线粒体动力学失衡和环境神经毒物对阿尔茨海默病病理进程影响的研究进展

线粒体动力学指细胞中的线粒体不断进行分裂融合的一种动态变化,是维持胞内物质与能量运输的重要保障,发动蛋白相关GTP酶1、Fis1、线粒体分裂因子、线粒体融合蛋白1/2和视神经萎缩蛋白1等蛋白为这一过程的直接参与者,它们受到磷酸化、S-亚硝基化、泛素化、小泛素化和蛋白酶解等信号的精密调控。神经细胞的突触形态与功能维持极度依赖线粒体正常分布与功能,而体内外神经毒性物质可能通过干扰线粒体动力学平衡引发神经元能量代谢障碍,活性氧释放增多,并可加速细胞凋亡。越来越多研究表明,线粒体动力学失衡是阿尔兹海默综合征早期病理进程中的关键事件之一。     

线粒体动力学与2型糖尿病和糖尿病并发症关系的研究进展

线粒体动力学即线粒体融合和分裂保持动态平衡的过程,线粒体的融合与分裂过程决定线粒体形态的可塑性。这种动态平衡的稳定是维持线粒体功能和机体功能的前提和基础,并且受多种化学酶及蛋白等因素调节。因线粒体为细胞能量代谢中心,故线粒体动力学与人类代谢性疾病的关联日益受到重视。近年来,大量研究表明,线粒体动力学失衡可以引起胰岛素抵抗和β细胞功能障碍,并且与糖尿病并发症发生密切相关。     

Bcl-2家族对线粒体质量控制的调控研究

线粒体质量控制是维持细胞生存及生存状态的重要机制,通过对线粒体形态、数量与质量的多维调控,维持细胞内稳态。研究发现Bcl-2家族与线粒体多种功能的调控密切相关,并参与调控线粒体自噬/细胞凋亡互调节及线粒体分裂、融合的动态变化,是线粒体质量控制的关键调控因子。该文主要综述Bcl-2家族对线粒体质量控制的影响及其主要调控机制。     

Bcl-2家族对线粒体质量控制的调控研究北大核心CSCD

线粒体质量控制是维持细胞生存及生存状态的重要机制,通过对线粒体形态、数量与质量的多维调控,维持细胞内稳态。研究发现Bcl-2家族与线粒体多种功能的调控密切相关,并参与调控线粒体自噬/细胞凋亡互调节及线粒体分裂、融合的动态变化,是线粒体质量控制的关键调控因子。该文主要综述Bcl-2家族对线粒体质量控制的影响及其主要调控机制。     

FoxO3a对线粒体功能的调控作用及机制

叉头框蛋白O3a(fork head box O3a, FoxO3a)是叉头框蛋白FOX转录因子O亚型家族中成员,作为一种转录调节因子在多种疾病的发生与发展中发挥重要调节作用。线粒体是细胞能量代谢的主要场所,也是维持细胞生长和功能的一类关键细胞器。线粒体功能受到多种转录因子调控。FoxO3a可定位于线粒体,通过调节细胞核与线粒体之间的相互作用,对线粒体功能产生重要影响,其机制与调节线粒体能量代谢、生物合成、自噬、分裂/融合,以及线粒体钙稳态密切相关。该文重点综述了FoxO3a的生物学功能、及其对线粒体的调控作用与机制。     

去氢骆驼蓬碱诱发PC12细胞凋亡时对线粒体融合分裂的影响

目的 探讨去氢骆驼蓬碱(HM)对PC12细胞线粒体功能损伤和线粒体融合分裂相关蛋白表达水平的影响。方法 PC12细胞分为细胞对照组、HM组、线粒体分裂抑制剂Mdivi-1组、HM+Mdivi-1组、线粒体裂变激动剂WY14643组、HM+WY14643组,药物浓度均为1、10、25、50、100μmol·L^-1,处理24 h,噻唑蓝(MTT)法检测细胞存活率,显微镜观察细胞形态;MitoTracker Red探针染色观察线粒体形态和纵横轴长度比值,JC-1染色检测线粒体膜电位,试剂盒检测ROS、ATP水平和乳酸脱氢酶(LDH)活性,免疫荧光染色法和Western blotting检测胱天蛋白酶3(caspase-3)、促凋亡蛋白(Bax)、细胞色素C(cyt-c)和线粒体融合蛋白(Mfn2)、线粒体分裂蛋白(Drp-1)的表达水平;电穿孔法转染Drp1的干扰序列,筛选转染效果好的siRNA序列,协同药物干预,通过荧光法、MTT法、免疫印迹法检测相关指标。结果 MTT结果显示,与细胞对照组比较,HM组、Mdivi-1组、HM+Mdivi-1组、WY14643组和HM...     

线粒体:急性肾损伤治疗的新靶标

线粒体是细胞的"能量工厂",是合成三磷酸腺苷的主要场所,为细胞的生命活动提供能量来源。正常肾单位依赖线粒体生成的ATP以维持对肾小球滤过液体的重吸收。线粒体对各种损伤性刺激敏感,线粒体功能障碍是急性肾损伤(AKI)的早期事件,在AKI的发生与进展中发挥重要作用,维持线粒体结构和功能的完整,有助于防治AKI的发生发展。在缺血再灌注大鼠肾脏组织中MPTP开放增加、ROS产生增加、ATP下降,而缺血后处理的肾组织MPTP开放减少、损伤较轻。应用线粒体靶向的多肽SS-31可抑制ROS产生、MPTP开放,对肾损伤起保护作用。免疫抑制剂环孢素A是一种m PTP的抑制剂,亦可抑制MPTP开放,从而发挥肾保护作用。线粒体形态学的改变也是缺血再灌注肾损伤的重要机制之一。将线粒体分裂主要的调控因子Drp1抑制可以显著抑制缺血再灌注诱导的线粒体分裂,并抑制小管细胞凋亡,减轻肾损伤。在体外培养的猪肾小管上皮细胞中,顺铂处理后出现激活线粒体信号通路包括开放MPTP、释放细胞色素c、活化胱天蛋白酶等,诱导细胞损伤。应用线粒体主要的抗氧化蛋白MnSOD的类似物MnTBAP可阻断顺铂诱导的线粒体活性氧产生以及细胞损伤。通过调控MnSOD信号可减少顺铂诱导的肾组织氧化应激以及凋亡。顺铂刺激亦可诱导肾小管上皮细胞自噬及线粒体自噬,促进线粒体自噬能够保护线粒体功能进而减轻顺铂诱导的肾小管上皮细胞损伤,抑制线粒体自噬损伤线粒体功能进一步加重顺铂诱导的肾小管上皮细胞损伤。随着对线粒体功能障碍在AKI发病机制的研究不断深入,多种靶向线粒体的药物被证实可通过调节线粒体的功能对抗肾脏损伤,这些药物包括线粒体分裂的抑制剂、MPTP孔抑制剂、线粒体抗氧化蛋白的类似物、线粒体靶向的醌类化合物以及多肽等,部分药物已经在临床试验中应用并验证,然而将其应用于临床急性肾损伤的防治仍需要更多以及更深入的工作。     

灯盏花乙素通过调节线粒体融合-分裂平衡抑制氧糖剥夺/复糖复氧诱导的N2a细胞焦亡

目的: 探讨灯盏花乙素对氧糖剥夺/复氧复糖(OGD/R)诱导的N2a细胞焦亡的影响及作用机制。方法: 建立N2a细胞OGD/R损伤模型,设立对照组、模型组、灯盏花乙素给药组和线粒体分裂抑制剂Mdivi-1组。通过CCK-8检测N2a细胞增殖能力,检测各组细胞培养基中LDH和IL-1β水平,通过JC-1探针检测线粒体膜电位,Western blot检测线粒体融合分裂关键蛋白(Drp-1、Mfn-1、Mfn-2、OPA-1)和细胞焦亡标志蛋白(Caspase-1、NLRP-3和GSDMD)表达。结果: 与对照组相比,OGD/R可显著降低N2a细胞活力,灯盏花乙素可明显提高N2a细胞活力。与模型组相比,灯盏花乙素可减少LDH的释放,降低Caspase-1和IL-1β水平,提高线粒体膜势能,降低Drp-1的表达水平,上调Mfn-1、Mfn-2和OPA-1的表达,并减少细胞焦亡关键蛋白NLRP-3和GSDMD的表达。进一步给予Drp-1抑制剂Mdivi-1,与模型组相比,Mdivi-1可明显提高线粒体膜势能,减少Caspase-1、NLRP-3和GSDMD的表达。结论: 灯盏花乙素可通过抑制线粒体过度分裂,改善线粒体融合-分裂失衡与功能异常,进而缓解OGD/R所致N2a细胞焦亡。     

线粒体质量控制调控骨质疏松的研究机制进展

摘 要 线粒体是细胞内的信号中枢，在细胞生存、代谢和死亡过程中发挥关键作用。细胞需要维持线粒体的健康状态，并快速修复或清除受损的线粒体，以避免细胞死亡和组织损伤。线粒体质量控制（MQC）机制用于监测和维持线粒体的数量和质量，其中包括线粒体融合和裂变、线粒体生物发生和自噬等过程。骨质疏松症（OP）是一种常见的与衰老相关的疾病，其特征是骨量减少和易碎性骨折。研究发现，线粒体功能障碍在骨质疏松的发展中起着重要作用，线粒体异常功能和数量减少会导致骨细胞代谢紊乱，进而影响骨组织的结构和功能。因此，严格控制线粒体的质量和数量对于预防线粒体损伤对骨质疏松的病理影响至关重要。本综述旨在概述MQC所涉及的分子机制，总结目前MQC在骨质疏松进展中的复杂作用及潜在的治疗策略。     

甲基苯丙胺对体外培养SH-SY5Y细胞线粒体膜电位、超微结构及Mfn1、Fis1蛋白表达的影响

目的评估甲基苯丙胺(METH)对体外培养的SHSY5Y细胞线粒体膜电位(MMP)、线粒体超微结构及Mfn1、Fis1蛋白表达的影响。方法 SH-SY5Y细胞中加入METH(0. 0、1. 0、1. 5、2. 0 mmol·L~(-1)),培养3、6、12、24 h; JC~(-1)法检测SH-SY5Y细胞MMP;透射电镜观察SH-SY5Y细胞线粒体超微结构; Western blot检测Mfn1、Fis1蛋白表达。结果METH作用SH-SY5Y细胞3、6、12、24 h,与对照组比较,METH组细胞MMP红绿荧光比值明显降低(P <0. 05),Mfn1蛋白表达降低(P <0. 05),Fis1蛋白表达升高(P <0. 05); METH作用SH-SY5Y细胞24 h时,透射电镜观察见未处理组细胞线粒体呈椭圆形棒状双层膜结构,线粒体嵴正常、清晰,METH组细胞线粒体椭圆形棒状结构被分裂成小球状结构,并发现线粒体自噬小体及自噬溶酶体。结论METH可引起SH-SY5Y细胞MMP下降、线粒体超微结构改变及Mfn1、Fis1蛋白表达水平改变,其改变可能参与METH致神经细胞损伤的发病机制。     

桃红四物汤颗粒通过改善线粒体功能障碍和氨基酸代谢紊乱缓解鱼藤酮诱导的SH-SY5Y细胞毒性作用（英文）

帕金森氏病(PD)是一种进行性神经系统疾病,以震颤和运动缓慢为特征。线粒体功能障碍和氨基酸代谢是PD疾病的重要机制。前期工作证实SH-SY5Y细胞中氨基酸含量的变化早于细胞活力的变化。本研究旨在探讨桃红四物配方颗粒(THSWDG)是否能够减轻鱼藤酮诱导的SH-SY5Y细胞毒性,是否能够改善鱼藤酮诱导线粒体功能障碍及氨基酸代谢紊乱。用MTT法分析细胞存活率;JC-1染色法测定线粒体膜电位;高效液相色谱法测定SH-SY5Y细胞中氨基酸的含量。采用主成分分析法分析氨基酸含量的变化趋势;使用生物信息学工具进一步阐明其潜在机制。研究表明, SH-SY5Y细胞氨基酸含量的变化早于细胞活性的变化。THSWDG能显著提高细胞存活率,改善鱼藤酮对线粒体膜电位的影响和氨基酸的异常代谢。生物信息分析结果表明,THSWDG的作用涉及9个生物学过程,包括5个与PD疾病相关的氨基酸代谢调节过程和4个与氧化损伤相关的生物学过程。细胞氨基酸过程是一种常见的调节氨基酸代谢和氧化损伤的生物过程。提示THSWDG通过改善线粒体功能障碍和氨基酸代谢紊乱对鱼藤酮诱导的SH-SY5Y细胞损伤发挥保护作用。     

线粒体逆行信号——治疗相关疾病的新途径

线粒体在细胞代谢过程中发挥关键作用,除了合成ATP外,还参与许多生理病理过程,包括细胞凋亡、炎症、氧化应激、神经元病变、肿瘤发生发展和衰老等.大多数线粒体蛋白质的基因转录发生在细胞核中,因此线粒体的生物发生和线粒体稳态的维持主要取决于核基因(nuclear DNA,nDNA)的表达以及线粒体-细胞核相互作用.反之,线粒...     

线粒体通透性转变孔道与神经系统疾病

线粒体通透性转变孔道被认为可能主要由位于线粒体外膜的电压依赖性阴离子通道(voltage—dependent anion channel,VDAC)、位于内膜的腺苷酸转移酶(adenine nucleotide translocase,ANT)和位于线粒体基质的亲环素D(cyclophilin-D,CyP—D)组成。多种因素可以调节该孔道的形成和开放,包括小分子物质、信号传导通路以及蛋白与蛋白的相互作用。线粒体通透性转变孔道开放将增加线粒体内膜的通透性,导致线粒体功能紊乱,这一变化可能参与了神经系统疾病的病理发展过程。     

沉默Fis1基因对METH诱导体外培养SH-SY5Y细胞增殖能力、线粒体膜电位和超微结构的影响

目的评估线粒体分裂蛋白1(Fis1)在甲基苯丙胺(METH)诱导人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y细胞)损伤中的作用。方法采用成组设计方法,将体外培养SH-SY5Y细胞分为不同组别:未沉默组、沉默阴性组和沉默组,不同浓度的METH诱导各组SH-SY5Y细胞24 h。利用Western blot检测Fis1蛋白表达水平,使用CCK-8细胞毒性增殖实验分析METH对SH-SY5Y细胞增殖能力的影响,利用线粒体膜电位检测试剂盒(JC-1)检测METH对SH-SY5Y细胞MMP水平的影响,使用透射电镜观察METH对SH-SY5Y细胞线粒体超微结构的影响。结果未沉默组、沉默阴性组和沉默组中,与对照组比较,各组组内随METH诱导SH-SY5Y细胞的浓度升高,Fis1蛋白表达水平升高(P<0.05)、增殖能力减弱(P<0.05)、MMP水平降低(P<0.05);与未沉默组和沉默阴性组相同浓度比较,沉默组SH-SY5Y细胞Fis1蛋白表达水平降低(P <0. 05),增殖能力增强(P <0. 05),MMP水平升高(P <0. 05)。组内与对照组比较,2. 0mmol·L~(-1)METH诱导未沉默组、沉默阴性组和沉默组,透射电镜观察见线粒体小球状结构增多(P <0. 01)。结论 Fis1可能在METH诱导体外培养SH-SY5Y细胞损伤中起关键作用。     

线粒体分裂在甲状腺鳞癌SW579细胞增殖、凋亡以及侵袭中的作用

目的研究线粒体动力学蛋白Mfn2和Drp1在甲状腺鳞癌SW579细胞中的表达和线粒体分裂抑制剂-1(Mdivi-1)对SW579细胞增殖、凋亡及侵袭能力的影响。方法采用RT-PCR检测Mfn2和Drp1 m RNA,Westernblot检测Mfn2和Drp1蛋白在Nthy-ori 3-1和SW579两种细胞中的表达;然后将SW579分为对照组(DMSO,0.1%)和Mdivi-1低、中、高剂量组(浓度分别为15、30、45μmol/L),培养16 h,采用MTT法检测细胞增殖能力的变化,用荧光分光光度计检测线粒体膜电位的变化,用RT-PCR检测细胞色素C(Cyt C)和Caspase-3 m RNA的变化,Westernblot检测Cyt C和Caspase-3蛋白的变化,用Transwell小室侵袭实验检测侵袭能力的变化。结果与Nthy-ori 3-1细胞系相比,SW579细胞系中Mfn2 m RNA和蛋白表达明显降低,Drp1 m RNA和蛋白表达明显升高(P<0.01);与对照组相比,Mdivi-1各组SW579细胞存活率和线粒体膜电位均明显降低,Cyt C和Caspase-3的m RNA及蛋白表达均明显增加,侵袭能力明显减弱(均P<0.01),并且呈药物浓度依赖性。结论甲状腺鳞癌SW579细胞中存在线粒体动力学异常,Mdivi-1可以抑制此细胞的增殖和侵袭,并能诱导其凋亡。     

三羟基苯甲酸二聚体诱导HL-60细胞凋亡的作用

三羟基苯甲酸二聚体是从菱角中分离出的抗肿瘤单体化合物。本研究主要探讨三羟基苯甲酸二聚体对人早幼粒细胞性白血病细胞株HL-60细胞的抑制作用及诱导其凋亡的分子机制。通过MTT法检测三羟基苯甲酸二聚体对HL-60细胞的增殖抑制作用; 流式细胞仪检测细胞凋亡、细胞内活性氧及线粒体膜电位的变化; 蛋白印迹 技术 ( Western blotting ) 检测胞浆和线粒体细胞色素c水平, 分光光度法测定Caspase-9、Caspase-3蛋白活性。结果发现, 三羟基苯甲酸二聚体显著抑制HL-60细胞的增殖, 其作用呈时间和剂量依赖性。与对照组比较, 三羟基苯甲酸二聚体可增加HL-60细胞内活性氧水平, 降低HL-60细胞线粒体膜电位, 促进线粒体中细胞色素c释放入胞浆, 激活Caspase-9、Caspase-3蛋白。因此三羟基苯甲酸二聚体可能通过线粒体信号传导途径诱导HL-60细胞凋亡。     

一氧化碳对脂多糖诱导大鼠肺巨噬细胞损伤的影响

摘要： 目的 探讨一氧化碳（CO）对脂多糖（LPS）诱导大鼠肺巨噬细胞损伤的影响及可能机制。方法 用含有10%胎牛血清的细胞培养基, 在 37 ℃、 5%CO2细胞培养孵箱内培养大鼠肺巨噬细胞, 采用随机数字表法将其分为 4组（n=10）： 空白对照组（C 组）、 CO 组、 LPS 组、 LPS+CO 组。CO 组加入体外一氧化碳释放分子-2（CORM-2） 100μmol/L 孵育, LPS 组加入 LPS 10 mg/L, LPS+CO 组加入 CORM-2 100 μmol/L 预处理 1 h 后加入 LPS 10 mg/L 孵育, C组加入等量 PBS 液作为对照。每组细胞处理完毕后继续孵育 24 h, 采用 MTT 法测定细胞活力; 流式细胞仪测定细胞凋亡率和线粒体膜电位; ATP 酶含量试剂盒测定细胞内 ATP 含量; RT-PCR 法测定细胞中线粒体分裂相关蛋白Drp1 的 mRNA 含量; Western blot 法测定 Drp1 的蛋白表达。结果 与 C 组相比, LPS 组和 LPS+CO 组细胞活力、 ATP含量和线粒体膜电位下降, 细胞凋亡率、 线粒体分裂蛋白 Drp1 mRNA 及蛋白表达增加 （P < 0.05）, CO 组上述指标比较差异无统计学意义; 与 LPS 组比较, LPS+CO 组细胞活力、 ATP 含量和线粒体膜电位增加 （P < 0.05）, 细胞凋亡率、Drp1 mRNA 及蛋白表达减少（P < 0.05）。结论 CO 可减轻 LPS 诱导的大鼠肺巨噬细胞损伤, 其机制与下调线粒体分裂相关蛋白 Drp1 和改善线粒体功能有关。     

活性氧与线粒体损伤研究概述

线粒体在细胞生长、增殖分化和死亡等生命活动中扮演着十分重要的调控者的角色,也是许多药物毒性作用的靶标。活性氧(ROS)是细胞代谢不可避免的产物,其能作用于线粒体,是引起线粒体损伤主要的途径之一。本文介绍了线粒体的结构与功能,重点从线粒体氧化磷酸化功能的破坏、线粒体膜通透性的改变和线粒体DNA的突变等方面阐述了ROS引起线粒体损伤的机制。     

线粒体靶向递药系统的研究进展

线粒体控制着细胞凋亡的激活系统。肿瘤细胞的多种特征,包括无限的增殖能力、对抑制生长信号的不敏感、受损的细胞凋亡机制等都与线粒体的机能丧失有关。研究发现,肥胖、糖尿病等疾病的发生发展过程中均存在线粒体功能的紊乱,并且多种疾病的发生与线粒体DNA的变异有关。因此,为了防止或修复线粒体功能的损伤,寻找靶向线粒体的递药系统越来越重要。针对线粒体的结构特征,该文综述了国内外不同线粒体靶向策略的研究进展。     

线粒体与衰老

衰老是一种复杂的病理生理现象 ,主要表现为机体各种功能的下降。大量研究结果表明 ,衰老的发展过程与线粒体功能异常有密切关系。在衰老过程中 ,线粒体生物学发生变化 ,线粒体产生自由基和自由基对线粒体的损伤对衰老的发展起到促进作用 ;线粒体DNA突变和线粒体对细胞死亡进程的调控与衰老的进程有密切关系。本文主要对以上内容作一综述。