动力相关蛋白1的小泛素化相关修饰物化修饰在脑缺血/再灌注损伤中的作用

背景 近年研究发现动力相关蛋白1(dynamin-related protein 1,Drp1)介导的线粒体分裂在脑缺血/再灌注损伤(cerebral ischemia/reperfusion injury,CI/RI)中发挥了重要作用,Drp1的小泛素化相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)化修饰能影响自身生物学效应.目的 阐述Drp1的SUMO化修饰在CI/RI中的作用.内容 分别描述Drp1蛋白、SUMO蛋白、SUMO相关酶(SUMO化酶/去SUMO化酶)及SUMO化修饰对Drp1生物学效应的影响.趋向 研究SUMO化修饰影响Drp1的生物学效应的机制,为减轻或治疗CI/RI找到新的靶点或提供新的思路.     

丙泊酚对大鼠海马神经元缺氧/复氧损伤中线粒体分裂及其超微结构的影响

目的 探讨丙泊酚在大鼠海马神经元缺氧/复氧损伤模型中对线粒体分裂及其超微结构的影响. 方法 培养原代海马神经元细胞至第8天,氧糖剥夺法建立海马神经元缺氧/复氧模型,按照随机数字表法分为6组(每组6瓶):空白对照组(C组),细胞未给予任何处理;赋形剂组(V组),赋形剂[二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO),终浓度为0.01％]加入细胞培养基;缺血/再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)组(I/R组);I/R+丙泊酚1μmol/L组(P1组)、I/R+丙泊酚10μmol/L组(P10组)、I/R+丙泊酚50 μmol/L组(P5o组),在细胞缺氧/复氧期间分别加入丙泊酚1、10、50 μmol/L.缺氧6h,复氧20 h后,用透射电子显微镜观察线粒体超微结构,激光共聚焦显微镜检测神经元细胞线粒体荧光强度及Drp1与Fis1蛋白的共定位程度,用Western blot检测线粒体分裂相关蛋白Drp1 、Fis1的表达. 结果 与C组比较,I/R组线粒体超微结构破坏明显、线粒体荧光强度(0.079±0.032)明显增高(P＜0.05),蛋白Drp1 (0.756±0.082)与Fis1 (1.164±0.070)的表达及共定位程度(0.815±0.048)明显升高(P＜0.05);与I/R组比较,P1组、P10组、P50组线粒体超微结构破坏减轻、线粒体荧光强度(0.065±0.010、0.056±0.011、0.070±0.024)明显减弱(P＜0.05),蛋白Drp1(0.627±0.005、0.322±0.009、0.696±0.007)与Fis1(0.773±0.012、0.670±0.022、0.796±0.016)的表达及共定位程度(0.649±0.015、0.627±0.008、0.702±0.029)明显降低(P＜0.05). 结论 丙泊酚1、10、50 μmol/L可以抑制体外大鼠海马神经元中线粒体分裂相关蛋白Drp1与Fis1的表达及两者的结合,从而抑制线粒体分裂.     

浅低温联合线粒体分裂抑制剂减轻全脑缺血-再灌注后线粒体损伤

目的观察浅低温联合线粒体分裂抑制剂(mitochondrial division inhibitor 1,Mdivi-1)对大鼠海马缺血-再灌注(ischemia-reperfusion,IR)损伤后线粒体的影响。方法健康清洁级雄性SD大鼠40只,体重280~320g,采用随机数字表法分为五组:假手术组(Sham组)、全脑IR组(IR组)、浅低温组(H组)、线粒体分裂抑制剂组(M组)和浅低温联合线粒体分裂抑制剂组(HM组),每组8只。采用经食管心脏起搏诱发心跳骤停+心肺复苏方法制备大鼠全脑IR损伤模型,即缺血4min,再灌注6h。Sham组不经历心跳骤停和心肺复苏,其余操作与IR组一致;H组和HM组于再灌注即刻体表降温,15min之内将直肠温度降至32~34℃,自制变温箱维持6h,其余组维持正常体温;M组和HM组于再灌注即刻静脉注射Mdivi-1(1.2 mg/kg),其余组注射等容积二甲基亚砜(DMSO)。于再灌注6h处死大鼠取双侧海马,采用Western blot法检测线粒体发动相关蛋白-1(dynamin-related protein 1,Drp1)和细胞色素C(cytochrome Cyt-C)蛋白含量,电镜下观察海马区椎体细胞中线粒体结构形态。结果 IR组、H组、M组和HM组Drp1和Cyt-C蛋白含量明显高于Sham组(P0.05);H组、M组和HM组Drp1和Cyt-C蛋白含量明显低于IR组(P0.05);HM组Drp1和Cyt-C蛋白含量明显低于H组和M组(P0.05),H组和M组Cyt-C蛋白含量差异无统计学意义。Sham组线粒体呈短棒状,结构清晰完整,其他各组中可见不同程度的线粒体分裂,膜间隙肿胀,基质包含物沉积,空泡形成,嵴模糊或消失,HM组病变较轻。结论浅低温联合线粒体分裂抑制剂可以减轻大鼠全脑缺血-再灌注后线粒体损伤,联合效果优于单独应用。     

不同剂量右美托咪定对大鼠海马神经元缺氧复氧损伤中线粒体分裂的影响

目的探讨不同剂量的右美托咪定(dexmedetomidine,Dex)在大鼠海马神经元缺氧复氧损伤中对线粒体分裂的影响。方法 24h内出生的雄性SD大鼠,断头分离海马区神经组织,收集获得神经元细胞进行培养,8d后培养的海马神经元随机分为六组:正常对照组(C组);赋形剂组(V组);缺氧复氧组(HR)组;缺氧复氧+右美托咪定组(D1、D2、D3)组。C组:正常培养;V组:不行缺氧复氧、加入赋形剂二甲基亚砜培养6h,浓度0.01%;HR组:氧糖剥夺法缺氧6h,复氧12h建立缺氧复氧损伤模型;D1、D2、D3组,于缺氧6h后分别加入右美托咪定0.1、1、10μmol/L。采用激光共聚焦显微镜观察各组神经元细胞质Ca2+荧光强度,采用ELISA法检测细胞钙调神经磷酸酶活性,采用透射电镜观察线粒体的超微结构,Western-blot法检测线粒体分裂蛋白Drp1、Fis1的含量。结果与C组比较,HR组、D1组、D2组和D3组线粒体超微结构破坏加重,Ca2+荧光强度、CaN活性明显增强,Fis1、Drp1蛋白含量明显升高(P0.05);与HR组比较,D1组、D2组和D3组线粒体超微结构破坏减轻,Ca2+荧光强度、CaN活性明显减弱,Fis1、Drp1蛋白含量明显降低(P0.05);与D1组和D3组比较,D2组线粒体结构更加完整,Ca2+荧光强度、CaN活性明显减弱,Fis1、Drp1蛋白含量明显降低(P0.05)。C组和V组各指标差异无统计学意义。结论右美托咪定0.1、1、10μmol/L可以减少大鼠海马神经元缺氧复氧损伤中线粒体的分裂,其中1μmol/L是最佳的保护浓度,其机制可能是与其抑制钙超载有关。     

氯沙坦对脓毒症小鼠急性肾损伤的影响及其与线粒体融合-分裂的关系

目的评价氯沙坦对脓毒症小鼠急性肾损伤的影响及其与线粒体融合-分裂的关系。方法 SPF级雄性C57BL/6J小鼠128只, 6～8周龄, 体质量20～25 g, 采用随机数字表法分为4组(n=32):假手术组(Sham组)、假手术+氯沙坦组(Sham+LOS组)、脓毒症相关性急性肾损伤组(SA-AKI组)及脓毒症相关性急性肾损伤+氯沙坦组(SA-AKI+LOS组)。采用盲肠结扎穿孔法建立小鼠脓毒症模型。Sham+LOS组及SA-AKI+LOS组分别于假手术或造模前3 d开始, 腹腔注射氯沙坦5 mg/kg, 1次/d, 连续3 d;Sham组及SA-AKI组腹腔注射等量溶剂。随机取20只小鼠, 观察术后7 d生存情况。于假手术或造模后24 h, 采用比色法测定血清BUN及Cr浓度, 采用ELISA法测定血清TNF-α、IL-6和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)浓度;取肾组织, HE染色后光镜下观察病理学结果, 并行肾小管损伤评分, 采用荧光素酶法测定ATP含量, 采用JC-1法测定线粒体膜电位(MMP)水平, 采用Western blot法检测动力相关蛋白1(Drp1)及线粒体融合蛋白2...     

吸入高浓度氢气对脓毒症小鼠急性肾损伤及线粒体动力学的影响

目的评价吸入高浓度氢气对脓毒症小鼠急性肾损伤(AKI)及线粒体动力学的影响。方法雄性C57BL/6J小鼠128只, 6～8周龄, 体质量20～25 g, 采用随机数字表法分为4组(n=32):假手术组(Sham组)、假手术+氢气组(Sham+H组)、脓毒症AKI组(S-AKI)和脓毒症AKI+氢气组(S-AKI+H组)。采用盲肠结扎穿孔法建立小鼠脓毒症模型。Sham+H组和S-AKI+H组于假手术或造模后1和6 h时分别吸入67%氢气+33%氧气1 h。取20只小鼠观察造模后7 d的生存情况。于造模后24 h时, 取血标本, 采用比色法测定血清BUN和Cr浓度;取肾组织, HE染色后进行肾小管损伤评分, 采用ELISA法测定肾组织TNF-α、IL-1β和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)的含量, 采用分光光度法测定SOD和过氧化氢酶(CAT)的活性, 采用Western blot法测定动力相关蛋白1(Drp1)和线粒体融合蛋白2(Mfn2)的表达水平。结果与Sham组比较, S-AKI组生存率降低, 血清BUN和Cr浓度、肾小管损伤评分、肾组织TNF-α、IL-1β和HMGB1含量升高,...     

Sirtuin3通过线粒体途径保护软骨细胞的研究进展

骨关节炎是最常见的退行性关节疾病。软骨细胞的线粒体功能障碍已被证明与骨关节炎有关。在sirtuin家族成员中, Sirtuin 3(Sirt3)主要位于线粒体中, 主要发挥其脱乙酰活性来调节线粒体功能。线粒体相关功能的稳定可以维持细胞氧化还原稳态, 以防止细胞代谢中过多的氧化应激。本综述讨论Sirt3介导的线粒体内稳态对骨关节炎产生的影响和对软骨细胞潜在的保护机制。     

NR4A1及其翻译后修饰在炎症性相关肺实质疾病中调控作用的研究进展

核受体亚家族4A组成员1(nuclear receptor subfamily 4 group A member 1, NR4A1)是由多种应激源诱导的早期转录因子, 参与细胞生理活动与病理进程, 尤其是在炎症相关的肺部疾病中发挥关键的调节作用, 且其活性表达受转录后修饰的调节。文章探讨了NR4A1在哮喘、急性肺损伤(acute lung injury, ALI)、肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension, PAH)和慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary diseases, COPD)中的调控作用, 并对其小泛素相关修饰物(small ubiquitin-like modifier, SUMO)修饰、磷酸化、乙酰化转录后修饰调节机制进行综述, 为进一步明确NR4A1在肺实质性疾病中转录后修饰的调控机制及寻找临床肺实质相关疾病的防治靶点提供理论依据。     

虾青素通过激活SIRT1通路抑制动力相关蛋白1介导的线粒体分裂减轻大鼠对比剂急性肾损伤

目的探讨虾青素(astaxanthin, AST)是否通过激活沉默信息调节因子2相关酶类1(silent mating type information regulation 2 homolog-1, SIRT1)信号通路下调动力相关蛋白1(dynamin-related protein 1, Drp1)介导的线粒体分裂从而减轻对比剂急性肾损伤(contrast-induced acute kidney injury, CI-AKI)。方法将40只体重160～180 g雄性Sprague-Dawley大鼠随机分成5组:假手术组(Sham组)、对比剂损伤组(CM组)、虾青素干预组(AST+CM组)、SIRT1抑制剂Ex527干预组(Ex527+CM组)、虾青素联合Ex527干预组(AST+Ex527+CM组)。造模72 h后行心脏取血后处死大鼠并收集肾脏组织进行后续检测。检测各组血清肌酐(Scr)和尿素氮(BUN)水平, 同时检测氧化应激相关指标总超氧化物歧化酶(T-SOD)及丙二醛(MDA)含量;HE染色观察肾脏病理改变;透射电镜观察线粒体形态及数量;冰冻切片活性氧(ROS)染色检测R...     

百草枯中毒对大鼠肺线粒体自噬的影响

目的:建立百草枯(paraquat,PQ)中毒大鼠模型,观察不同阶段肺线粒体膜电位(JC-1)、调控线粒体自噬关键性蛋白PINK1、Parkin,肺线粒体自噬透射电镜病理等改变,探讨百草枯中毒对大鼠肺线粒体自噬的影响。方法:成年雄性SD大鼠42只,随机分为正常对照组(n=6)、模型组(n=36),模型组下设2 h、12 h、1 d、3 d、7 d和14 d共6个时间点,每个时间点各6只大鼠。使用20%PQ溶液50 mg/kg一次性灌胃大鼠建立PQ中毒模型。HE染色和Masson染色观察PQ中毒后肺组织纤维化病变;JC-1染色检测肺组织线粒体膜电位变化;Western blot检测PINK1、Parkin蛋白变化、透射电镜观察肺线粒体自噬病理改变。结果:与对照组相比,随着PQ中毒时间的延长,肺纤维化病理评分较对照组升高,差异有统计学意义(P0.05);PQ中毒大鼠肺组织JC-1红绿荧光比均较对照组降低,Western blot提示随中毒时间延长,PINK1及Parkin蛋白表达均升高,差异有统计学意义(P0.05)。透射电镜进一步证实PQ中毒大鼠肺线粒体出现明显自噬改变。结论:本研究通过检测肺线粒体JC-1、调控线粒体自噬关键性蛋白PINK1、Parkin及肺线粒体电镜病理等证实了PQ中毒诱发了大鼠肺线粒体自噬,线粒体自噬可能参与了PQ大鼠肺纤维化的发生发展。     

线粒体转录因子A在缺血再灌注损伤中的研究进展

缺血再灌注损伤(IRI)是一种常见的临床综合征, 其病理机制复杂, 涉及多种因素相互作用, 预防和治疗棘手。文献显示, 在IRI的组织和器官中能观察到明显的线粒体损伤, 线粒体DNA拷贝数下降, 且线粒体转录因子A(TFAM)表达水平降低。TFAM是重要的线粒体DNA(mtDNA)结合蛋白, 能够调节mtDNA的转录和复制, 抑制线粒体氧化应激和凋亡, 在IRI治疗中具有重要的应用潜力。本文综述了TFAM的分子生物学特性、功能和信号通路等以期探究TFAM在IRI中的作用机制, 并整理了近几年治疗相关的研究进展, 探讨TFAM作为治疗IRI的靶点的可能性。     

雌激素缺乏上调TNF-α促发卵巢切除大鼠骨细胞程序性坏死

目的探讨雌激素缺乏对去卵巢骨质疏松大鼠骨细胞程序性坏死的影响及其发生机制。方法 60只雌性SD大鼠随机分为Control组(12只)和OVX组(48只),分别行假手术或OVX术;再将48只OVX大鼠分为OVX+vehicle、OVX+Nec-1、OVX+Z-VAD和OVX+E2组,每组12只。Micro-CT扫描评价胫骨近端骨量改变;免疫组化法测定骨细胞TNF-α、RIP1、RIP3的表达情况,并计算各组阳性细胞百分率;用透射电镜鉴定细胞形态学变化;Western blot检测程序性坏死下游信号通路蛋白MLKL、Drp1的表达情况。结果 OVX+vehicle组大鼠胫骨近端出现明显的骨量丢失,即OVX+vehicle组Tb.Th、BV/TV、Tb.N小于Control组(P0.01);而OVX+vehicle组Tb.Sp大于Control组(P0.01)。TNF-α、RIP1、RIP3蛋白在骨细胞胞浆中均有表达;在OVX+vehicle组,TNF-α、RIP1、RIP3阳性骨细胞百分率较Control组显著增多(P0.01),在OVX+vehicle组可见大量坏死样结构的骨细胞。应用Nec-1治疗后可有效抑制RIP1蛋白表达,而Z-VAD对RIP1、RIP3蛋白表达无影响,在OVX+Nec-1组未见到坏死样结构的骨细胞。在OVX+vehicle组,Western blot结果显示MLKL、Drp1蛋白表达较Control组显著增多(P0.01),应用Nec-1治疗后可有效抑制MLKL、Drp1蛋白表达,而Z-VAD对MLKL、Drp1蛋白表达无影响。结论雌激素缺乏可能是通过上调TNF-α表达而促发骨细胞发生程序性坏死的,MLKL、Drp1可能是骨细胞程序性坏死的下游关键信号分子。     

肺-脑轴新机制及其研究进展

肺-脑轴是神经系统与肺之间功能联系的复杂双向网络。近年来, 随着生物医学对微生物的研究日益丰富, 肺部微生物群在肺脑交流中的重要地位逐渐被揭示。临床上肺部疾病与神经系统疾病常以共病形式相互依存, 因此加强对肺-脑轴调控疾病相关原理以及信号通路的研究具有重要意义。文章对肺部微生物与大脑之间双向交流网络相关研究进行综述, 为进一步认识中枢神经系统与肺的相互作用, 为发现药物作用新靶点、探索新的治疗方案提供新思路。     

软骨细胞线粒体功能异常对骨关节炎发病机制的研究

骨关节炎(osteoarthritis, OA)主要是关节软骨退变导致的慢性炎症性关节疾病，病因及发病机制复杂，最新研究发现，软骨细胞中的线粒体功能异常与OA发病机制密切相关。线粒体通过调控软骨细胞衰老、凋亡、氧化应激、炎症抑制，参与OA发病进程。此外，线粒体相关信号通路AMPK/SIRT3对于调节软骨细胞的代谢过程很重要，表明这些可能是OA治疗的目标。因此，该文论述软骨细胞线粒体功能异常与OA的发病机制的相关性。     

线粒体-NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3炎症小体通路在急性肺损伤中的作用

NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD like receptor thermal protein domain associated protein 3, NLRP3)炎症小体是参与炎症反应的一种复合物, 已被证实参与了急性肺损伤(acute lung injury, ALI)的发生、发展, 其激活机制非常复杂, 线粒体活性氧(reactive oxygen species, ROS)以及线粒体DNA(mitochondria DNA, mtDNA)的积累会激活NLRP3炎症小体, 但线粒体在NLRP3炎症小体介导ALI过程中所发挥的作用远不止如此, 阐明临床上各种类型的肺损伤激活线粒体-NLRP3炎症小体通路的完整机制可能为未来治疗相关疾病提供新的思路。文章就NLRP3炎症小体的结构、线粒体-NLRP3炎症小体通路的激活机制及其在ALI中的作用展开综述, 为ALI的临床治疗提供新的思路与策略。     

线粒体损伤在急性肾损伤中的作用及其线粒体疗法的研究进展

线粒体通过氧化磷酸化方式为机体提供能量, 参与了细胞的凋亡、增殖、信号传导等过程, 线粒体在机体功能的正常执行中具有重要作用。肾脏上皮细胞中分布有大量的线粒体, 线粒体功能障碍在肾脏病的发病和进展研究中起着重要的作用。本文介绍了急性肾损伤(AKI)中的线粒体功能障碍在肾脏病发生进展中的机制, 并总结出最新的线粒体疗法, 以期为临床肾脏病的治疗以及药物的研发提供一定的理论支持。     

线粒体自噬对脂多糖诱导髓核细胞NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3炎症小体活化的实验研究

目的探讨线粒体自噬对脂多糖(LPS)诱导的髓核(NP)细胞NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体活化的影响。方法以大鼠椎间盘NP细胞为研究对象, 首先以LPS(200 μg/ml)分别干预髓核细胞0、24、48 h, 通过蛋白质印迹法(Western blot)检测LPS对NLRP3炎症小体活化和线粒体自噬的影响;通过免疫荧光观察LPS对线粒体自噬水平的影响;组间比较采用单因素方差分析。进一步利用线粒体自噬抑制剂Mdivi-1阻断线粒体自噬, 实验分组为对照组(con)、LPS(24 h)+Mdivi-1、LPS(24 h)。通过Western blot检测Mdivi-1对LPS诱导的NLRP3炎症小体活化的影响;通过免疫荧光评估各实验组Mito Tracker Red探针标记的线粒体与LC3B及NLRP3的细胞内共定位;通过免疫荧光评估各实验组Mito Tracker Red探针标记的线粒体与LC3B的细胞内共定位;通过免疫荧光检测分析Mdivi-1对LPS诱导的NP细胞线粒体膜电位(ΔΨm)及线粒体ROS的影响;组间比较采用t检验。结果与对照组比较, 随着LPS干...     

芹菜素对小鼠肺缺血再灌注损伤影响的实验研究

目的观察并探讨芹菜素对小鼠肺缺血再灌注(I/R)损伤的影响及机制。方法根据随机数表法, 将40只雄性C57/B6小鼠平均分为假手术组(Sham组)、I/R组、低剂量芹菜素组和高剂量芹菜素组, 每组10只。采用左肺门夹闭1 h, 再灌注2 h的方法构建小鼠肺I/R损伤模型。低剂量芹菜素组和高剂量芹菜素组小鼠分别在肺I/R造模前连续7 d给予芹菜素(10 mg·kg-1·d-1和50 mg·kg-1·d-1)灌胃。再灌注2 h结束后, 留取小鼠肺组织, 通过HE染色评估小鼠肺损伤状况并评分;RT-PCR检测小鼠肺组织白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)、环加氧酶2(PTGS2)和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的mRNA表达水平;Western blot检测小鼠肺组织Bax、Bcl-2、缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、PTGS2和GPX4的蛋白表达。最后, 按处理方式不同, 将处理后的A549肺上皮细胞分为PBS组、缺氧/复氧(H/R)组、H/R+芹菜素组和H/R+芹菜素+莫立司他组。用莫立司他激活HIF-1α后, 进一步观察...     

小鼠肺组织内质网线粒体结构偶联的分离与鉴定

目的:分离并鉴定C57BL/6小鼠肺组织中内质网线粒体结构偶联(ERMC)。方法:选取8~10周C57BL/6雄性小鼠10只,处死小鼠后,取1 g肺组织匀浆后,采用梯度离心法分别分离出肺组织细胞内的内质网、粗提线粒体、ERMC和纯化线粒体,然后采用Western blotting方法对上述结构进行鉴定。结果:通过梯度离心在离心管中间一层白色条带中含有ERMC,底层白色沉淀物为纯化的线粒体,随后将分离纯化的ERMC和其他组分进行鉴别,结果发现蛋白质二硫键异构酶(PDI)主要表达在内质网和ERMC,Cyto C主要分布在线粒体,而钙连蛋白主要表达在内质网,三磷酸肌醇受体-Ⅰ(IP3R-1)作为内质网上的钙离子通道,在内质网和ERMC均有表达,此外,Sigma-1受体分子伴侣(Sig-1R)多表达在ERMC和线粒体中。结论:上述特征性蛋白分子表达分布特点说明本次研究分离提纯肺组织内ERMC的方法有效,可将其应用于后续的实验。     

雌激素相关受体在肾脏疾病中的作用

雌激素相关受体(estrogen-related receptors, ERRs)是核受体超家族的重要成员, 是一类无需与配体结合即可产生生物学功能的受体。ERRs主要有3种亚型:ERRα、ERRβ及ERRγ。虽然ERRs的序列与雌激素受体同源, 但它们的活化并不需要雌激素参与, 在细胞呼吸、细胞发育、细胞增殖、能量代谢及线粒体生物合成等方面发挥重要作用。近年来研究发现, ERRs与肾脏疾病的发生与发展也密切相关。本文就ERRs的生物学功能及其在肾脏疾病中的研究进展进行综述。