自噬调控肾脏衰老的分子机制及中药的干预作用

衰老是生物体在遗传和环境等多种因素共同作用下而逐渐发生的组织、器官功能性衰退。自噬是真核细胞由溶酶体介导而降解细胞质成分的过程。肾脏是典型的衰老靶器官。自噬可以调控肾脏衰老,自噬水平降低就会加速肾脏衰老,反之,自噬水平升高就能延缓肾脏衰老。在这一肾脏衰老的调控过程中,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)及其相关信号途径,包括腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)/mTOR、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3 K)/丝氨酸-苏氨酸激酶(serine-threonine kinase,Akt)/mTOR、AMPK/沉默信息调节因子1(silent information regulation 1,Sirt1)和转化生长因子β(transforming growth factorβ,TGF-β)等通路发挥了重要作用。在体内调控这些信号途径的关键信号分子就可以干预肾脏衰老。一些经典的补肾、活血类中药及其提取物,如冬虫夏草(Cordyceps sinensis)、姜黄素(curcumin)、白藜芦醇(resveratrol)等对肾脏衰老和/或肾脏自噬具备有益的影响。因此,基于自噬调控的分子机制揭示中药抗肾脏衰老的药理作用是今后的发展方向之一。     

线粒体自噬在临床疾病中的作用及中药对其影响的研究进展

线粒体自噬是清除细胞质中功能失调的线粒体,从而维持线粒体功能的完整性和细胞稳态的自噬方式。线粒体自噬是一个复杂的生理过程,能够维持线粒体质量和数量的平衡,在饥饿及恶劣条件下维持细胞生存,并具有维持细胞内环境稳定等功能。其分子机制涉及多种蛋白,许多因素可引发线粒体自噬,如饥饿、氧化胁迫、低氧、去极化、其他各种胁迫等,未折叠蛋白的积累也可诱发线粒体自噬。近年来,作为研究热点,线粒体形态和功能的异常与多种疾病的发生密切相关,线粒体自噬与临床疾病发病机制相关研究越来越受到重视,例如肿瘤、心血管系统疾病、肝脏疾病、神经系统疾病和糖代谢紊乱等疾病。人们发现调节线粒体自噬或许成为一些疾病治疗新的方向。同时临床研究人员对中医药重视程度逐渐升高,随着研究的不断深入发现中药在调节线粒体自噬中有一定价值。就线粒体自噬在相关疾病的发病机制及中药对其影响的研究中发现,目前中药调控肿瘤、心血管系统疾病及神经系统疾病线粒体自噬报道相对较多,但在线粒体自噬作用机制,线粒体自噬平衡及中药对线粒体自噬激活或抑制的作用差异仍存在疑问。调控线粒体自噬已成为中药防治疾病新的研究靶向策略。该文分析汇总近年来国内外文献,为中药对线...     

自噬与中医药延缓卵巢衰老的相关性研究进展与评述

随着现代社会越来越多的女性推迟生育年龄和二胎政策全面放开,高龄生育问题给生殖领域和妇产科带来了前所未有的挑战。尤其是受年龄影响,因卵巢逐渐衰老导致女性生育力下降的问题倍受关注。近年来,自噬作为衰老过程中一种重要的调节机制成为了新的研究热点,多项研究中已证明了增强自噬可以延缓衰老,同时也有研究发现在卵泡的形成,发育及闭锁的环节中都有细胞自噬参与的现象,颗粒细胞中自噬过程也是相对活跃的。因此,细胞自噬可能对女性生殖功能有着重要影响。通对细胞自噬与卵巢衰老之间的微观联系研究,为补肾中药改善卵巢功能和延缓卵巢衰老提供新的理论依据。     

自噬及中医药调控自噬在治疗和防治疾病中的研究进展

自噬是广泛存在于真核细胞中的生命现象,维持细胞内的稳态及胞内成分的不断更新,在保持细胞正常的生理状态过程中起着至关重要的调节作用。其是一条依赖溶酶体降解的途径,它具有清除细胞内蛋白质聚集体、损伤的细胞器,维持细胞内稳态的作用,同时还参与细胞很多生理和病理过程,尤其与肿瘤和神经退行性疾病的发生发展密切相关。近年来,中药单体通过调控自噬的某些信号通路,影响和抑制肿瘤的发生发展的作用机制日渐明了;此外,中医药在防治老年神经退行性疾病理论知识方面也取得了很多突破;本文介绍了与自噬密切相关的信号通路如雷帕霉素靶向蛋白信号通路(m TOR),磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号转导通路,活性氧(ROS)信号通路,核转录因子-κB(NF-κB)信号通路,另外还从中药单体调节自噬机制方面,概述中药单体在肿瘤和神经退行性疾病治疗中的应用及其分子机制。诸多研究表明,中药单体通过激活自噬途径,调节自噬活性,在肿瘤治疗和防治老年病如帕金森、阿尔兹海默症、亨廷顿等疾病方面有很好的改善作用,研究中药单体对肿瘤和神经退行性疾病的防治是崭新的思路和方法,以期为中医药研究工作者在探索中医药调控自噬的作用靶点研究中提供基础理论支撑,发现更多的中药及单体化合物通过调节自噬用于治疗肿瘤、神经退行性疾病等多种疾病。     

穴位埋线对慢性应激复合衰老模型大鼠海马自噬的影响

目的:通过观察穴位埋线对慢性应激复合衰老大鼠神经元组织形态及海马自噬影响,探讨慢性应激的促衰老作用及穴位埋线的抗衰机制。方法:将3月龄雄性SD大鼠随机分为空白对照组、模型一组、模型二组、穴位埋线组、假埋线组,每组9只。模型一组予D-半乳糖[120 mg/(kg·d)]腹腔注射;模型二组、穴位埋线组、假埋线组予慢性应激复合D-半乳糖[120 mg/(kg·d)]腹腔注射;穴位埋线组每周埋线一次,假埋线组每周假埋线一次。实验结束后对海马进行HE及尼氏染色,观察海马的组织形态结构;q PCR检测海马ULK1、Beclin1、LC3-II、P62 mRNA的表达。结果:(1)与空白对照组相比,模型一组大鼠海马神经元组织结构疏松,排列紊乱,细胞层次减少,部分神经元萎缩,尼氏体减少,模型二组的大鼠海马神经元组织更加疏松,细胞间隙显著增大,大量神经元萎缩深染,神经元数量进一步减少,尼氏体减少甚至消失。穴位埋线组大鼠海马神经元排列较整齐致密,细胞间隙稍增大,尼氏体清晰;而假埋线组海马神经元结构较模型二组大鼠并无明显差异。(2)与空白对照组相比,模型一组大鼠海马神经元ULK1、Beclin1 mRNA的表达有升高趋势,LC3-II、P62 mRNA表达升高;与模型一组相比,模型二组的大鼠海马神经元LC3-II、P62 mRNA表达进一步升高,ULK1、Beclin1 mRNA表达有升高趋势;与模型二组相比,穴位埋线组大鼠海马神经元ULK1、Beclin1、LC3-II、P62 mRNA表达均降低,假埋线组大鼠海马神经元ULK1、Beclin1、LC3-II、P62 mRNA表达则无明显差异。结论:慢性应激确实会通过影响衰老大鼠海马神经元的自噬功能从而加速海马的老化,穴位埋线可以拮抗应激性衰老机体海马神经元的自噬流损伤,从而保护海马神经元,延缓衰老。     

中药调控肿瘤细胞自噬的研究进展

自噬是细胞自我吞食并通过溶酶体降解丧失功能的废旧细胞器和蛋白质等细胞内物质,以实现循环再利用、产生能量、对抗应激等现象.自噬可分为巨自噬、微自噬、分子伴侣介导的自噬3类.细胞自噬与肿瘤的增殖、凋亡、侵袭、转移和耐药性等密切相关.研究发现,中药能够增强肿瘤细胞自噬以诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞侵袭与转移、降低肿瘤耐药性...     

益气类中药及其复方制剂对心力衰竭细胞线粒体自噬调节作用的研究进展

导致心力衰竭发生发展的基本机制是心室重构,即心肌细胞的结构、功能在一系列复杂的分子和细胞机制作用下发生改变。线粒体作为心肌细胞中重要的细胞器,是参与心室重构的重要环节,它通过自噬机制选择性地清除受损的线粒体,因此,线粒体自噬对于维持心肌细胞的稳态非常重要。线粒体自噬在心力衰竭整个疾病发展过程中长期存在,通过调节自噬功能来改善心肌能量代谢,从而治疗心力衰竭、维持心脏正常生理功能至关重要。益气类中药及其复方制剂对衰竭心肌细胞具有保护作用,但现阶段研究对象多为中药单体活性成分或中药复方,而中医"整体观念、辨证论治"的基本理论依据不足,因此,该类药物对线粒体自噬细胞功能的调控机制,包括药效物质基础、配伍、用量等方面仍有待今后进一步深入研究。     

熊果酸通过hedgehog信号通路调控结直肠癌细胞HCT116自噬的机制研究

研究旨在证明熊果酸通过抑制hedgehog信号通路激活结直肠癌HCT116细胞的自噬.采用MTT法测定熊果酸对HCT116细胞活力的影响;结晶紫染色和划痕试验分别检测熊果酸对HCT116细胞增殖和迁移的影响.针对自噬的研究,首先进行时间点的筛选,利用Cell MeterTM Autophagy Assay Kit检测熊...     

基于中医气血理论探究AMPK/mTOR信号通路与自噬的关系

自噬是机体清除自身衰老细胞及有害物质的一种维持细胞能量稳态平衡的机制,受营养因素影响明显,AMPK/mTOR是感受能量变化以调节自噬的重要信号通路。中医学认为气血是水谷精微化生的一种构成人体的基本物质,气血关系是机体能量代谢的微观体现。气的推动、调控、温煦、凉润、防御和中介等作用与自噬维持机体各系统正常运转的作用高度相似,而血的濡养作用又与自噬受能量影响相似,因此AMPK/mTOR是调节自噬的重要途径,气血关系是维持自噬稳态的重要物质基础,气血理论是AMPK/mTOR通路调控自噬的重要理论基础。     

黄芩素对UVB诱导HaCaT细胞光老化及相关p38信号通路的影响

目的:研究黄芩素对中波紫外线(UVB)诱导人皮肤角质形成细胞(HaCaT)光老化及相关p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信号通路的影响。方法:选择1×10~(-11),1×10~(-10),1×10~(-9),1×10~(-8),1×10~(-7),1×10~(-6),1×10~(-5),1×10~(-4),1×10~(-3)mol·L~(-1)9种浓度黄芩素作用于HaCaT细胞,噻唑蓝(MTT)法筛选出最佳有效浓度。经预实验筛选出辐射强度为0.5 mW·cm~(-2)的UVB,辐射时间为5 min建立光老化模型,筛选出最佳有效浓度作用于光老化模型,另设空白组MTT法检测各组细胞活性。超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px),过氧化氢酶(CAT)及丙二醛(MDA)试剂盒检测SOD,GSH-Px,CAT活性及MDA含量。实时定量荧光定量聚合酶连式反应(RT-PCR)及蛋白免疫印迹法(Western blot)分别检测各组细胞中mRNA及蛋白表达。结果:筛选出1×10~(-7),1×10~(-6),1×10~(-5)mol·L~(-1)黄芩素为最佳有效浓度;与空白组比较,UVB组对HaCaT细胞无明显的增殖作用。与UVB组比较,1×10~(-7),1×10~(-6),1×10~(-5)mol·L~(-1)黄芩素组对光老化模型无明显增殖作用。与空白组比较,UVB组SOD,GSH-Px及CAT活性明显的降低,MDA含量显著升高(P0.01);与UVB组比较,1×10~(-7),1×10~(-6),1×10~(-5)mol·L~(-1)黄芩素组SOD,GSH,CAT活性明显升高,MDA含量明显降低(P0.05,P0.01)。与空白组比较,UVB组肿瘤坏死因子-α(TNF-α)mRNA及TNF-α,磷酸化p38(p-p38)蛋白表达显著升高(P0.01);与UVB组比较,1×10~(-7),1×10~(-6),1×10~(-5)mol·L~(-1)黄芩素组TNF-αmRNA及TNF-α,p-p38蛋白表达明显降低(P0.05,P0.01)。结论:黄芩素对UVB诱导HaCaT细胞光老化保护作用主要是通过提高氧化酶活性以及阻断p38MAPK信号通路,抑制炎症因子产生。     

黄芪甲苷对特发性肺纤维化自噬活性作用及PI3K/Akt/mTOR信号调控的影响

目的:研究黄芪甲苷对特发性肺纤维化自噬活性影响及其磷酯酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/mTOR信号的调控作用,探讨黄芪的抗肺纤维化机制。方法:c57bl/6小鼠分为假手术组、模型组、黄芪甲苷低、中、高剂量组、泼尼松组。博莱霉素(BLM)10 mg·kg-1诱导建立肺纤维化动物模型,以黄芪甲苷低、中、高剂量(25,50,100 mg·kg-1)干预,分别于3,7,14,28 d取材,进行苏木素-伊红(HE)染色观察肺组织形态变化,马松(Masson)三色染色、羟脯氨酸测定观察胶原表达水平,免疫组化及蛋白质免疫印迹(Western bolt)分析自噬标记蛋白和PI3K/Akt/mTOR信号蛋白表达水平。结果:与空白组比较,模型组肺组织炎症反应明显、胶原蛋白显著增加(P0.01),PI3K/Akt/mTOR信号增强,自噬活性下降,与模型组比较,黄芪甲苷中、高剂量明显抑制肺组织炎症反应,下调转化生长因子-β1(TGF-β1)(P0.01)和胶原蛋白(P0.05)表达,提高LC3Ⅱ/Ⅰ和(beclin-1)表达(P0.05),减少p62积累(P0.05),同时抑制PI3K,Akt,mTOR磷酸化水平(P0.05),减少ɑ-平滑肌动蛋白(ɑ-SMA)而提高E-钙黏素(E-cadherin)表达(P0.01)。结论:黄芪甲苷通过抑制肺组织炎性反应、下调TGF-β1表达,抑制PI3K/Akt/mTOR信号增强肺组织细胞自噬活性,阻止上皮间质转分化(EMT)过程。     

痰瘀同治方对心肌缺血再灌注损伤过程中自噬与凋亡相关基因调节作用研究

目的:观察痰瘀同治方对心肌缺血再灌注损伤(IR)不同阶段自噬与凋亡相关基因的调控作用。方法:将80只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、痰瘀同治方组(43 g·kg~(-1)ig)及3-MA干预组(13.5 mg·kg~(-1)iv)。可逆性冠脉左前降支结扎缺血30 min,再灌注2 h复制心肌缺血(MI)及IR模型,利用全自动生化仪检测血清肌酸激酶(CK),乳酸脱氢酶(LDH)含量;采用RT-PCR法检测各组大鼠心肌自噬基因Beclin-1,心肌微管相关蛋白轻链3蛋白(LC3)及抗凋亡蛋白Bcl-2表达。结果:与假手术组比较,模型组大鼠在缺血及再灌注阶段血清CK,LDH含量及心肌Beclin-1,LC3 mRNA表达均显著增强,且Bcl-2 mRNA表达减弱(P0.01);与模型组比较,痰瘀同治组能降低缺血期血清CK及再灌注期CK,LDH含量(P0.05),抑制缺血期Beclin-1 mRNA及再灌注期Beclin-1,LC3 mRNA表达,上调缺血期及再灌注期Bcl-2 mRNA表达(P0.05,P0.01);与假手术组,3-MA组比较,痰瘀同治组在缺血期可上调Beclin-1,LC3 mRNA表达(P0.01)。经相关性检验,缺血期及再灌注期Beclin-1与Bcl-2均呈负相关表达(P0.01)。结论:痰瘀同治方通过促进缺血期自噬发生及抑制再灌注期自噬过表达,同时促进抗凋亡蛋白Bcl-2表达而发挥其对缺血再灌注损伤心肌的保护作用。     

黄芪散微丸对糖尿病肾病大鼠肾脏PI3K/Akt/mTOR通路及自噬的影响

目的:研究黄芪散微丸(HQS)对糖尿病肾病(DN)大鼠肾脏磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(PI3K/Akt/mTOR)信号通路的影响,探讨其对自噬的影响.方法:采用高脂饲料喂养联合腹腔注射链脲佐菌素(35mg·kg-1)建立DN大鼠模型.DN大鼠随机分为模型组、厄贝沙坦(0.027g·kg-1)...     

肝豆汤对Wilson病模型高铜诱导的SH-SY5Y细胞自噬效应的影响及其作用机制

目的:研究肝豆汤对高铜诱导的人神经母细胞瘤(SH-SY5Y)细胞自噬效应的影响及其作用机制,为中医药防治脑型Wilson病(Wilson disease,WD)提供新的治疗靶点和研究思路。方法:噻唑蓝(MTT)比色法筛选硫酸铜(CuSO_4)造模浓度(0,100,200,400,800,1 600μmol·L-1)及时间; MTT比色法筛选含药血清浓度(5%,10%,15%,20%)及时间;乳酸脱氢酶(LDH)释放实验检测细胞LDH漏出率;流式细胞法检测细胞内活性氧(ROS)的含量;荧光染料JC-1检测细胞线粒体膜电位;流式细胞仪对自噬进行定量分析。蛋白免疫印迹法(Western blot)检测肝激酶B1(LKB1),腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK),自噬微管相关蛋白轻链3A/B(LC3A/B),哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR),unc-51样激酶1(ULK1),磷酸化ULK(p-ULK),磷酸化AMPK(p-AMPK)蛋白的表达。结果:MTT结果显示,CuSO_4对细胞的损伤呈现一定的量效和时效关系(P 0. 01),随着CuSO_4作用浓度及时间的增加,细胞存活率呈现下降趋势; 10%含肝豆汤兔血清可显著抑制CuSO_4诱导的细胞死亡(P 0. 01)。LDH释放实验显示,与正常组比较,CuSO_4作用细胞后LDH漏出率显著增加(P 0. 01),与模型组比较,含肝豆汤兔血清明显降低CuSO_4损伤细胞的LDH漏出率(P 0. 05)。DCFH-DA荧光染色显示,与正常组比较,CuSO_4可显著增加细胞内ROS生成(P 0. 01),与模型组比较,含肝豆汤兔血清可显著抑制CuSO_4诱导的细胞内ROS产生(P 0. 01)。JC-1染色结果显示,与正常组比较,CuSO_4诱导细胞线粒体膜电位Δψm显著降低(P 0. 01),与模型组比较,含肝豆汤兔血清明显抑制CuSO_4诱导的线粒体膜电位降低Δψm(P 0. 05)。Western blot结果显示,与正常组比较,模型组细胞内LKB1,AMPK,LC3A/B,ULK1及p-AMPK蛋白的表达显著增加,mTOR及p-ULK蛋白的表达显著降低(P 0. 01)。与模型组比较,含肝豆汤兔血清组LKB1,AMPK,LC3A/B,ULK1及p-AMPK蛋白表达显著降低,mTOR及p-ULK蛋白表达显著增加(P 0. 01)。结论:高铜可通过诱导细胞内线粒体氧化应激,上调自噬相关蛋白LKB1,p-AMPK,AMPK,LC3A/B及ULK1的表达,下调自噬相关蛋白mTOR及p-ULK的表达,导致细胞发生自噬性死亡,而肝豆汤可通过调控LKB1/AMPK信号通路,下调自噬相关蛋白LKB1,p-AMPK,LC3A/B,ULK及AMPK的表达,上调自噬相关蛋白及基因mTOR及p-ULK的表达,抑制自噬的发生,阻断高铜诱导的神经元损伤,从而发挥神经保护作用。     

参苓白术散抗炎症性肠病作用与调节肠上皮细胞自噬的关系探讨

目的:探讨参苓白术散通过调节肠上皮细胞自噬对5%葡聚糖硫酸钠(DSS)所致小鼠炎症性肠病(IBD)的改善作用。方法:84只BALB/c小鼠随机分为7组,每组12只。除正常组之外,5%DSS自由饮用7 d诱导急性炎症性肠病,治疗组分别给予参苓白术散高、中、低剂量(12,6,3 g·kg~(-1)·d~(-1)),美沙拉嗪(2 g·kg~(-1)·d~(-1)),自噬诱导剂雷帕霉素(4 mg·kg~(-1)·d~(-1))灌胃。苏木素-伊红(HE)染色观察小鼠结肠组织的病理形态学变化;透射电镜检测肠上皮细胞自噬体形成情况;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测自噬相关蛋白LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ,磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K),哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR),泛素结合蛋白~(-1)(p62),Beclin1磷酸化,ULK1,4EBP蛋白表达。结果:与正常组比较,模型组小鼠结肠黏膜上皮细胞广泛缺失,腺体大多数不完整,呈结肠炎改变,LC3-Ⅱ含量明显降低(P 0. 05),自噬不明显,而自噬水平增加,结肠组织中自噬通路蛋白PI3K,mTOR,p-p62磷酸化程度及ULK1蛋白表达明显升高(P 0. 05),Beclin1磷酸化程度及4EBP蛋白表达明显降低(P 0. 05);与模型组比较,参苓白术散中、高剂量组,美沙拉嗪组及雷帕霉素组结肠组织明显改善,LC3-Ⅱ含量均明显升高(P 0. 05),参苓白术散高、中、低剂量组,美沙拉嗪组及其对应的抑制剂组可明显抑制PI3K,mTOR,p-p62磷酸化,降低ULK1蛋白表达,促进Beclin1磷酸化及升高4EBP蛋白表达(P 0. 05)。结论:参苓白术散抗DSS诱导的IBD的作用与调节肠上皮细胞自噬通路蛋白PI3K,mTOR,p62的磷酸化有关。     

健脾消痞方联合推拿对厌食症胃肠动力、Cajal间质细胞自噬的影响

目的：基于促分裂原活化的蛋白激酶（MAPK/MEK）/胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）信号通路分析健脾消痞方联合推拿疗法对厌食症幼鼠胃肠动力及胃窦Cajal间质细胞自噬的作用机制。方法：无特定病原体（SPF）级SD健康幼鼠50只随机分为健康组、模型组（小儿厌食症模型）、中药组（模型+健脾消痞方干预）、联合组（模型+健脾消痞方+推拿疗法干预）,每组10只。另10只大鼠建立小儿厌食症模型给予MEK/ERK信号通路抑制剂PD98059进行注射作为抑制剂组。每2周测量幼鼠体质量和摄食量;比色法测血清淀粉酶水平;放射免疫法测血清胃泌素水平;苏木精-伊红（HE）染色观察病理形态;实时PCR检测Cajal间质细胞标志物氨酸蛋白激酶生长因子受体（c-kit）、微管相关蛋白轻链3（LC3）、自噬基因苄氯素1(Beclin1)基因表达。蛋白印迹检测MEK、ERK1/2、p-MEK、p-ERK1/2蛋白表达。结果：与健康组比较,模型组幼鼠体质量、体质量增长率、摄食量、c-Kit、小肠推进比、血清淀粉酶、血清胃泌素降低,MEK、ERK1/2、LC3、Beclin1、胃内残留水平升高（P<0.05）。在经过中药组及联合组干预后,幼鼠体质量、体质量增长率、摄食量、c-Kit、小肠推进比、血清淀粉酶、血清胃泌素升高,MEK、ERK1/2、LC3、Beclin1、胃内残留水平降低（P<0.05）,且联合组较中药组效果更佳（P<0.05）。联合组与抑制剂组幼鼠蛋白表达比较,差异无统计学意义（P>0.05）.结论：健脾消痞方联合推拿可能是通过抑制MEK-ERK1/2信号通路激活,从而抑制胃窦Cajal间质细胞自噬,改善胃肠道功能。