线粒体自噬相关蛋白与脑缺血再灌注损伤的相关性研究进展

急性缺血性脑卒中溶栓后的脑缺血再灌注损伤是目前治疗中等待解决的关键问题。受损线粒体会被自噬系统降解(线粒体自噬)。近年来研究发现,线粒体自噬与脑缺血再灌注损伤关系密切,作为线粒体自噬中最主要的途径,PINK1/Parkin介导线粒体自噬在脑缺血再灌注损伤中发挥了重要作用。本文通过对线粒体自噬相关蛋白PINK1/Parkin与脑缺血再灌注损伤的相关性进行综述,以期提供新的研究思路。     

PINK1/Parkin通路介导的线粒体自噬在神经系统损伤中的研究进展

PTEN诱导假定激酶1(PTEN-induced putative kinase 1, PINK1)/帕金蛋白（Parkin）通路是线粒体自噬经典的信号转导通路。在神经系统损伤中,PINK1/Parkin信号转导通路受多种蛋白因子及药物的调节,参与疾病损伤中的细胞凋亡和氧化应激,并对损伤后的神经发挥保护作用。本文分别从PINK1、Parkin的结构与组成、PINK1/Parkin信号通路的激活、PINK1/Parkin信号通路与细胞凋亡和神经系统损伤性疾病的关系等方面展开论述,希望为神经系统疾病的基础实验研究及其临床治疗提供新的思路。     

PINK1-parkin途径及其与心肌缺血再灌注损伤的关系

自噬是细胞吞噬自身物质和细胞器并降解重新利用的过程。线粒体自噬是一种选择性自噬,通过特异性清除冗余、损伤和功能异常的线粒体,维持线粒体的平稳运行,包括受体介导的线粒体自噬和PINK1-parkin途径介导的线粒体自噬。线粒体自噬对线粒体数量、质量的控制和细胞正常代谢意义非凡。PINK1-parkin途径作为线粒体自噬的重要通路之一,在心肌缺血/再灌注的过程中起到了重要的作用。本文综述了PINK1-parkin途径及其与心肌缺血/再灌注损伤的关系, 以期为心肌梗死的的治疗提供潜在的靶点。     

PINK1低表达诱导线粒体自噬障碍致糖尿病缺血心肌易损及机制

【立论依据】 糖尿病患者发生缺血性心脏病(IHD)后心肌损伤程度明显高于非糖尿病患者,但其具体机制尚待阐明。线粒体自噬是细胞通过自噬机制选择性清除线粒体的过程,对于维持线粒体功能和细胞生存至关重要。新近研究表明,线粒体激酶PINK1可通过线粒体融合蛋白Mfn2募集并结合E3泛素连接酶Parkin,介导线粒体自噬。然而,PINK1在糖尿病心肌中的表达变化及其介导的Mfn2-Parkin通路在心肌缺血损伤中的作用尚不清楚。 【设计思路】 本课题拟在整体和细胞水平研究PINK1在糖尿病心肌中是否低表达、并引发线粒体自噬障碍,进而增加糖尿病缺血心肌易损性。 【实验内容】 (1)高脂饲料(45%脂肪含量)喂养C57BL/6小鼠16周,建立2型糖尿病(T2DM)小鼠模型。(2)在对照和T2DM小鼠构建心肌缺血(MI)模型,观察缺血心肌损伤、心肌PINK1-Mfn2-Parkin信号变化、线粒体自噬及线粒体功能。(3)分离乳鼠心肌细胞,高糖/高脂培养,利用腺病毒转染过表达PINK1或RNAi技术剔除PINK1表达,研究PINK1介导的线粒体自噬与心肌细胞缺氧损伤的关系。 【材料】 C57BL/6小鼠,SD乳鼠,线粒体膜电位测试盒,TUNEL凋亡检测试剂盒,蛋白质印迹、RNA干扰、腺病毒转染所需试剂等。 【可行性】 我们成功制备了T2DM小鼠模型;预实验结果提示,与对照组相比,T2DM小鼠心肌PINK1表达减少,且MI后心肌线粒体自噬水平显著降低,心肌缺血损伤加重(P<0.05)。过表达PINK1可有效增加高糖/高脂培养心肌细胞的线粒体自噬,减少缺氧心肌细胞凋亡(P<0.05)。以上结果强烈提示,PINK1的低表达通过影响线粒体自噬加重糖尿病心肌易损性的假设是可行的。本课题涉及的实验方法在前期研究中已熟练运用,为顺利完成奠定了基础;且实验室具备所需实验条件,所有实验试剂均可在国内购得。 【创新性】 PINK1-Mfn2-Parkin介导的线粒体自噬对于糖尿病心肌易损性的作用未见报道。预实验结果证实,PINK1低表达诱导线粒体自噬障碍致糖尿病缺血心肌易损性增加,增加心肌PINK1表达可显著改善糖尿病心肌抗缺血损伤的能力。如能彻底阐明该问题,可为减轻糖尿病IHD患者的心肌损伤提供全新的干预靶点和实验依据。     

黄芪甲苷对高糖诱导肾小管上皮细胞凋亡及线粒体自噬相关蛋白表达的影响

【目的】探讨黄芪甲苷对高糖诱导肾小管上皮细胞凋亡及线粒体自噬相关蛋白表达的影响。【方法】将大鼠近端肾小管上皮细胞NRK-52E分为3组:正常对照组、高糖刺激组(给予葡萄糖30 mmol/L,作用48 h)及黄芪甲苷干预组(给予葡萄糖30 mmol/L刺激的同时加用黄芪甲苷100μmol/L,48 h)。采用细胞计数试剂盒8(CCK-8)检测细胞增殖能力;采用Westernblot法检测促凋亡蛋白cleaved-caspase-3及同源性磷酸酶张力蛋白诱导的激酶1(PINK1)/帕金蛋白(Parkin)介导的线粒体自噬相关蛋白PINK1、Parkin、LC3-Ⅱ、LC3-Ⅰ的表达。【结果】黄芪甲苷可有效缓解高糖对细胞增殖的抑制作用(P 0.01)。高糖可上调NRK-52E细胞促凋亡蛋白cleaved-caspase-3,线粒体自噬相关蛋白PINK1、Parkin的表达水平及LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值(均P 0.01);而黄芪甲苷干预可显著下调上述促凋亡蛋白及线粒体自噬相关蛋白的表达(P 0.05或P 0.01)。【结论】黄芪甲苷可抑制高糖诱导的肾小管上皮细胞NRK-52E的凋亡,减轻其由PINK1/Parkin介导的线粒体自噬。     

迷迭香酸激活Parkin介导的线粒体自噬并抑制高糖诱导的心肌细胞肥大

目的 评估迷迭香酸对高糖培养下心肌细胞线粒体自噬水平以及细胞肥大的影响。方法 体外培养H9c2大鼠心肌母细胞,分为对照组（葡萄糖5.5 mmol/L）、高糖组（葡萄糖25 mmol/L）、高糖+迷迭香酸组（葡萄糖25 mmol/L+迷迭香酸50 μmol/L）、高糖+迷迭香酸+Parkin-siRNA组（葡萄糖25 mmol/L+迷迭香酸50 μmol/L+Parkin-siRNA转染）;Western blot法测定PINK1、Parkin、LC3II/LC3I蛋白表达水平,透射电子显微镜下观察线粒体自噬体形成情况,流式细胞术检测活性氧物质（ROS）与凋亡水平,分光光度法检测细胞线粒体呼吸链复合酶活性,荧光酶标法检测线粒体膜电位水平,3H-亮氨酸标记法检测细胞蛋白质合成速率,光学显微镜下检测心肌细胞表面积。结果 迷迭香酸可提高高糖培养下心肌细胞内PINK1、Parkin、LC3-II/LC3-I蛋白表达水平（P<0.05）,增多线粒体自噬体数量,并抑制高糖诱导的ROS生成、恢复线粒体呼吸链复合酶活性与线粒体膜电位水平（P<0.05）,抑制高糖诱导的细胞凋亡（P<0.05）,并降低心肌细胞表面积与蛋白质合成速率（P<0.05）。利用Parkin-siRNA抑制心肌细胞线粒体自噬,则阻断了迷迭香酸对高糖培养下心肌细胞氧化应激与心肌细胞肥大的保护作用（P<0.05）。结论 迷迭香酸可通过激活Parkin介导的线粒体自噬,对高糖诱导心肌细胞的氧化应激损伤有保护作用,并改善心肌细胞肥大。     

白藜芦醇诱导人肝癌细胞HepG2凋亡的作用及机制

目的探讨白藜芦醇(RES)对人肝癌细胞HepG2凋亡的作用及其影响机制。方法选取对数生长期人肝癌细胞HepG2,分为对照组(DMSO)和RES组(40μmol/L),通过MTT检测RES对HepG2细胞增殖的影响;应用JC-1染色观察RES对HepG2细胞线粒体膜电位的影响;使用Western blot检测RES对HepG2细胞线粒体自噬相关蛋白PINK1及Parkin的影响;检测HepG2细胞自噬及凋亡相关蛋白Beclin 1及Bcl-2表达情况;使用TUNEL染色观察RES对HepG2细胞的凋亡作用。结果 MTT检测结果显示,经RES处理后12及24 h后,HepG2细胞增殖被明显抑制;JC-1染色结果显示,RES处理HepG2细胞12及24 h后,HepG2细胞线粒体膜电位显著降低;Western blot结果显示,RES处理HepG2细胞12及24 h后,线粒体自噬相关蛋白PINK1及Parkin显著上调;RES处理HepG2细胞12及24 h后,Beclin 1蛋白表达显著升高而Bcl-2蛋白表达量明显降低;TUNEL染色结果显示,经RES处理HepG2细胞12及24 h后,HepG2细胞的凋亡被激活。结论 RES可通过PINK1/Parkin介导HepG2细胞线粒体自噬,从而调节Beclin 1/Bcl-2复合体的表达,激活HepG2细胞的凋亡。     

线粒体自噬在脑缺血再灌注损伤中的研究进展

线粒体自噬是一种控制线粒体数量的选择性自噬过程,其对维持细胞正常表型和功能至关重要,且与心脑血管疾病(神经退行性疾病、缺血性脑卒中、心力衰竭等)密切相关。脑缺血再灌注损伤是指缺血脑组织在梗死相关血管开通后,可能导致比血管闭塞时更严重的急性损伤。而线粒体自噬与脑缺血再灌注损伤密切相关,其与氧化应激、线粒体动力学等有关。而这些过程受线粒体自噬相关蛋白(第10号染色体缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物诱导的假定激酶1、Parkin、Bcl-2/腺病毒E1B 19 k Da相互作用蛋白3等)的调控。适度的线粒体自噬对细胞具有保护作用,从而减轻脑缺血再灌注损伤;但线粒体自噬功能受损清除不足或过度激活的线粒体自噬,可以加重脑缺血再灌注损伤。未来,脑缺血再灌注中的线粒体自噬将成为缺血性脑卒中的新研究方向。     

基于AMPK介导的线粒体自噬分析温阳益气方改善大鼠梗死后心衰的药理机制

目的观察温阳、益气方药对梗死后心力衰竭大鼠模型腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)介导的线粒体自噬的影响,完善其药理机制提供数据支撑。方法将100只健康SPF级大鼠随机分为5组,各组20只。除对照组和假手术组以外,均采用冠状动脉结扎法制备梗死后心力衰竭大鼠模型。模型制备成功后,中药干预组采用温阳益气方灌胃,AMPK激动组在温阳益气方灌胃的基础上肌肉注射AMPK激动剂EX229。干预4周,测定左室射血分数(LEVF)与心脏/体重比;采用线粒体呼吸机测定线粒体呼吸控制比(RCR),采用WB实验测定磷酸化AMPK/非磷酸化AMPK(p-AMPK/AMPK)及自噬标志物微管相关蛋白1轻链3(LC3Ⅱ/LC3Ⅰ)、PINK1、Parkin的蛋白表达。结果与对照组比较,模型组和AMPK激动组心脏/体重比明显升高,state3呼吸速率与RCR明显降低;与模型组比较,中药组心脏/体重比降低,state3呼吸速率与RCR升高;差异有统计学意义(P0.05)。与对照组比较,模型组、中药组和AMPK激动组心肌组织p-AMPK/AMPK、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、PINK1及Parkin蛋白表达水平升高;与模型组相比,中药组p-AMPK/AMPK、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、PINK1及Parkin蛋白表达水平降低;组间差异有统计学意义(P0.05)。结论温阳、益气方药能够改善梗死后心衰大鼠的心肌功能,其作用机制可能与抑制AMPK介导的线粒体自噬有关。     

磷酸酶和张力蛋白同源基因诱导激酶1与糖尿病难愈创面修复的研究进展

慢性难愈创面已成为糖尿病严重的并发症之一，且缺乏有效的治疗方法。大量研究证实糖尿病创面修复过程中炎性反应、血管形成及基质重塑等事件均与线粒体功能密切相关。磷酸酶和张力蛋白同源基因诱导激酶1(PINK1)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，主要定位在线粒体。PINK1参与调控线粒体自噬，保护细胞免受氧化应激损害；另外，其在调控炎性反应、促进脂质代谢等事件中发挥重要作用。PINK1基因突变与帕金森综合征发病密切相关。最近的研究显示PINK1可参与调控2型糖尿病的发生和发展进程。本文综述了PINK1参与糖尿病创面修复机制的最新研究进展，希望通过阐明PINK1调控创面修复的作用机制，发现目前该方面研究尚存的问题。现有研究未能揭示创面修复的不同阶段PINK1参与的分子机制与信号转导过程的时序性和交互作用，且目前仍缺乏PINK1调控糖尿病难愈创面修复的体内研究，期待后期进一步的临床研究为糖尿病难愈创面治疗提供更多思路。     

线粒体自噬相关调控通路在慢性阻塞性肺疾病发病机制中的作用研究进展

线粒体自噬是一种选择性自噬，通过清除受损线粒体来维持细胞及代谢的稳态。慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种以持续存在的呼吸系统症状和气流受限为特征的常见慢性疾病，其发病机制复杂，至今仍未完全明确。许多研究表明调控线粒体自噬的多条信号通路在COPD进展中发挥重要作用。本文阐述了PINK1/Parkin、FUNDC1和Nix等相关通路通过调控线粒体自噬在COPD中作用的研究现状，并总结了近几年取得的重要研究进展，为进一步研究线粒体自噬在COPD相关通路中的调控作用提供合理的理论基础。     

球形脂联素对间歇低氧所致H9C2细胞损伤的保护作用及机制

目的：探讨Parkin介导的线粒体自噬在球形脂联素(globular adiponectin,gAPN)减轻间歇低氧(intermittent hypoxia, IH)所致H9C2心肌细胞损伤中的作用及相关机制。方法：建立H9C2细胞IH模型来模拟阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征。 采用流式细胞术检测细胞凋亡。采用JC-1试剂盒检测线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP)。采用免疫印迹法检测Parkin、Bax、Bcl-2蛋白表达。采用Parkin siRNA抑制Parkin基因表达。采用LC3与线粒体红色荧光探针进行荧光共定位检测线粒体自噬。结果：IH暴露后,H9C2细胞凋亡率、Bax及Parkin蛋白表达水平、线粒体自噬明显升高,MMP下降,Bcl-2 蛋白表达水平下降;给予gAPN保护后,IH+gAPN组细胞凋亡率、Bax蛋白表达水平较IH组下降,MMP较IH组升高,Bcl-2及 Parkin蛋白表达水平、线粒体自噬也较IH组升高。抑制Parkin基因表达后,线粒体自噬明显下降,线粒体损伤、心肌细胞凋亡率明显增加。结论：gAPN通过上调Parkin介导的线粒体自噬减轻IH所致H9C2心肌细胞损伤。     

线粒体激酶PINK1的功能及其在神经退行性疾病与肿瘤中作用的研究进展

PINK1是一种线粒体丝苏氨酸蛋白激酶,其在氧化应激诱导的线粒体功能失调中起保护性作用.线粒体膜电位去极化时,PINK1募集parkin蛋白诱导线粒体自噬.生理状态下,PINK1在线粒体中被剪切并释放入胞质促进神经元分化.PINK1突变能够导致常染色体隐性早发帕金森病.在非神经退行性疾病中,PINK1通过激活胞质AKT信号通路、与线粒体抗凋亡蛋白Bcl-XL相互作用等机制,调节神经胶质瘤、乳腺癌等肿瘤细胞的生长与凋亡.本文对PINK1的生理功能及其在神经退行性疾病和肿瘤发生过程中的作用进行综述.     

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征对大鼠海马神经细胞线粒体自噬相关蛋白表达的影响

目的 观察阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）大鼠海马细胞线粒体自噬相关蛋白的表达。方法 将24只成年雄性SD大鼠随机分为对照组和实验组。实验组进行OSAS模型复制，复制成功后继续饲养，按饲养时长分为2周组、4周组和6周组；对照组无特殊处理。每组6只。Western blotting检测大鼠海马细胞线粒体自噬相关蛋白LC3（LC3Ⅱ/LC3Ⅰ）、p62、PINK1及Parkin蛋白相对表达量；用透射电子显微镜观察其线粒体的变化。结果 实验组大鼠模型复制前后最低血氧饱和度和平均血氧饱和度的比较，差异有统计学意义（P <0.05），即OSAS模型复制成功。与对照组比较，2周组、4周组和6周组大鼠海马神经细胞LC3、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、PINK1及Parkin蛋白相对表达量均高于对照组，p62蛋白相对表达量低于对照组（P <0.05）；进一步两两比较，4周组LC3、LC3Ⅱ/LC3ⅠPINK1及Parkin蛋白相对表达量均高于2周组，p62蛋白相对表达量低于2周组（P <0.05）；6周组LC3、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、PINK1及Parkin蛋白相对表达量均高于4周组，p62蛋白相对表达量低于4周组（P <0.05）。透射电镜观察，与对照组比较，2周组、4周组和6周组大鼠海马区可见被双层或多层磷脂双分子层包裹的线粒体自噬体。结论 OSAS可致大鼠海马神经细胞发生线粒体自噬，其自噬程度随饲养时间延长而加重。     

Parkin及其底物在线粒体功能障碍相关疾病中的研究进展

Parkin作为E3泛素连接酶广泛参与细胞内的代谢活动.Parkin蛋白包含多个功能性结构域,在通过人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因诱导的激酶1(PINK)/Parkin泛素化选择性调节线粒体自噬的基础上,其还具有促进代谢基因转录进一步调控代谢的功能.由于Parkin作用底物氨酰基转运RNA合成酶复合物相...     

线粒体自噬在肠缺血再灌注损伤中的作用及机制研究进展

急性肠缺血性疾病是临床上常见的急危重疾病，如肠系膜上动脉栓塞等，经有效治疗并恢复血流后，容易出现缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury，IRI)。线粒体自噬在肠IRI的病理过程发挥着极其重要的作用；线粒体自噬是一把“双刃剑”，其发挥的作用主要取决于肠IRI的程度，在轻度肠IRI的病理改变中，发挥着减轻IRI的作用，而在严重肠IRI的病理改变中，发挥着加重IRI的作用。线粒体自噬在肠IRI中的调控机制涉及多种信号通路，包括PINK1/Parkin信号通路、BNIP3/NIX 信号通路、FUNDC1信号通路、Beclin1信号通路。随着研究的深入，线粒体自噬在肠IRI过程中的作用和机制越来越清晰，为肠IRI的精准治疗提供参考。     

不同月龄APP/PS1双转基因AD小鼠海马神经元线粒体的动态变化

目的:检测不同月龄APP/PS1双转基因阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)模型小鼠海马神经元中线粒体自噬的动态变化,并探讨其意义.方法:选取20只雄性APP/PS1双转基因AD小鼠为研究对象,分为3月龄组、6月龄组、9月龄组和12月龄组,以C57小鼠为对照组.获取海马组织,通过电镜观察海马区神经元中线粒体的形态变化,用Western blot检测自噬相关蛋白LC3和P62的表达水平;线粒体自噬相关蛋白PINK1、Parkin和Miro1的表达水平;线粒体外膜蛋白Tom20的表达水平.结果:电镜观察结果显示:随着月龄增大,APP/PS1双转基因AD小鼠海马区神经元中线粒体损伤的病理变化呈逐渐加重的过程,即线粒体明显水肿、透明,嵴排列不规则,断裂,甚至消失.Western blot结果显示,与野生小鼠组比较,LC3、P62、PINK1和Parkin蛋白表达水平在6月龄组、9月龄组和12月龄组小鼠中明显增高(P＜0.05),而Miro1蛋白却明显降低(P＜0.05),Tom20的表达水平无明显差异(P＞0.05).结论:随着APP/PS1双转基因AD小鼠月龄的增加,其海马区神经元线粒体病理改变呈动态,线粒体自噬呈动态增强但伴随线粒体清除障碍.     

环孢素A对百草枯中毒大鼠线粒体自噬导致的肺纤维化作用研究

【摘要】 目的 建立百草枯（PQ）中毒大鼠模型,探讨环孢素A(CsA)对PQ中毒大鼠肺线粒体自噬的作用及机制。方法 成年雄性SD大鼠54只,随机分为正常对照组（n=12）、PQ组（n=24）,CsA大、中、小剂量组（n=18）。PQ组下设1天、3天、7天和14天4个时间点,每个时间点每个剂量组各6只大鼠。使用20%PQ溶液50 mg/kg一次性灌胃建立大鼠PQ中毒模型,并以自噬发生明显的时间点作为CsA干预时间点。各CsA干预组在给予20%PQ溶液灌胃的前3天开始分别予环孢素5 mg/(kg·d)、10 mg/(kg·d)、15 mg/(kg·d)灌胃。通过Masson染色观察PQ中毒后肺组织病理损害,JC 1染色检测肺组织线粒体膜电位变化,Western blot检测调控线粒体自噬关键性蛋白PINK1、Parkin的水平变化。结果 与正常对照组相比,随着PQ中毒时间的延长,PQ中毒大鼠肺纤维化病理评分升高,肺组织JC 1红绿荧光比降低,PINK1及Parkin蛋白表达均升高,差异有统计学意义(P＜001)。与PQ组比较,环孢素A组大鼠肺组织肺纤维化病理评分、PINK1及Parkin蛋白均下降,差异有统计学意义(P＜0.05),JC 1红绿荧光比升高,差异有统计学意义(P＜005)。结论 环孢素A可通过影响PINK1/Parkin蛋白,减轻百草枯中毒引起的线粒体自噬,改善肺纤维化。     

线粒体自噬及功能障碍与帕金森病

帕金森病(Parinson’s disease,PD)是全球第二大中枢神经系统退行性疾病,其病理特征主要是黑质中a-突触核蛋白(a-synuclein,a-syn)的聚集,其早期征兆是线粒体功能紊乱。PD相关蛋白PINK1、Parkin、DJ-1蛋白和a-syn等参与线粒体自噬及质量控制过程,PD相关蛋白突变时导致线粒体自噬及其功能异常,从而出现受损线粒体不能被选择性清除和线粒体功能障碍的现象,最终可能造成多巴胺能神经元的死亡。因此PD相关蛋白的失控与PD的发生密切相关,本文将对线粒体自噬及功能障碍与帕金森病的关系做一综述。     

线粒体自噬的调控机制及其在脑缺血再灌注损伤中的作用

自噬作为参与细胞代谢和细胞器更新的调节机制,在机体的生理和病理过程中扮演着重要的角色.线粒体自噬作为细胞靶物特异性自噬的一种,可识别和清除功能受损的线粒体,实现线粒体的质量控制.线粒体主要通过Parkin依赖途径和非Parkin依赖途径调节自噬,从而影响机体的机能.研究表明线粒体自噬与脑缺血再灌注损伤过程有密切的关系,...