游离线粒体DNA拷贝数与疾病的研究进展

<正>线粒体作为真核细胞内的重要细胞器,除了维持细胞正常的生理功能外还参与细胞凋亡及死亡过程。游离DNA包括游离核DNA(nDNA)和游离线粒体DNA(mtDNA),与nDNA相比mtDNA有更多的拷贝数。另外,由于mtDNA缺乏有效的损伤修复系统,更容易造成复制转录水平及拷贝数的变化。mtDNA性状和数量的改变与人类多种疾病密切相关。本研究就近年来mtDNA拷贝数与疾病的相关研究作简     

氧化应激及其介导的细胞凋亡在糖尿病肾病中的作用

氧化应激产生的活性氧簇(ROS)在糖尿病肾病(DN)的发病机制中起重要作用.ROS通过激活线粒体、DNA氧化损伤、NF-κB及影响基因表达等途径诱导细胞凋亡,促进DN病的发生发展.减少ROS的生成及阻断ROS产生后所激活的细胞凋亡途径可成为治疗DN的新靶点.     

线粒体DNA与cGAS-STING固有免疫信号通路的研究前沿

线粒体是细胞中广泛存在的一种重要细胞器,除了管控细胞的能量制造和代谢外,线粒体还能参与细胞的抗感染、凋亡以及自噬等多种生物学过程。当外界环境或者细胞内部的有害刺激对线粒体造成应激反应时,线粒体会将包含其自身DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）的线粒体基质释放到细胞质中。胞质内的mtDNA作为一种损伤相关分子模式,会激活不同的DNA模式识别受体,诱发机体的固有免疫反应。环化 GMP-AMP 合成酶（cGAS）是近些年来新发现的关键DNA受体,可通过催化形成第二信使cGAMP（2′3′-cGAMP）激活干扰素刺激基因（STING）依赖的信号通路。除了可抵抗病原微生感染,cGAS-STING信号通路在自身免疫、肿瘤和衰老等多种病理生理过程中均发挥重要作用。本综述主要讨论线粒体应激中释放的mtDNA如何激活cGAS-STING固有免疫信号通路以及与此相关的疾病,以期推动线粒体在固有免疫作用中的基础研究,并为以线粒体为靶点进行相关药物的开发提供新策略。     

~(60)Co照射后SMMC-7721细胞线粒体DNA部分D-loop区辐照损伤的初步研究

目的 线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)的变化可能损害氧的利用,导致细胞的氧化和减少能量的产生,从而引起肿瘤细胞的凋亡.文中观察SMMC-7721细胞在接受不同剂量60Co γ射线照射后,线粒体DNA部分D-loop区碱基的损伤规律及特定的断裂敏感点.方法 根据人线粒体DNA非编码区的基因序列设计相应的引物序列,再通过接头介导PCR(LM-PCR)及基因扫描来检测其断裂程度、位点及规律.结果 在接受不同剂量γ射线照射后,通过ligation-mediated PCR (LM-PCR)和基因扫描检测,发现各剂量都有相同大小的片段,即存在相同的断裂位点,且这些位点并非随机分布,位点的损伤频率也随着剂量的增加而呈现递增趋势.同时,随着剂量的增加还出现了新的断裂位点,且在一定范围内出现了双链断裂.结论 线粒体DNAD-loop区在60Co照射后,产生的一系列断裂敏感位点和双链断裂及本身特有的突变位点,可能对SMMC-7721细胞辐射后的细胞凋亡起到重要作用,推测mtDNA很有可能是电离辐射易感的靶点,mtDNA的变化能够作为肿瘤细胞辐照前后损伤的一个重要指标.     

鱼藤酮致线粒体氧化损伤的作用和机制

鱼藤酮是线粒体呼吸链上复合体I的经典抑制剂之一。大量的研究表明当鱼藤酮作用于活体的动物或细胞 时,可导致线粒体功能紊乱、ROS生成增加,蛋白质、脂质、核酸遭受氧化损伤。以线粒体与ROS的生成、鱼藤酮促 线粒体ROS生成机制、鱼藤酮促DNA损伤机制为中心,阐述鱼藤酮致线粒体氧化损伤的相关作用和机制;同时探讨 鱼藤酮作用下线粒体DNA(mtDNA)的损伤及其可能存在的mtDNA突变。     

活性氧与线粒体损伤

活性氧(reactive oxygen species,ROS)是细胞代谢不可避免的产物。细胞内高水平的ROS直接或间接地参与细胞信号传导,诱导细胞凋亡,是肿瘤及许多其它疾病的共同发病机制。线粒体是细胞能量生成的重要细胞器,也是广受关注的细胞调节氧化应激的中枢。但ROS与线粒体损伤之间的关系,至今尚未完全清楚。近年来的研究表明,线粒体是ROS产生的主要场所,又是ROS作用最敏感的部位。ROS通过氧化线粒体心磷脂、线粒体DNA和线粒体重要的蛋白质对线粒体造成氧化损伤,进而诱导细胞凋亡。     

葛根素对散发阿尔茨海默病线粒体损伤的保护作用研究

目的 观察葛根素对散发阿尔茨海默病(SAD)线粒体损伤的保护作用.方法 在无mtDNA的神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y cells)中转入SAD患者血小板中的mtDNA,制备SAD胞质杂交细胞模型,观察不同浓度的葛根素对该模型细胞存活率(MTT实验)、细胞凋亡(流式细胞法)及ROS水平(荧光法)的影响.结果 给予葛根素(0.1～10.0μmoL/L)24h后,SAD胞质杂交细胞的存活率分别为(76.00±3.8)％、(81.66±3.4)％和(89.67±4.5)％,有明显的浓度依赖性;并且凋亡率分别为21.83％、14.58％和14.60％,各组间差异具有统计学意义;而且SAD胞质杂交细胞的ROS水平较对照组增加(P＜0.01),葛根素则能改善SAD胞质杂交细胞的ROS水平.结论 葛根素通过降低细胞内ROS水平,以保护SAD线粒体.     

诱导细胞mtDNA缺失以及再转入线粒体后对肿瘤细胞凋亡的影响

目的 对比研究mtDNA缺失以及再转入线粒体后细胞凋亡的变化.方法 在成功构建ρ_0SK-Hepl细胞和转线粒体细胞SK-HeplCyb的基础上,采用Annexin V/PI双染色法检测细胞凋亡;流式细胞仪检测细胞内活性氧(ROS)和线粒体膜电位(△ψm);Western blot检测细胞Bcl-2、Bax表达水平;免疫荧光染色观测Bel-2细胞内分布.结果 SK-Hepl、ρ~0SK-Hepl和sK-HeplCyb细胞凋亡率分别为(2.01±0.11)%、(0.37±0.08)%和(2.10±0.12)%.ρ~0SK-Hepl对细胞凋亡有明显抗性(P<0.05).ρ~0SK-Hepl细胞内DCFDA荧光强度较SK-Hepl细胞显著增强(35.5与15.9,P<0.01);转入线粒体后,SK-HeplCyb细胞DCFDA荧光强度较ρ~0SK-Hepl细胞明显下降(17.4与35.5,P<0.01).ρ~0SK-Hepl细胞MitoTracker Red荧光强度较SK-Hepl细胞显著减低(55.0与65.9,P<0.05);转入线粒体后,SK.HeplCyb细胞MitoTrack-er Red荧光强度与SK-Hepl细胞基本一致(67.4与65.9,P>0.05).ρ~0SK-Hepl细胞线粒体Bcl-2、Bax表达增多,Bcl-2/Bax比值增加(P<0.01).SK-HeplCyb细胞线粒体Bcl-2/Bax值下降.结论 mtDNA缺失肿瘤细胞对细胞凋亡有明显拮抗.Bcl-2线粒体转位、线粒体Bci-2/Bax值增加、ROS产生增多可能参与细胞凋亡拮抗的形成.     

线粒体DNA在肺癌中的研究

线粒体不仅作为人体的供能结构,还含有唯一的核外基因组。近年来研究表明线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)突变与多种肿瘤相关,但其具体的意义尚不明确。而其在肺癌中的研究相对较少,随着线粒体基因组结构及表达调控研究的深入,mtDNA与肺癌发病关系的研究必将成为肿瘤病因学研究的热点,本文就mtDNA与肺癌的相关研究进展作一概述。1 mtDNA功能、结构及特点线粒体是人类的能量工厂,人体至少有90%的能量由其产生[1],除此还参与细胞凋亡、维持细胞内钙铁离子平衡及其他生命活动的信号传导。线粒体DNA是除细胞核染色体外的又     

线粒体DNA突变和疾病的关系研究进展

线粒体是细胞能量生成的场所,人类线粒体DNA(mtDNA)上有37个编码基因,其中有13个蛋白质基因,2个rRNA基因和22个tRNA基因。mtDNA突变是引起多因素疾病和部分遗传疾病的重要原因之一,本文就线粒体基因组学、mtDNA疾病模型,mtDNA疾病的临床特征以及mtDNA疾病的防治进展进行综述。     

线粒体DNA与肿瘤发生的关系

线粒体在细胞能量代谢，氧自由基生成和细胞凋亡中发挥重要作用。肿瘤细胞的线粒体功能障碍是其重要的特征之一。正常细胞线粒体在分子、生化、代谢和遗传水平上明显区别于癌细胞。线粒体DNA（mitochondria DNA，mtDNA）是核外唯一的遗传物质，线粒体基因组与肿瘤的关系日益受到关注。mtDNA编码参与氧化磷酸化和ATP生成所需多肽，由于其独特的生物学环境和结构特性，与核基因组相比，mtDNA更容易发生氧化损伤和突变。已经在很多肿瘤及细胞系中发现了mtDNA结构和功能的变化。肿瘤细胞mtDNA的核内整合可能是导致细胞癌变的重要因素，而突变mtDNA的检测可望成为肿瘤的非侵入性诊断的有效分子标记。     

线粒体DNA的损伤及其对细胞的影响

线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)是线粒体内具有遗传效应的双股闭环DNA分子,其遗传信息量虽小,却控制着线粒体一些最基本的性质,对细胞及其功能有着重要影响.mtDNA的损伤会导致细胞结构及功能的变化,已越来越引起人们的重视.本文就近年来mtDNA的损伤及其对细胞影响的研究进展作一综述.     

m6A甲基化：糖尿病及其并发症的关键驱动因素

糖尿病（diabetes mellitus,DM）是一种累及全身微血管系统的慢性代谢性疾病。除了常见的环境因素外,脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）、核糖核酸（ribonucleic acid,RNA）和蛋白质的表观遗传修饰也参与了DM的病理机制。尽管从DNA修饰到蛋白质修饰,表观遗传调控的多个方面在DM中已经被广泛研究。然而,RNA表观遗传修饰在DM中的重要性仍然知之甚少。N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenine,m6A）RNA修饰是一种重要的表观遗传调控,越来越受到研究者的关注。近年来,已有文献报道m6A甲基化在糖尿病及其相关并发症的进展中发挥重要作用,为糖尿病及其并发症的治疗提供了新的研究目标。本文综述了近年来m6A甲基化及生物学功能的研究进展,主要阐述了m6A甲基化在DM及其常见并发症中的作用。     

北京汉族群体线粒体DNA高变区多样性研究

线粒体是存在于细胞质中的一种细胞器,线粒体拥有自身的遗传物质——线粒体 DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)。人类 mtDNA 是由约16569碱基对组成的呈母系遗传的闭合双链环状 DNA,其中大部分为编码区。除编码区外,线粒体DNA 还有一大小约为1100bp 的非编码区(16024-16569,1-576),称为控制区(control region,CR)或 D-环区(displace-loop,D~-loop)。每个细胞中存在10～1000个 mtDNA 分子,使它能够更有效地用于细胞数量极少或严重降解的法庭科学生物样本,     

高效抗逆转录病毒疗法对线粒体损伤的研究进展

高效抗逆转录病毒疗法(HAART)是临床上延长HIV患者生命的有效方法,但是这种疗法中的基本药物核苷类逆转录酶抑制剂却可以通过损伤线粒体产生毒副作用.目前的研究可以发现,这种毒性机制主要是通过影响线粒体DNA(mtDNA)复制所必需的DNA聚合酶的合成引起mtDNA拷贝数下降,加速细胞老化,进而促使mtDNA突变.这在临床上可以导致患者有关组织器官损伤并出现相应症状.故应进一步了解在该药物作用下线粒体损伤的具体机制.     

cGAS-STING通路介导酸性去氧胆酸诱导人正常食管上皮细胞炎症的机制研究

目的：探讨酸性去氧胆酸（deoxycholic acid,DCA）诱导人正常食管上皮细胞（human esophageal epithelial cell,HEEC线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)损伤及释放与环岛苷酸-腺苷酸合酶-干扰素基因刺激蛋白（cyclic GMP-AMP synthase-stimulation of interferon gene,cGAS-STING）通路在食管上皮炎症发生发展中的关联。方法：将HEEC分为对照组和酸性DCA处理组。CCK-8法检测细胞存活率;荧光显微镜及流式细胞术检测活性氧（reactive oxygen species,ROS）、线粒体活性氧（mitochondrial reactive oxygen species,mtROS）及线粒体膜电位（mitochondrial membrane potential,MMP）的变化;化学发光法检测三磷酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP）水平;透射电镜观察线粒体超微结构改变;RT-qPCR检测mtDNA拷贝数变化;Western blot检测...     

线粒体DNA缺失对肿瘤细胞生物学表现的影响的研究进展

<正>多种肿瘤细胞的线粒体DNA缺失细胞(ρ0细胞)被培养出来且被发现具有与亲代肿瘤细胞不同的生物学表现,提示线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)缺失可对肿瘤产生影响。然而mtDNA缺失对肿瘤发生发展的具体影响方面及其作用机制还需要进一步深入探讨。ρ0细胞是一类线粒体内DNA缺失,无线粒体功能的细胞系;研究者们针对mtDNA相较于核     

线粒体DNA点突变及其在细胞氧应激效应的关系

196 3年Nass等首先发现线粒体是唯一含有独立DNA的细胞器。 1 988年Wallace第 1次发现线粒体DNA(mtDNA)具有突变现象 ,自此mtDNA与疾病的关系得到广泛关注 ;现已知与人类疾病有关的mtDNA突变已达 5 0种以上[1 ] 。因此 ,研究mtDNA与各种疾病之间的关系成为目前基础及临床心脏疾病研究的新热点之一。本文简要综述了线粒体DNA的结构与功能的变化 ,以及线粒体DNA点突变及其在细胞氧应激效应之间的关系。1　mtDNA的结构特点及突变类型人类mtDNA为双链环状分子 ;与细胞核DNA不同 ,它由1 3个编码蛋白质的亚单位 ,4个生化复合体 ,2 4…     

反义肽核酸阻抑线粒体基因表达诱导肺癌SPC细胞凋亡的实验研究

目的:探讨以反义肽核酸(Anti-sense peptide nucleic acid,asPNA)封闭肺癌SPC-A1细胞线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)转录启动子后,对其生物学特性的影响.方法:合成针对mtDNA重链转录启动子区的asPNA,构建asPNA-三苯磷复合物并鉴定,以该复合物转染人肺腺癌SPC-A1细胞系.激光共聚焦显微镜确定该复合物的亚细胞定位,RT-PCR检测转染48h后对mtDNA编码基因转录的影响,流式细胞术评估细胞周期分布及凋亡/坏死情况,自发光荧光仪检测细胞内ATP浓度,以未转染asPNA-三苯磷复合物的肺腺癌SPC-A1细胞为对照.结果:成功获得asPNA-三苯磷复合物,激光共聚焦显微镜显示该复合物顺利进入SPC-A1细胞线粒体;同未转染组相比,转染组SPC-A1细胞mtDNA编码基因的转录水平有所下降,而细胞内ATP浓度明显降低(P＜0.01);同时,细胞周期分析显示,转染组出现明显的亚二倍体峰,而Annexin V-PI双标结果进一步证实,转染组肺癌细胞凋亡率明显增加.结论:asPNA在电子移位亲脂性阳离子-三苯磷的运载下,能够进入SPC-A1细胞线粒体并阻抑其mtDNA编码基因的转录,进而影响肺癌细胞的能量合成并诱导其凋亡.     

HHT诱导骨髓增生异常综合征细胞MUTZ-1凋亡过程中活性氧和线粒体膜电位的变化

目的研究活性氧(ROS)和线粒体膜电位(MMP)在高三尖杉酯碱(HHT)诱导骨髓增生异常综合征细胞MUTZ-1凋亡过程中的变化,以期进一步探讨HHT诱导细胞凋亡的机制.方法以100ng/mlHHT作用于MUTZ-1细胞一定时间后应用流式细胞仪,以Annexin V FITC和PI双染的方法检测细胞凋亡率,ROS捕获剂HE反应法检测细胞内ROS的水平,JC-1染色法检测细胞MMP的变化.结果HHT作用MUTZ-1细胞0、6、12、24h后的凋亡率分别为5.68%±0.52%、16.88%±0.96%、43.75%±2.33%、55.48%±3.67%.在细胞凋亡的同时,细胞内ROS水平升高(P＜0.01),线粒体膜电位下降(P＜0.01).结论细胞内ROS水平升高和线粒体膜电位下降是HHT诱导MUTZ-1细胞凋亡的重要机制之一.