PINK1/Parkin介导的线粒体自噬及其在肝脏疾病发生发展中的作用机制

线粒体自噬是指细胞通过自噬的机制选择性地清除受损线粒体的过程。线粒体自噬的调控机制有几种,但PINK1/Parkin途径被认为是线粒体自噬的主要途径,这一自噬机制在帕金森等多种疾病的发病中有重要作用。介绍了PINK1/Parkin介导的线粒体自噬机制及其在肝脏相关疾病(如非酒精性脂肪性肝病、肝纤维化、肝细胞癌等)中的作用,以期为疾病的治疗提供新的线索和思路。     

Parkin促进HepG2细胞自噬并抑制星型孢菌素诱导的细胞凋亡

目的 观察Parkin在星型孢菌素(staurosporine, STS)诱导的HepG2细胞凋亡及细胞自噬中的作用。方法 流式细胞仪检测STS作用前后线粒体膜电位变化；Western blotting检测经STS处理后HepG2细胞caspase3、caspase7、PARP、Parkin/PINK1、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值、ATg5、Vps34表达水平；免疫荧光法检测线粒体细胞色素C的释放情况；双荧光mRFP-eGFP-LC3自噬指示系统检测细胞自噬率。在HepG2细胞中过表达重组载体Parkin-flag,经STS处理后，蛋白质印记法检测凋亡蛋白表达变化，双荧光mRFP-eGFP-LC3自噬指示系统检测细胞自噬率改变。结果 与对照组相比，STS下调线粒体膜电位并促进细胞色素C释放，同时上调凋亡蛋白cleaved-caspase3、cleaved-caspase7及PARP表达水平。经STS处理后Parkin蛋白表达被抑制，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值及自噬相关蛋白ATg5、Vps34的表达下降。转染mRFP-eGFP-LC3后，STS组自噬体及自噬溶酶体形成明显减少。过表达Parkin...     

Parkin介导的线粒体自噬在高糖高脂导致的心肌细胞损伤中的保护作用

目的 明确Parkin（一种E3泛素化连接酶）介导的线粒体自噬对高糖高脂导致的原代心肌细胞损伤的保护作用。 方法 以LV-lacZ（LacZ空病毒）或LV-Parkin（Parkin过表达慢病毒）转染SD大鼠原代心肌细胞48 h,再用含葡萄糖（5.5 mmol/L NG）的培养基或含棕榈酸盐（500 μmol/L HF）和葡萄糖（25 mmol/L HG）的高糖高脂培养基培养心肌细胞24 h。 实验分组:①阴性对照组（NG-LacZ）,②正常Parkin过表达组（NG-Parkin）,③高糖高脂阴性对照组（HG-HF-LacZ）,④高糖高脂Parkin过表达组（HG-HF-Parkin）。用Western blot法检测PTEN介导的假定激酶蛋白1（PINK1）、Parkin、P62（一种自噬相关蛋白）、微管相关蛋白1轻链3（LC3）蛋白表达水平。采用JC-1染色法检测活细胞内线粒体膜电位水平。免疫荧光法检测自噬体数量,TUNEL法检测细胞凋亡率。 结果 与对照组相比,高糖高脂处理的原代心肌细胞自噬相关蛋白LC3-Ⅱ,P62表达水平上调（P<0.05）,PINK1表达未发生统计学差异,Parkin表达水平下调（P<0.05）,自噬体数量增多,线粒体膜电位下降功能损伤,心肌细胞凋亡率升高（P<0.05）。而用高糖高脂处理LV-Parkin转染的心肌细胞,LC3-Ⅱ蛋白表达水平进一步升高（P<0.05）,而P62表达水平显著下降（P<0.05）,自噬体数量进一步增多,细胞内线粒体膜电位水平上升,心肌细胞凋亡率下降（P<0.05）。 结论 高糖高脂可引起SD大鼠原代心肌细胞自噬流量降低,自噬小体增多,线粒体自噬发生障碍。Parkin过表达慢病毒通过激活心肌细胞内线粒体自噬途径,提高自噬流量,改善线粒体功能,降低心肌细胞凋亡率。     

右美托咪定预处理调控PINK1/Parkin通路对H9C2细胞缺氧/复氧损伤线粒体自噬的影响

目的 研究右美托咪定对缺氧/复氧(H/R)条件下心肌细胞PTEN诱导激酶1(PINK1)/E3泛素连接酶(Parkin)通路介导的线粒体自噬的影响,以明确右美托咪定保护心肌细胞的相关作用机制。方法 体外培养H9C2细胞,将细胞分为空白对照组、H/R组、右美托咪定低剂量组(0.1μmol/L右美托咪定+H/R)、右美托咪定中剂量组(1.0μmol/L右美托咪定+H/R)、右美托咪定高剂量组(10.0μmol/L右美托咪定+H/R)。采用3-2(4,5-二甲基噻唑-2)-2-四甲基偶氮噻唑蓝(MTT)法检测各组H9C2细胞增殖能力;检测超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、活性氧簇(ROS)水平;透射电镜下观察线粒体自噬情况;JC-1法检测线粒体膜电位(MMP);免疫印迹法检测自噬相关蛋白微管相关蛋白轻链3(LC3)、家蚕隔离体蛋白1(p62)、PINK1/Parkin通路相关蛋白表达情况。结果 与空白对照组比较,H/R组H9C2细胞增殖抑制率、自噬小体数量、MDA含量、ROS水平、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值及PINK1、Parkin蛋白表达水平明显升高(P<0.05)...     

自噬参与心脏衰老调控的研究进展

研究发现,心脏衰老过程中的细胞生物学变化主要表现为氧化应激水平升高、错误折叠蛋白和变性失活蛋白增多以及线粒体功能障碍[1]。活性氧聚集会进一步导致线粒体DNA变异,同时细胞内三羧酸循环作用减弱导致能量供应不足,加速心脏衰老。自噬可将细胞内受损、变性或衰老的蛋白质以及受损的细胞器运输到溶酶体进行消化降解,其降解产物可供细胞循环利用于新的蛋白与细胞合成及分解后的能量供给。因此自噬被认为是细胞内衰老变性蛋白最为重要的清除途径。     

Parkin介导的线粒体自噬:调控心血管疾病的新机制

Parkin是由PARK2基因编码的蛋白,其基因突变和蛋白表达异常首先在帕金森病患者中发现。近年来研究发现Parkin除参与神经、肿瘤疾病的发生发展外,在心血管疾病中也发挥显著作用。研究表明,Parkin通过介导线粒体自噬参与对细胞内受损线粒体的清除,来维持细胞内环境稳态和线粒体正常形态结构。现主要总结了Parkin介导的线粒体自噬的研究现状及其在心血管疾病中的作用及机制,这些发现将为Parkin介导的线粒体自噬与心血管疾病发病机制之间可能存在的联系提供理论依据,并探索新的治疗心血管疾病的靶点。     

细胞自噬对衰老的调节

细胞内损伤物质的积累是所有衰老细胞的普遍特征,能导致生命有机体生存能力降低.细胞自噬能够降解受损蛋白质和衰老或损伤细胞器等细胞结构,是细胞内主要的异化途径,参与衰老以及与衰老相关的各种病理过程.近年来研究发现,衰老进程中,细胞自噬活动下调,而对各种长寿突变体的研究表明自噬活动是寿命延长所必需的,多种自噬相关基因或蛋白直接受长寿途径的调节[1~5],这些发现都支持细胞自噬是各种真核生物衰老非常重要的调节机制.     

调脂治疗对改善老年高血压患者内皮功能紊乱与线粒体自噬功能的影响

目的 探讨调脂治疗对老年高血压患者内皮功能及线粒体自噬功能的影响，并研究内皮功能与线粒体自噬功能的相关性。方法 选择2015年4月至2017年11月在山东省医学科学院心脑血管病防治研究中心体检的672例患者作为研究对象。根据血压和血脂水平以及用药治疗情况，将患者分为单纯高血压+未调脂组(135例)、高血压合并高脂血症+未调脂组(201例)、单纯高血压+调脂组(163例)及高血压合并高脂血症+调脂组(173例)。结果 治疗2年以后，4组患者的内皮素1(ET1)、线粒体动力相关蛋白1(DRP1)和线粒体分裂蛋白1(Fis1)水平均呈现明显下降的趋势，肱动脉血流介导的血管舒张功能(FMD)、NO、PTEN诱导假定激酶1(PINK1)、Parkin蛋白、微管相关蛋白1A/1B-轻链3(LC3)、线粒体融合蛋白1(Mfn1)、视神经萎缩蛋白1(OPA1)水平均上升。与所有的未调脂组比较，调脂组颈动脉内膜中层厚度(IMT)、DRP1、Fis1显著降低，PINK1、Parkin蛋白、LC3、Mfn1、OPA1显著增高(P<0.05)。校正混杂因素后，PINK1、Parkin蛋白、LC3、DRP...     

线粒体质量控制与血管衰老

衰老是心血管疾病的独立危险因素,线粒体在衰老过程中的核心作用被广泛认同。近年来研究发现进化上保守的线粒体质量控制在血管生理和病理生理中发挥重要作用。细胞线粒体质量控制机制包括线粒体自噬、生物合成及动力学(融合/分裂),这些细胞过程通过清除衰老及损伤的线粒体、补充新的线粒体成分、调控线粒体更新维持线粒体数量与质量的稳定。现综述线粒体质量控制异常在血管衰老及衰老相关心血管疾病中的作用。     

线粒体自噬在心肌缺血再灌注损伤中的研究进展

<正>自噬是指细胞吞噬自身的蛋白质或细胞器并降解,以实现细胞本身代谢的需要和某些细胞器的更新。线粒体自噬是指细胞通过自噬机制来清除受损或不需要的线粒体。线粒体是真核生物进行能量代谢的重要场所,并且参与细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程。近年来研究表明,自噬特别是线粒体自噬被认为在缺血性心脏疾病中起着重要作用~([1]),线粒体自噬具有保护因心肌缺血引起心肌细胞死亡的作用~([2])。线粒体自噬的调控机制错综复杂,     

CRISPR/Cas9沉默Fas可抑制急性肝衰竭细胞线粒体自噬及减轻线粒体损伤

目的 探讨凋亡相关因子(Fas/CD95)在急性肝衰竭疾病进展中的作用及机制。方法 构建刀豆蛋白A诱导的急性肝衰竭小鼠动物模型,通过透射电子显微镜及免疫印迹检测了急性肝衰竭肝细胞内的线粒体自噬发生;在小鼠尾静脉输注靶向Fas基因的CRISPR/Cas9质粒,随后予以刀豆蛋白A诱发急性肝衰竭,检测小鼠肝组织急性损伤情况及肝细胞内线粒体自噬及线粒体损伤的变化,同时体外转染靶向Fas的CRISPR/Cas质粒到细胞内,刀豆蛋白A诱导HepG2肝细胞损伤,验证Fas敲除后对线粒体自噬和线粒体损伤的影响。结果 刀豆蛋白A可诱导小鼠急性肝衰竭,透射电镜观察发现肝细胞中发生了线粒体自噬,肝细胞内p62蛋白水平降低,PINK1/Parkin的蛋白上调,Fas的表达上调;小鼠肝组织和体外肝细胞先予以PX330Fas质粒转染,再予以刀豆蛋白A诱导肝损伤后,LC3II/LC3I表达比值减低,p62蛋白的表达得到恢复,线粒体蛋白COX4I1和线粒体DNA含量的水平下降,Fas表达下调,与转染空白质粒的对照组相比,差异均有统计学意义。结论 CRISPR/Cas9沉默Fas抑制急性肝衰竭进展及肝细胞内线粒体自噬的...     

白细胞介素10通过促进线粒体自噬调节心肌细胞生物氧化

目的探讨白细胞介素10(IL-10)对心肌细胞葡萄糖代谢的影响及其可能机制。方法使用棕榈酸干预复制心肌脂毒性和葡萄糖利用减少细胞模型,外源性IL-10干预后,以荧光标记的2-脱氧葡萄糖(2-NBDG)摄入法检测心肌细胞的葡萄糖摄取,检测乳酸及体外氧化磷酸分别代表葡萄糖无氧酵解及有氧氧化水平;使用免疫荧光检测线粒体自噬;使用Real-Time PCR及Western Blot检测线粒体自噬关键基因PINK1表达。结果与对照组比较,IL-10处理后,心肌细胞摄入2-NBDG量约增加1倍;细胞培养上清乳酸含量减少近80%;细胞内乳酸含量亦显著减少。IL-10促进微管相关蛋白1轻链3-绿色荧光蛋白(LC3-GFP)在心肌细胞线粒体聚集,促进线粒体自噬,并上调PTEN诱导假定激酶1 (PINK1)表达。结论 IL-10通过促进葡萄糖转入及氧化磷酸化恢复心肌细胞供能物质组成;其对氧化磷酸化的作用可能是通过上调PINK1进而促进线粒体自噬实现的。     

动力相关蛋白1通过诱导线粒体自噬对高糖导致心肌细胞损伤的影响

目的明确动力相关蛋白(Drp)1通过诱导线粒体自噬对高糖条件下心肌细胞起保护作用。方法以Lac Z空病毒(LV-Lac Z)或Drp1过表达腺病毒(LV-Drp1)转染大鼠原代心肌细胞24 h,再用含葡萄糖(5.5 mmol/L)的正常培养基(NG)或含葡萄糖(33 mmol/L)的高糖培养基(HG)处理大鼠心肌细胞72 h。实验分组:1:(1)阴性对照(NG+Lac Z)组;(2)正常Drp1过表达(NG+Drp1)组;(3)高糖阴性对照(HG+Lac Z)组;(4)高糖Drp1过表达(HG+Drp1)组。采用免疫荧光法检测自噬体数量,用JC-1染色法检测线粒体膜电位水平,采用Western blot法检测Drp1、Parkin(一种E3泛素化连接酶),微管相关蛋白1轻链3(LC3)、p62蛋白表达水平,TUNEL法检测细胞凋亡率。结果与对照组相比,高糖处理组自噬体数量明显减少(P0.05),线粒体膜电位显著下降(P0.05),线粒体自噬相关蛋白LC3-Ⅱ、Parkin水平下调(P0.05),Drp1,P62表达水平显著增高(P0.05),心肌细胞凋亡率升高(P0.05);与高糖组比较,Drp1过表达组可显著增加自噬体数量(P0.05),线粒体膜电位上升(P0.05),Drp1,Parkin,LC3-Ⅱ表达水平显著上升(P0.05),P62水平显著下降(P0.05),心肌细胞凋亡率下降(P0.05)。结论高糖可引起SD大鼠原代心肌细胞自噬水平降低和线粒体功能障碍,是糖尿病心肌病发病机制之一。Drp1通过提高线粒体自噬水平改善线粒体功能,降低高糖条件下心肌细胞凋亡率。     

热休克蛋白27激活线粒体自噬延缓心脏衰老

背景由高龄引起的心脏功能不全是心脏衰老的显著特征。热休克蛋白27(HSP27)对缺血以及化学物质引起的心肌损伤有保护作用,但其对心脏衰老的作用尚未明确。目的探讨HSP27是否可以延缓心脏衰老,及其延缓衰老的可能机制。方法以心脏特异性表达HSP27的转基因小鼠(Tg)和野生型小鼠(WT)作为实验对象,采用蛋白免疫印迹、心脏超声心动图等方法探究HSP27在心脏衰老中的作用。结果野生高龄鼠心功能下降,心肌特异性过表达HSP27可明显改善高龄引起的心功能不全。高龄Tg组心脏组织衰老标志物p16、p53和p-p53的水平较WT组分别降低了46.5%、49.4%和53.0%(P0.01)。高龄Tg组心脏组织的自噬标记物微管相关蛋白轻链3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)和多聚蛋白62(p62)蛋白水平较WT组分别降低了38.7%和59.0%(P0.01),而线粒体自噬相关的磷酸和张力素同源物诱导假定激酶1(PINK1)和Parkin蛋白的水平较WT组分别增加了57.1%和60.5%(P0.01)。结论适当提高HSP27的表达可以延缓心脏衰老,可能与激活线粒体自噬有关。     

自噬与2型糖尿病胰岛β细胞增殖及凋亡

<正>自噬与细胞的生存与死亡密切相关〔1〕。研究发现,自噬在维持胰岛β细胞活性及数量中具有重要作用。在一定氧化应激水平下,自噬可以减少胰岛β细胞凋亡、保证其正常增殖。有研究显示,当环境极度恶劣时,超出自噬的调控能力,自噬和凋亡将同时出现于细胞中。因此,阐述自噬在2型糖尿病(T2DM)中的作用,尤其是对胰岛β细胞生存的影响尤为重要。1自噬自噬是一个将自身细胞质内受损蛋白或受损细胞器包被     

大鼠心肌梗死后心脏线粒体及自噬小体的变化与Parkin蛋白活性的相关性

目的:本实验通过研究心肌梗死(心梗)后心肌组织内线粒体自噬功能以及帕金(Parkin)蛋白的变化,进而揭示Parkin蛋白在调节心脏线粒体自噬功能中的作用。方法:采用随机分组原则,将大鼠分为正常组,伪手术组和心梗组。心梗大鼠模型建立4周后,超声测量各组大鼠左室收缩末期内径(LVESD)、左室舒张末期内径(LVEDD)、左室射血分数(EF)、左室短轴缩短率(FS)和左室舒张期和收缩期容量。取心肌组织,在电镜下观察各组的线粒体和自噬小体的形态、大小和数量变化。采用Western Blot技术分析心肌组织内自噬相关蛋白LC3及Parkin蛋白的活性。结果:心梗4周后,心梗组大鼠与正常组相比,心功能降低,LVESD和LVEDD均增大(P0.05),左室EF降低,慢性心梗模型制备成功。大鼠心梗后心肌内线粒体及自噬小体数量增多(P0.05),且线粒体正常形态破坏。氯喹(CQ)能增强正常组大鼠心肌自噬流(P0.05),然而CQ对心梗组大鼠心肌自噬小体的变化无明显影响(P0.05)。此外,心梗组心肌内自噬相关蛋白LC3II表达水平相比正常组增加(P0.05)并且Parkin蛋白活性显著降低(P0.05)。结论:慢性心梗的过程中,心肌细胞线粒功能的破坏以及自噬小体清除能力的损害与Parkin蛋白密切相关。     

自噬与脂肪性肝病

自噬（ autophagy）是真核细胞所特有的生命现象,是细胞利用溶酶体降解自身受损的细胞器如线粒体和大分子物质的过程,自噬参与细胞废物的清除、结构的重建、生长与分化,是细胞对不良刺激的一种生存防御机制。近年来,自噬与肝脏疾病的关系已成为医学研究的热点,自噬与肝脏缺血性疾病、肝脏肿瘤的发生、发展,以及与某些先天代谢性肝脏疾病都有着密不可分的关系［1］。同时,自噬在脂肪性肝病的发生发展中也起到了举足轻重的作用。     

线粒体自噬相关蛋白在阿霉素诱导的心脏毒性中的表达及意义

目的探讨线粒体自噬相关蛋白在阿霉素诱导的急性心肌损伤中的表达及意义。方法将40只8～10周龄的雄性野生型C57小鼠随机分为对照组和阿霉素组,每组各20只,阿霉素组小鼠腹腔注射大剂量阿霉素(15mg/kg)诱导急性心肌损伤模型,对照组小鼠给予腹腔注射等量生理盐水。各组于第6天进行心功能检测并取材。分别采用RT-PCR和免疫印迹法检测PTEN诱导性激酶蛋白1(PINK1)、Parkin、自噬标记轻链3(LC3)、Bax、Bcl-2、半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶3(C-caspase3)mRNA和蛋白表达水平。苏木精-伊红染色检测各组心肌损伤,TUNEL染色检测各组凋亡心肌细胞数量。结果与对照组比较,阿霉素组左心室舒张末期内径[(4.32±0.50)mmvs (3.85±0.30)mm]、左心室收缩末期内径[(3.34±0.40)mmvs (2.56±0.19)mm]和舒张末期室间隔厚度增加[(0.76±0.12)mmvs (0.48±0.09)mm,P0.05],左心室短轴缩短率降低[(26.0±2.7)%vs (37.0±4.0)%,P0.05]。阿霉素组小鼠心肌PINK1、LC3、Bax和C-caspase3mRNA和蛋白表达水平均增加(P0.05),Parkin和Bcl-2mRNA和蛋白表达水平均降低(P0.05)。苏木精-伊红染色显示,阿霉素组心肌细胞排列紊乱,并出现细胞质空泡化现象。TUNEL染色显示,阿霉素组细胞核呈致密浓染、凋亡心肌细胞较对照组明显增多(P0.05)。结论线粒体自噬介导细胞凋亡参与阿霉素诱导的急性心肌损伤的过程。     

阿尔茨海默病患者线粒体功能障碍的发生机制研究进展

阿尔茨海默病（AD）是日常生活中常见的神经退行性疾病之一,其致病机制仍不明确。线粒体作为生物能量、钙信号传导和氧化还原稳态等方面发挥至关重要作用的细胞器,其功能出现障碍可导致细胞能量缺乏、细胞内钙失衡和氧化应激,从而进一步加重Aβ和Tau蛋白的影响,导致突触功能障碍、认知障碍甚至记忆丧失。随着对AD发病机制的不断深入研究,氧化应激、线粒体动力学及线粒体自噬被认为与AD的发病过程密切相关。氧化应激引起的线粒体功能障碍会进一步导致Aβ蛋白的聚集和Tau蛋白的过度磷酸化,而Aβ蛋白的聚集和高度磷酸化的Tau蛋白可损害线粒体功能,从而形成恶性循环。GTP相关的动力相关蛋白1(Drp1)表达水平异常可导致线粒体过度分裂甚至碎片化,引起线粒体功能障碍和神经元损伤,最终导致疾病的发生。线粒体自噬功能异常在AD发病中发挥着重要的作用,有多种通路介导的线粒体自噬途径参与了AD的发病,包括Aβ蛋白积聚诱导的线粒体自噬途径、氧化应激诱导的线粒体自噬途径、PINK1-Parkin通路介导的线粒体自噬途径以及受体介导的线粒体自噬途径等,均可引起异常线粒体的堆积导致线粒体功能障碍,进而诱导AD发病。     

自噬在心血管疾病的研究进展

细胞自噬是将细胞内受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体内进行消化降解,从而在细胞内成分的合成、降解及再循环利用方面维持平衡。细胞自噬担负着“细胞管家”的职责,维持细胞内环境的完整性。自噬既是一种广泛存在的正常生理过程,又是细胞对不良环境的一种抵御机制,参与多种疾病的病理过程。现将其在缺血/再灌注损伤、急性冠脉综合征、心力衰竭和动脉粥样硬化等方面的研究进展综述如下。