解耦联蛋白2的主要生理功能及研究进展

解耦联蛋白2是位于线粒体内膜上的转运蛋白,广泛存在于骨骼肌、心脏、肝、肾、胰等多种组织中。解耦联蛋白2参与能量代谢、凋亡、活性氧的生成等过程,并同非酒精性脂肪肝、动脉粥样硬化、局部缺血以及缺血再灌注损伤、肥胖及2型糖尿病等有着密切的关系,故引起人们的广泛重视。本研究对解耦联蛋白2的主要生理功能及研究进展予以综述。     

解耦联蛋白2的研究进展

解耦联蛋白2(UCP2)是一种新的解偶联蛋白，在体内广泛分布，主要功能是控制ATP合成。UCP2参与肥胖和糖尿病发展，在组织中过表达以及基因启动子-866G／A多态性与肥胖者的β-细胞功能和糖尿病危险有关。     

解耦联蛋白2的研究进展

线粒体氧化磷酸化合成三磷酸腺苷(ATP)时有部分能量以热能形式发散,解耦联蛋白(UCP)具有使线粒体呼吸链解耦联作用,解耦联所释放的能量以热能的形式发散。在对UCP与产热关系的研究中,发现UCP2具有调节机体能量代谢的功能,并且可能是肥胖与2型糖尿病相关联的一个重要基因。     

解耦联蛋白在心肌中的表达与心力衰竭

位于心肌线粒体内膜上的解耦联蛋白 (UCPs) ,作为质子通道驱散氧化呼吸时形成的H 梯度 ,使产能转化为产热 ,从而增加呼吸 ,阻止ATP形成 ,并抑制活性氧族的产生 ,最终阻止了心肌细胞的程序性死亡。脂肪酸、寒冷、甲状腺激素、肾上腺素等能调控UCPs的浓度和活性。UCPs在心力衰竭中的作用仍然不清楚 ,有待进一步研究     

解耦联蛋白2与动脉粥样硬化

心血管疾病是目前全世界范围内致死和致残的主要疾病,其主要病理改变是动脉粥样硬化。越来越多的证据表明病理状态下活性氧簇生成增多所导致的血管功能异常在动脉粥样硬化的发生、发展过程起到了重要作用。解耦联蛋白2是位于线粒体内膜上的质子载体蛋白,通过解耦联作用能降低线粒体内膜电势,使活性氧簇产生减少,因而具有预防动脉粥样硬化的作用。     

解耦联蛋白2对糖尿病小鼠心肌细胞凋亡相关蛋白表达的影响

目的:研究解耦联蛋白2(uncoupling protein2,UCP2)与糖尿病(diabetes mellitus,DM)小鼠心肌细胞凋亡的关系。方法:用雄性UCP2敲除小鼠(UCP2-/-)及C57BL/6小鼠建立糖尿病模型,各组分别饲养7天及28天。采用Hochest荧光染色观察糖尿病小鼠心肌细胞形态学的变化,Westernblot方法检测凋亡蛋白caspase3的表达。结果:①DM28天组Hochest染色细胞出现核固缩状和颗粒状荧光等典型的凋亡学特征。DM28天组较DM7天组染色质明显浓缩,荧光强度明显增加。UCP2-/-+DM7天组较DM7天组染色质浓缩减轻,颗粒状荧光减少;UCP2-/-+DM28天组较DM28天组染色质浓缩明显减轻,颗粒状荧光明显减少。②Western blot结果显示:UCP-/-+DM7天组cleaved-caspase3蛋白表达较DM7天组稍下降,无统计学意义(P>0.05);UCP2-/-+DM28天组cleaved-caspase3蛋白表达较DM28天组明显减少,(P<0.05)。结论:UCP2与糖尿病心肌细胞凋亡存在密切关系。     

解耦联蛋白3的研究进展

在解耦联蛋白1(UCP1)的同源物解耦联蛋白3(UCP3)被克隆以后的13年中,人们对确定它的功能抱有浓厚的兴趣。尽管人们做了大量的工作,但是它的分子结构和生理生化功能还都没有真正弄清楚。基于它与UCP1高度同源,早期的研究是验证它的生热作用,但是有关这种作用的证据不足。目前的研究主要集中在两种假说上:UCP3减少活性氧簇产生,这样可阻止或减少氧化性破坏;UCP3从线粒体中输出脂肪酸阴离子或脂质过氧化产物。UCP3是老化、变性性疾病、癌症、肥胖、糖尿病和心力衰竭等的重要潜在治疗靶点。现就UCP3的结构、组织分布、功能及调节因素进行综述,并对其今后的研究方向进行展望。     

脓毒症患者心肌能量代谢的研究现状

心肌能量代谢障碍是导致脓毒症患者心脏功能衰竭的重要影响因素,改善患者心肌能量代谢是治疗脓毒症患者心肌损伤和改善预后的重要途径。目前心肌能量代谢障碍机制仍不明了。在正常情况下,线粒体是心肌能量代谢的重要场所,心肌主要是由脂肪酸和葡萄糖氧化代谢转换成的三磷酸腺苷为心脏提供能量。现从线粒体功能损伤、脂肪酸氧化代谢紊乱、糖代谢异常等与脓毒症心肌能量代谢障碍相关性方面的研究现状予以综述。     

解耦联蛋白2:肥胖及2型糖尿病发展过程中的关键因子

众所周知，胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损是发生2型糖尿病(T2DM)的两个重要的病理生理学因素。研究发现，解耦联蛋白2(uncoupling pmtein2，UCP2)与胰岛β细胞功能相关。下面就其最新研究进展综述如下。     

解耦联蛋白2(UCP2)与胰岛β细胞功能研究进展

 解耦联蛋白2(uncoupling protein 2,UCP2)是位于线粒体内膜的一种质子载体,在高糖、高脂、过氧化物等信号的作用下,可将线粒体内膜外质子转运至内膜内,从而改变线粒体跨膜电位(mitochondrial transmembrance potential,MTP,ΔΨm)。β细胞葡萄糖刺激的胰岛素分泌(glucose stimulated insulin secretion,GSIS)能力及线粒体内活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)水平密切依赖于线粒体ΔΨm变化,因此可被UCP2调节。本文就UCP2调控β细胞功能和细胞内氧化应激的研究结果作一综述,为今后的深入研究提供参考。     

解偶联蛋白2的研究进展

解偶联蛋白（uncoupling protein,UCP）属于线粒体载体蛋白的亚类,包括UCP1～UCP5。UCPs定位在线粒体的内膜上。它们通过驱散质子梯度使呼吸链的氧化作用与ADP的磷酸化作用解偶联,减少ATP的合成。它们在氨基酸组成上有一定程度的同源性。UCPs借助于其信号序列,通过Tim10／Tim12／Tim22通道向线粒体内膜定向转运。UCPs的共同特征是每个单体具有6个跨膜域,二聚体发挥转运功能。但其表达的主要组织不同,主要的作用也不尽相同。特别是近年来的研究发现,UCP2参与能量代谢、子宫内膜退化、活性氧的产生、衰老等过程。并且与非乙醇性脂肪肝、动脉粥样硬化、局部缺血以及缺血再灌注损伤、抗肥胖及2型糖尿病等有着密切的关联性,故引起人们的广泛重视。     

解偶联蛋白2在子宫内膜的表达变化及其与妊娠的关系

目的　探讨UCP2可能参与子宫内膜蜕膜化和胚胎着床的作用。方法　应用Westernblot检测了 2 3例子宫内膜和 7例早孕蜕膜UCP2表达的周期性变化。结果　子宫内膜组织内存在UCP2蛋白的表达 ,分泌期子宫内膜UCP2的表达明显高于增殖期子宫内膜 ,并且早孕蜕膜组织内UCP2蛋白的表达增加明显。结论　UCP2可能在参与子宫内膜蜕膜化过程 ,并在胚胎着床调节中起重要作用。     

丹曲林对大鼠缺血再灌注心肌能量代谢的影响

目的 探讨丹曲林对大鼠心肌缺血再灌注过程中能量代谢的影响.方法 48只健康雄性Wistar大鼠分为对照组、缺血再灌注组和丹曲林处理组,建立Langendorff离体心脏灌注模型.各组均先用Krebs液灌注平衡30 min.缺血再灌注组在平衡30 min后全心缺血30 min,再灌注60min;丹曲林处理组Krebs液中加入5 μmol/L丹曲林.以氯化四唑染色法观察心肌梗死面积,并用乳酸脱氢酶(LDH)活性和血液动力学变化评估心肌损伤程度.采用高效液相色谱法测定心肌组织中高能磷酸化合物,以及嘌呤核苷酸补救合成的两个酶,次黄嘌呤(鸟嘌呤)磷酸核糖转移酶(HGPRT)和腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)的活性,来研究丹曲林对缺血再灌注心肌能量代谢的影响.结果 丹曲林处理的心肌梗死面积和LDH释放均显著低于缺血再灌注组[22.1%比25.3%、(70±6)U/g比(116±10)U/g,均P＜0.05];丹曲林对缺血再灌注心脏的血液动力学没有明显作用,只是冠脉流量有轻微增加.丹曲林处理组高能磷酸化合物含量明显高于缺血再灌注组(P＜0.05),而HGPRT和APRT的活性均显著低于缺血再灌注组[(7.63±0.72)nmol·mg-1·min-1比(12.42±1.12)nmol·mg-1·min-1、(4.14±0.22)nmol·mg-1·min-1比(4.57±0.39)nmol·mg-1·min-1,均P＜0.05].结论 丹曲林减轻缺血再灌注损伤,显著促进再灌注心肌的能量代谢,对心肌有保护作用.

Abstract：

Objective To investigate the effect of dantrolene on energy metabolism in rats with myocardial ischemia-reperfusion. Methods Forty-eight male rats were randomly divided into 3 groups:control group, ischemia-reperfusion group and dantrolene treatment group. With a Langendorff model system, the hearts were perfused with Krebs buffer for 30 min as pre-ischemia control. For ischemiareperfusion, the hearts were subjected to global ischemia for 30 min and reperfusion for 60 min. The dantrolene treatment group was perfused in the presence of 5 μmol/L dantrolene before ischemia.Tetrazolium chloride (TTC) staining, lactate dehydrogenase (LDH) release and hemodynamics were used to evaluate the tissue injuries. The effect of dantrolene on energy metabolism was evaluated by measuring the quantity of high-energy phosphates and the activity of 2 enzymes in purine salvage synthesis: hypoxanthineguanine phosphoribosyl transferase (HGPRT) and adenine phosphoribosyl transferase (APRT) by highperformance liquid chromatography (HPLC). Results The myocardial infarct size and LDH release in dantrolene treatment group were lower than those of ischemia-reperfusion hearts [22.1% vs 25.3%, (70 ± 6) U/g vs (116 ± 10) U/g, both P ＜0.05]. Dantrolene had no effect on the hemodynamics, except for a slight increase in coronary flow. The hearts receiving dantrolene showed a significantly higher levels of highenergy phosphates and a lower activity of HGPRT and APRT than those in the ischemia-reperfusion group [(7.63 ±0.72) nmol · mg-1 · min -1 vs (12.42 ± 1.12) nmol · mg-1 · min-1, (4.14 ±0.22) nmol ·mg-1·min-1 vs (4.57±0.39)nmol·mg-1· min -1 , both P ＜ 0. 05]. Conclusion Dantrolene is cardioprotective for ischemia-reperfusion injury through reducing infarct size and improving energy metabolism.     

三碘甲腺原氨酸对心肌细胞能量代谢的影响及其在心肌保护中的作用

目的 研究不同甲状腺功能状态下,三碘甲腺原氨酸（T3）对大鼠缺血再灌注（I/R）心肌细胞能量代谢的影响,探讨T3在心肌保护中的作用。方法 将实验大鼠分为甲状腺功能正常（A组）和甲状腺功能减退（甲减,B组）组,两组又随机分成空白缺血组、单纯灌注液组、T3灌注液组;建立离体心工作模型;利用反相高效液相色谱法测定各组心肌细胞ATP、ADP、AMP含量。结果 甲减状态心肌细胞ATP、ADP、AMP含量均明显降低（P<0.01）;I/R过程中,A、B两组ATP、ADP、AMP含量均大幅度下降,然而,T3灌注液组ATP含量显著高于单纯灌注液组：A组（1.03±0.02）vs（0.62±0.02）(mol/g,B组（0.85±0.02）vs（0.40±0.01）(mol/g,P<0.01。结论 甲减或I/R损伤使心肌细胞的能量合成及利用受到严重损害,T3可明显增加心肌细胞ATP的合成量与储备量,具有良好的心肌保护作用。     

心力衰竭能量代谢重构及治疗的最新研究进展

近来,能量代谢重构成为研究心力衰竭发生机制的一大热点。能量代谢重构是一个包括了能量底物利用的转变、 线粒体结构功能的障碍及高能磷酸盐代谢改变的一系列复杂的生物化学反应。通过对这一复杂反应的进一步研究,发现 了治疗心力衰竭的新靶点和新方向。     

AMPK参与肿瘤能量代谢研究进展

肿瘤细胞具有独特的能量代谢方式—Warburg现象,而肿瘤的发生发展、转移与能量代谢密切相关。腺苷酸活化的蛋白激酶(AMPK)是细胞中重要的能量感受器,主要参与维持代谢应激下能量平衡和氧化还原稳态,与肿瘤能量代谢异常密切相关。活化的AMPK可以增强分解代谢、抑制合成代谢、上调ATP水平,也参与调节糖代谢、胆固醇代谢、脂肪酸及蛋白质代谢等过程,为细胞的生长过程提供能量储备,应对能量不足;同时活化的AMPK还与肿瘤新生血管形成、转移、炎症等病理过程息息相关。本文主要对AMPK的结构、活化机制、参与物质能量代谢以及与肿瘤形成的关联做一综述。     

模拟高原缺氧大鼠脑线粒体UCP活性与含量的变化及其对线粒体能量合成的影响

目的 观察模拟高原暴露大鼠脑线粒体UCP活性和含量的改变,探讨其对线粒体能量合成功能的影响.方法 健康成年SD大鼠置于模拟海拔5 000 m低压舱中,23 h/d,连续3 d.差速离心法分离大鼠脑组织线粒体,Clark氧电极法测定线粒体的呼吸活性,罗丹明123法测定线粒体膜电位,高压液相色谱法测定腺苷酸的含量,用[3H]-GTP结合法测定线粒体UCP活性及含量.结果 高原缺氧导致大鼠脑线粒体解偶联蛋白与[3H]-GTP结合的解离常数Kd下降37%,结合[3H]-GTP的最大量Bmax增加2.9倍(P＜0.01);线粒体的呼吸ST3氧耗减为对照组的83.1%,而ST4则升高28%,RCR降为对照的66.67%(P＜0.01);相关分析显示,ST4与反映UCP活性的Kd呈显著负相关,而与UCP含量Bmax呈显著正相关(P＜0.01);同时线粒体内ATP含量仅为对照组的58.4%(P＜0.01),线粒体膜电位显著下降(P＜0.01).结论 模拟高原缺氧暴露可增加脑线粒体解偶联蛋白活性和含量,揭示缺氧时线粒体的呼吸氧耗及能量的生成的改变与关系.     

Effect of Yuxingeng fluid on myocardial energy metabolism in Wistar rats with acute myocardial infarction

Objective: To examine the effect of Yuxingeng fluid, YXGF) on myocardial energy metabolism in Wistar rats with acute myocardial infarction (AMI) by observing the ultrastructure of mitochondria and the enzyme activities of rat myocardial adenosine triphosphate (ATP), succinate dehydrogenase (SDH), acid phosphatase (ACP), alkaline phosphatase (ALP) and the content of glycogen.Methods: AMI models were established by ligature of left anterior descending coronary artery and then the rats with AMI were randomly divided into 7 groups: namely, blank group, model group, sham-operated group, captopil group, high-dose YXGF group, middle-dose YXGF group and low-dose YXGF group. From the next day after modeling, the rats were given YXGF through gastrogavage which lasted for 4 weeks. And then, the ultrastructure of mitochondria was observed by electronic microscope and the enzyme activities of ATP, SDH, ACP, ALP and the content of glycogen were determined.Results: Compared with model group, the other three groups of high-dose YXGF, middle-dose YXGF, low-dose YXGF and captopril group could protect the ultrastructure of mitochondria and significantly increase enzyme activities of ATP, SDH, ACP, ALP and the content of glycogen (P<0.01).Conclusion: YXGF can protect mitochondria and increase myocardial enzyme activities and the content of glycogen, which may be one of the mechanisms intervening in the pathological course of the early ventricular remodeling in rats with AMI. The project is supported by National Nature Science Foundation (No. 39870942)     

UCP2:解偶联蛋白家族的新成员

解偶联蛋白 2 (uncouplingprotein 2 ,UCP2 )是解偶联蛋白家族的新成员 ,位于线粒体内膜上的阳离子载体蛋白。它可以引起质子的渗漏 ,使氧化磷酸化解偶联 ,ATP合成减少 ,能量以热的形式散失。UCP2 广泛分布于人体各组织器官。UCP2 主要参与能量代谢和脂代谢调节 ,但其广泛分布和轻微解偶联作用提示它的意义可能不仅限于此。目前UCP2 与氧化损伤的关系以及在脏器疾病中的作用已引起人们的关注。本文概述UCP2 的分布、作用及其表达调节。