自噬在低氧/缺血预适应中的神经保护作用

自噬是真核生物的一种自我保护机制,通过降解细胞内错误折叠的蛋白质以及细胞器,使细胞能够在应激状态下处于能量稳态和物质循环稳态。低氧/缺血预适应(H/IPC)是一种细胞内源性保护机制,其本质是低代谢/低能耗,使机体在低氧/缺血环境下维持相对稳定。本文就自噬在H/IPC神经保护中的关键分子及通路进行综述,为研究低氧/缺血神经保护提供思路。     

低氧对细胞的影响及其适应机制

低氧(hypoxia)损伤是临床许多疾病中常见的病理过程,也是导致机体死亡的重要原因之一.随着分子生物学和细胞检测技术的快速发展,人们对细胞低氧损伤及其适应机制的研究日益深入.低氧作为细胞生长潜在的环境致死因素,影响着细胞周期、形态结构、代谢、信号通路、增殖、分化及凋亡等多个方面.另一方面,低氧又还是癌细胞转移及产生耐药的原因之一.机体细胞为适应低氧环境以减少损伤,诱导产生的低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor,HIF)是低氧应答时基因表达和恢复细胞内环境稳定的中心调控因子;此外,nonsense mediated RNA的衰变、microRNA的诱导、染色质的核型改变和翻译调节等也是细胞对低氧的适应途径.阐明细胞低氧损伤及其适应机制具有重要意义,也可以为相关疾病的治疗提供新思路.     

葡萄籽原花青素提取物对HT22细胞糖氧剥夺损伤的保护作用

目的:通过研究小鼠海马神经元细胞系HT22细胞糖氧剥夺(OGD)后凋亡/自噬相关蛋白表达的变化,探讨葡萄籽原花青素提取物(GSPE)预处理对OGD诱导的HT22细胞损伤的保护作用。方法:将HT22细胞分为对照组、OGD组、OGD+GSPE组。CCK8法检测OGD不同时间(4、6、8 h)干预后HT22细胞的活性,确定后续实验中OGD时间; CCK8法检测同一OGD时间下,不同GSPE浓度(20、40、100、200μmol/L)处理后HT22细胞的活性,确定GSPE最佳浓度;免疫荧光技术标记Tubulin蛋白,观察细胞形态的改变; AnnexinⅤ-FITC/PI染色和TUNEL染色检测细胞凋亡;免疫荧光技术检测Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3、LC3Ⅱ和Beclin1等蛋白的表达量变化; caspase-3活性检测试剂盒检测caspase-3相对活性。结果:观察细胞形态结果表明:对照组细胞形态完整、胞体较大,OGD组中细胞大量皱缩成团、胞体变小,OGD+GSPE组细胞状态较OGD组明显改善;观察细胞凋亡情况结果表明:和OGD组相比,GSPE预处理后的HT22细胞...     

脑低氧／缺血性预适应的机制

氧是维持生命活动必不可少的物质。由于各种原因导致机体氧供不足及／或机体氧利用障碍，皆可导致缺氧或低氧性病理过程，缺氧或低氧性心脑肺疾患尤为常见。研究和克服缺氧既是临床医学、也是航空航天医学、高原医学以及运动医学等面临的重大课题。克服与战胜缺氧的一个主要策略是对之进行服习或适应。人或动物通过间断或连续地处于高原或低氧环境，可以产生或形成对缺氧的适应。事先短暂的缺血或轻度低氧的重复预处理或预适应（preconditioning）亦可触发或动员机体内在的防护能力，从而对随后的严重缺氧或缺血损伤产生强大的防御和保护作…     

抗氧化干预对低氧低糖诱导血管平滑肌细胞自噬和铁死亡的影响

目的观察抗氧化干预对低氧低糖处理后血管平滑肌细胞(VSMC)自噬和铁死亡发生的影响及其与血管功能的关系。方法采用低氧低糖培养的VSMC和创伤失血休克大鼠模型,观察抗氧化剂依达拉奉(EDA)对低氧低糖处理后VSMC中自噬标志物、铁死亡标志物及细胞反应性的影响,并观察EDA对休克大鼠血管反应性的影响。结果低氧低糖处理后VSMC中自噬标志物LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值升高、p62蛋白表达水平降低,提示自噬水平升高。低氧低糖也导致了VSMC铁死亡的发生,铁死亡标志物谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)和溶质载体家族7成员11(SLC7A11)的表达水平降低。抗氧化剂EDA处理可抑制细胞自噬水平的升高,使LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值降低、p62蛋白表达水平升高;但EDA对GPx4和SLC7A11表达的影响无统计学意义。同时,低氧低糖处理后细胞收缩反应性明显降低,EDA处理可恢复低氧低糖细胞的收缩反应性。在创伤失血休克大鼠中,血管收缩反应性明显降低,抗氧化剂EDA处理可提高休克大鼠的血管收缩反应性。结论抗氧化干预可抑制低氧低糖诱导的VSMC自噬,改善低氧细胞和休克血管的收缩功能。     

高原习服与低氧预适应

高原低氧易导致急性高原反应,高原习服是机体为适应高原低氧环境发生的一系列代偿适应性变化。寻找加快高原习服的有效措施,提高机体高原习服能力,是预防和减轻急性高原反应的最好策略。低氧预适应是指机体经一次或多次短暂、非致死性低氧刺激后,机体获得的对后续更长时间或更严重低氧性损伤的耐受性。低氧预适应作为一种通过内源性保护机制来提高机体缺氧耐力的有效方法,是促进高原习服的重要措施。     

低氧预适应提高脑缺氧耐受性的研究进展

低氧预适应可提高脑耐缺氧能力,产生低氧预适应的保护性因素包括能量代谢降低;腺苷水平升高;氨基酸类递质含量变化;ATP敏感性钾通道开放;超氧化物歧化物活性增强;一氧化氮的双重调节作用;Bcl-2高表达等诸多因素.     

细胞自噬的调控与自噬程序性死亡的研究进展

自噬(autophagy)是一种溶酶体依赖性降解途径,涉及细胞内长寿蛋白和受损伤细胞器的降解,其既是细胞保守的自我防御机制,又是一种程序性细胞死亡机制(PCD),与机体的多种疾病有密切关系.自噬具有独特的形态改变和特有的调控通路,自噬的调控涉及到多种机制、如翻译后修饰等.凋亡是研究最清楚的程序性细胞死亡机制,凋亡与细胞自噬程序性死亡之间存在着复杂的关系.对哺乳动物细胞自噬的分子调控机制,自噬程序性细胞死亡过程及其与凋亡的关系等方面进行探讨很有意义.     

低氧对结肠癌SW480细胞生存的影响及与细胞自噬的关系

 摘要：目的 观察低氧微环境对结肠癌细胞增殖、侵袭及自噬的影响,探讨低氧对结肠癌细胞生存及与自噬的关系。方法 免疫磁珠分选CD133+ 细胞;Boyden小室实验研究结肠癌细胞的侵袭;透射电子显微镜（TEM）观察细胞的超微结构;MDC荧光检测自噬囊泡;联合运用流式细胞仪和台盼蓝染色研究自噬与细胞增殖的关系。结果 Boyden小室实验中低氧微环境增加结肠癌细胞SW480进入下室的细胞数量;在实验组低氧的微环境中SW480细胞的MDC荧光强度由20.53±0.64降低至17.00±0.20,而CD133+ 细胞的MDC荧光强度由19.89±0.58增加至33.13±1.95（P<0.05）。台盼蓝染色实验显示,与对照组相比,低氧微环境中SW480活细胞率随着时间的延长而降低（P<0.05）;但CD133+ 活细胞率无显著改变。结论：低氧可增加SW480细胞的侵袭性,细胞自噬水平下降,活细胞率降低;CD133+细胞在低氧的微环境中自噬的发生增加,活细胞率基本不变。     

自噬参与低氧预处理抗PC12细胞糖氧剥夺损伤过程

目的:观察低氧预处理(HPC)对氧糖剥夺(OGD)损伤的PC12细胞的作用,同时探讨自噬在其中的作用。方法:培养的PC12细胞按照处理因素分为6组:对照组、HPC模型组、3-甲基腺嘌呤(3-MA)组、低氧预处理后氧糖剥夺(HPC+OGD)组、3-甲基腺嘌呤预处理后行低氧预处理及氧糖剥夺(3-MA+HPC+OGD)组和OGD组。CCK-8检测细胞存活率;caspase-3活性检测试剂盒检测酶活性;TUNEL染色和流式细胞术检测细胞凋亡的情况;Western blot法检测自噬相关蛋白LC3、beclin-1和凋亡相关蛋白caspase-3的表达。结果:与对照组相比,OGD组细胞存活率明显降低;与3-MA+HPC+OGD组及OGD组相比,HPC+OGD组细胞存活率明显升高(P0.05)。与对照组相比,OGD组细胞的caspase-3酶活性明显升高;与3-MA+HPC+OGD组及OGD组相比,HPC+OGD组的caspase-3酶活性明显降低(P0.05)。与对照组相比OGD组细胞凋亡明显增多;HPC+OGD组与OGD组相比凋亡明显减少(P0.05)。此外,与对照组相比,OGD组的激活型caspase-3蛋白水平明显升高(P0.05);且HPC+OGD组与OGD组相比激活型caspase-3蛋白水平明显减少而LC3、beclin-1的蛋白水平明显升高(P0.05)。结论:HPC抗OGD损伤的机制可能与其激活细胞自噬有关。     

Effects of ischemic and hypoxic preconditioning on the state of mitochondria and function of ischemic kidneys

Laser confocal microscopy showed that fluorescence of tetramethylrhodamine ethyl ether probe specifically accumulating in energized mitochondria significantly decreased in renal tubular epithelium after 40-min thermal ischemia, while fluorescence of dichlorodihydrofluorescein and diaminofluorescein probes in the same structures increased under these conditions, which attests to increased generation of ROS and NO, respectively. These forms were generated predominantly in mitochondria of tubular epitheliocytes. Hypoxic preconditioning (a series of sessions of breathing hypoxic mixture) preserved functional activity of mitochondria and prevented activation of ROS and NO generation. Ischemic preconditioning of the kidney consisting of three preliminary episodes of vascular clamping (5 min with 5 min reperfusion periods) also increased the percentage of functionally active mitochondria and prevented activation of NO synthesis without appreciably modifying ROS production. Both protective methods significantly reduced the severity of postischemic dysfunction of the kidney. __________ Translated from Byulleten’ Eksperimental’noi Biologii i Meditsiny, Vol. 143, No. 1, pp. 112–116, January, 2007     

Neuroprotective effect of hypoxic preconditioning: phenomenon and mechanisms

We developed a new model of hypoxic preconditioning improving tolerance of complete global cerebral ischemia. The role of adenosine receptors in the realization of this effect and in the mechanisms of hypoxic tolerance is demonstrated. Preconditioning decreases of body temperature, which correlates with the neuroprotective effect, but this effect does not directly result from hypothermia.     

淫羊藿苷抑制内质网应激介导HT22细胞抗谷氨酸诱导凋亡

目的探讨淫羊藿苷(ICA)通过调控内质网应激(ERS)通路保护小鼠海马神经元HT22细胞抗谷氨酸(Glu)损伤的机制。方法筛选适当的ICA预处理浓度,以Glu(5 mmol/L)处理18 h构建细胞损伤模型。将细胞分为对照组、Glu损伤组、低剂量ICA+Glu(L-ICA+Glu)组和高剂量ICA+Glu(H-ICA+Glu)组。CCK-8法检测细胞活性,TUNEL染色显示凋亡细胞,比色法检测细胞乳酸脱氢酶(LDH)释放量,JC-1染色检测线粒体膜电位(MMP)变化,DCFH-DA检测细胞活性氧(ROS)水平,Western blot检测ERS通路和凋亡相关蛋白含量。此外,以上各组经CHOP siRNA预处理后,分为Glu+ControlsiRNA组、Glu+CHOPsiRNA组、H-ICA+Glu+ControlsiRNA组、H-ICA+Glu+CHOPsiRNA组,检测细胞活性、凋亡率、ROS含量、MMP水平及凋亡相关蛋白表达。结果ICA在浓度低于10μmol/L时无明显毒性作用。ICA能够显著提高HT22细胞活性,降低LDH释放量,抑制细胞凋亡,降低ROS水平,恢复MMP,且呈剂量依赖性(P<0.05)。此外,ICA下调损伤后p-eIF2α和CHOP表达,同时增加Bcl2,抑制Bax(P<0.05)。CHOP siRNA预处理后,Glu的损伤作用明显减弱;同时CHOP siRNA预处理能够明显增强ICA对HT22细胞的保护作用。结论ICA可能通过部分抑制ERS诱导的氧化应激及凋亡,保护HT22细胞抗Glu损伤。     

淫羊藿苷通过调节PGRN表达减轻L-谷氨酸诱导的HT22细胞损伤

目的:研究淫羊藿苷(Icariin,ICA)对L-谷氨酸诱导HT22细胞损伤的保护作用及对颗粒蛋白前体(progranulin,PGRN)表达的影响。方法:应用CCK-8法检测不同浓度L-谷氨酸(0、2.5、5、10、20、40、80 mmol/L)诱导HT22细胞损伤24 h后细胞存活率,确定L-谷氨酸对细胞损伤的浓度;CCK-8法确定淫羊藿苷对HT22细胞的无毒范围及不同浓度淫羊藿苷对L-谷氨酸诱导的HT22细胞存活率下降的影响;免疫组织化学法检测PGRN在HT22正常细胞中的表达;免疫荧光法和蛋白质印迹法检测淫羊藿苷对PGRN在HT22细胞中表达的影响。结果:确立10 mmol/L L-谷氨酸与HT22细胞共孵育24 h为损伤模型的实验条件;淫羊藿苷实验浓度范围内HT22细胞存活率无明显下降;加入淫羊藿苷与L-谷氨酸共孵育后,HT22细胞存活率出现明显上升,且具有显著性差异(P0.001);PGRN在HT22细胞的胞浆和突起中有明显表达;免疫荧光法和蛋白质印迹法均表明不同浓度淫羊藿苷影响PGRN在L-谷氨酸诱导HT22细胞损伤模型中的表达,且随着淫羊藿苷浓度增加,PGRN表达量增加。结论:高浓度L-谷氨酸对HT22细胞具有明显的损伤作用,且呈剂量依赖性,而淫羊藿苷可发挥保护作用,显著提高细胞存活率。淫羊藿苷可能通过调节PGRN的表达从而缓解L-谷氨酸诱导的HT22细胞损伤。     

低氧预适应增加小鼠脑组织蛋白激酶C膜转位

初步探讨蛋白激酶C(PKC)在脑低氧预适应发生机制中的作用，以我室建立的小鼠低氧预适应模型，结合SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、蛋白印迹(Western bolt)等生化技术，观察了低氧预适应对小鼠大脑皮层及海马组织内PKC膜转位的影响。结果表明，在小鼠大脑皮层和海马组织内的PKC膜转位均随着低氧次数(小鼠低氧耐受时间)的增加而增高。特别是低氧3次的海马组织和低氧4次的大脑皮层和海马组织内，PKC膜转位的增加有统计学显著意义。结果提示，PKC的激活可能在脑低氧预适应发生机制中具有重要的作用。     

缺氧预适应对原代培养乳鼠窦房结细胞骨架结构的影响

目的：观察缺氧预适应对培养乳鼠窦房结细胞骨架结构完整性的影响。 方法： 取培养2 d的乳鼠窦房结细胞，随机分为对照组、缺氧/复氧（H/R）组及缺氧预适应（HP）组，通过免疫荧光法分别标记微丝（F-actin）、纽带蛋白（vinculin）、微管蛋白（β-tubulin）及结蛋白（desmin），以激光共聚焦显微镜检测各组细胞骨架结构的改变。 结果： ①H/R组窦房结细胞的4种骨架蛋白量明显低于对照组（P<0.01），细胞骨架结构破坏显著，细胞变形，胞膜破损。②HP组骨架蛋白量虽仍与对照组有明显差异，但显著高于H/R组（P<0.01），细胞骨架结构维护相对较好，细胞形态较规则，胞膜基本完整。 结论： HP能够减轻H/R引起的乳鼠窦房结细胞骨架结构损伤，维持细胞骨架的相对完整性。     

低氧预处理人羊膜间充质干细胞的生物学特征

背景:干细胞移植治疗为许多疑难疾病带来了希望,但移植细胞存活数量少及分泌功能差,很难发挥治疗效用,致使该技术在临床应用受阻.低氧预处理可有效改善植入细胞的增殖活性、抗凋亡能力、分泌功能等生物学特性,因而,低氧预处理的人羊膜间充质干细胞有望在组织损伤修复中发挥更好的治疗作用.目的:探讨低氧预处理对人羊膜间充质干细胞生物学...     

低氧预适应对小鼠海马神经元中TSC1表达的影响

目的:在体视显微镜下分割ICR小鼠海马CA1区和CA3区,研究结节性硬化症因子1(TSC1)在小鼠海马低氧中的神经保护作用。方法:ICR小鼠分为对照组(control)、低氧对照组(hypoxia)及低氧预适应组(HPC),在体视显微镜下观察海马形态并分割CA1区和CA3区;采用real time RT-PCR和Western Blot的方法分别检测小鼠海马组织TSC1 mRNA和蛋白的表达;采用免疫荧光检测小鼠海马组织TSC1荧光强度。结果:大脑冠状切片清晰显示出海马CA1区、CA3区和DG区; CA1区TSC1 mRNA在低氧组降低而在低氧预适应组增高;Western Blot和组织免疫荧光显示:与对照组相比,低氧预适应组CA1区TSC1表达增加;而CA3区TSC1在低氧组和低氧预适应组均增加。结论:TSC1的差异性表达可能提示TSC1可能参与了低氧预适应对低氧敏感的CA1区神经细胞的保护。