍，发现DBT（二苯并噻吩）通过激活PARP导致NADH和ATP耗竭、膜电位下降，证实硫原子结构是增强细胞毒性的关键，为评估污染物代谢效应提供新方法。

　　

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）是一种关键的生物分子，在众多生物催化反应中作为必不可少的辅因子，并在线粒体功能和细胞生理学中起着核心调节作用。本研究开发了一种基于双介质系统的SECM平台，用于实时、原位且无创地检测单个活细胞内的NADH水平。该系统使用1-甲氧基-5-甲基苯嗪甲基硫酸盐（mPMS）来穿透细胞膜并氧化细胞内的NADH，同时利用铁氰化物（[Fe(CN)₆^3?）将电子从还原态的mPMS传递到SECM探针上。该方法被用于研究多环芳烃硫杂环（PASHs）诱导的人类肝瘤（HepG2）细胞中的线粒体损伤。通过分析聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）活性、三磷酸腺苷（ATP）含量以及线粒体膜电位（MMP），进一步验证了代谢变化。实验结果表明，二苯并噻吩（DBT）的暴露会激活PARP，导致NADH和ATP严重耗竭以及MMP显著下降，从而证实了线粒体功能的全面受损。与不含硫的类似物荧光素（Flu）进行比较分析后发现，DBT结构中的硫原子是其增强细胞毒性的关键因素。这项工作建立了一种可靠且创新的分析方法，可用于评估环境污染物的亚细胞代谢效应，为深入研究细胞毒性机制提供了新的平台。