脊髓损伤中线粒体自噬的作用及进展

背景：脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统疾病,其特点是神经元再生能力弱,病理过程复杂。线粒体自噬是具有高度选择性的自噬,能够降解受损的线粒体,在能量供应、细胞代谢以及神经元存活等方面发挥重要作用。目的：探讨线粒体自噬的发生机制以及药物对线粒体自噬的影响,为脊髓损伤的治疗提供新的靶点。方法：在中国知网、万方数据库以“脊髓损伤,线粒体自噬,自噬,线粒体”为检索词,在PubMed数据库以“Spinal cord injury,Mitophagy,Autophagy,mitochondria”为检索词,检索线粒体自噬与脊髓损伤相关作用及机制的文章。结果与结论：(1)线粒体自噬水平的调节对脊髓损伤的治疗具有关键作用,其调控机制比较复杂,主要包括PINK1/Parkin、Nix/BNIP3L、FUNDC1、Atg蛋白等,除此之外,还发现GIT1调控途径、下调miRNA-124诱导途径等。(2)在治疗方面,雷帕霉素、乙酰左旋肉碱、红景天苷、桦木酸、麦芽酚等可以通过适当激活线粒体自噬抑制细胞凋亡,改善脊髓损伤;相反,罗格列酮则是通过抑制线粒体自噬改善脊髓损伤。这说明激活或抑制线粒体自噬都有可能会改善脊髓...     

磷酸酶及张力蛋白同源物诱导的蛋白激酶1/Parkin介导的线粒体自噬的研究进展

磷酸酶及张力蛋白同源物诱导的蛋白激酶(PINK1)/Parkin介导的线粒体自噬在多种疾病的发生发展中起到了重要作用.对PINK1/Parkin介导的线粒体自噬进行研究,包括PINK1和Parkin的生物学特性及PINK1/Parkin介导的线粒体自噬的生物学作用,希望将来人类通过对线粒体自噬的调控来治疗临床疾病有所提示.     

中药通过调控线粒体自噬保护心肌缺血再灌注损伤的研究进展

缺血性心脏病严重危害人类健康,临床血运重建的治疗手段会引起心肌缺血再灌注损伤(Myocardial ischemia reperfusion injury,MIRI),进一步诱发心肌功能障碍,因此如何预防和减少再灌注损伤是临床上亟待解决的问题.近年来研究表明,线粒体自噬在缺血性心脏疾病中起着重要作用,调控心肌细胞线粒体自噬可能为缺血性心脏病的防治提供新的方向.中医药具有多靶点、多途径的治疗优势,近年来在心血管疾病的防治方面发挥重要作用,越来越多研究证实中药提取物或复方可通过调控线粒体自噬来保护损伤心肌.本文对可影响线粒体自噬的中药及复方进行归纳总结,以期为心肌缺血再灌注损伤的临床治疗提供新的研究方向.     

线粒体自噬在器官纤维化疾病中作用的研究进展

线粒体自噬是一种选择性降解细胞中损伤或多余线粒体的特异性自噬现象,使细胞在应激损伤时能够维持线粒体数量和质量的稳定,从而维持细胞的正常表型和功能。其分子机制途径较为复杂,主要涉及PINK1/Parkin途径、NIX和BNIP3、FUNDC1等。线粒体自噬的异常与多种疾病密切相关,而调节不同阶段线粒体自噬分子机制在疾病发展中的作用已被重视。现就近年线粒体自噬在多种器官纤维化病变中的研究进展综述如下。     

熊果酸通过影响线粒体功能诱导TC-1肿瘤细胞自噬性死亡

目的探讨线粒体失能和线粒体自噬在熊果酸诱导TC-1癌细胞自噬相关性死亡中的作用。方法同一批TC-1癌细胞分成对照组和熊果酸(UA)处理组,通过透射电镜(TEM)观察以及PI染色标记死细胞;利用流式细胞术检测线粒体膜跨电位(Δψm)及细胞内ATP和ROS水平变化;分光光度法检测线粒体呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的活性;利用吖啶橙(AO)染色来检测自噬;荧光显微镜下观察线粒体与自噬标志蛋白LC3的位置关系;Western blot法检测线粒体自噬相关蛋白PINK1和Nix表达;以及检测对照组和UA处理组在小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)和自噬缺乏(Atg5-/-)的MEFs中ROS水平变化。结果 UA 30μmol/L作用TC-1细胞6 h后,可见大量细胞的线粒体出现了显著异常;UA不仅降低线粒体膜电位和ATP水平(P0.05),而且抑制线粒体复合酶Ⅰ~Ⅳ的活性(P0.05),且均呈现时间与剂量依赖;UA还降低TC-1肿瘤细胞和小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)内的ROS水平,但是在自噬缺乏(Atg5-/-)的MEFs中ROS水平未受影响(P0.05);吖啶橙(AO)染色发现UA还可增加自噬溶酶体的数量,并呈剂量依赖;经UA处理的细胞,无论是自噬相关蛋白LC3与线粒体共定位,还是参与损伤线粒体清除的线粒体自噬相关蛋白PINK1和Nix均表达增高。结论 UA通过诱导线粒体自噬清除部分ROS并导致线粒体功能损伤;线粒体失能与线粒体自噬至少部分参与UA诱导的TC-1肿瘤细胞自噬性死亡。     

自噬与p62/SQSTM1在肝缺血再灌注中的作用

自噬是溶酶体依赖性的降解系统,p62作为重要的蛋白载体,可促进受损蛋白经蛋白酶体和自噬体清除。p62在线粒体自噬等选择性自噬中发挥重要作用。p62与Keap1结合并通过自噬清除Keap1,这导致游离的Nrf2水平增加,而Nrf2又可促进p62表达。因此自噬、p62、Nrf2三者间存在密切的联系,相互调控。同时,Nrf2还可促进谷胱甘肽(Glutathione,GSH)和硫氧还蛋白(Thioredoxin,TXN)等多种分子的表达,而在肝缺血再灌注损伤过程中,肝细胞内这些分子可能参与细胞死亡的过程。因此,自噬与p62在肝缺血再灌注中的具体机制仍需进一步研究明确。     

线粒体自噬在脑缺血再灌注损伤中的研究进展

自噬(autophagy)是一种参与细胞器周转和蛋白质质量控制的细胞成分降解和再循环的调节机制.线粒体自噬(mitophagy)是线粒体质量控制的一种机制,功能失调的线粒体可以通过自噬选择性地被识别和移除.线粒体通过PINK1/Parkin、Bnip3、Bnip3L/Nix、FUNDC1和HUMMR等相关蛋白调控自噬,...     

线粒体自噬最新研究进展

活性氧由线粒体产生且作用于线粒体.在压力环境下,选择性降解损伤的线粒体,并维持正常的线粒体数量对维持细胞的正常结构、生长起重要作用.线粒体通透性改变、过氧化氢酶失活等诸多影响因素都会促进线粒体自噬的发生.最近研究发现PINK1-Parkin信号通路,Mfn1、Mfn2和OPA1等蛋白与线粒体关系紧密,调控线粒体的融合、分裂、自噬.线粒体自噬可能导致神经退行性疾病,主要的神经退行性疾病包括帕金森病(Parkinson's disease,PD)、肌萎缩侧索硬化症(Alzheimer's disease,AD)、亨廷顿舞蹈病等(Huntington's disease,HD),这些与线粒体的动态改变有关.     

线粒体自噬与骨髓间充质干细胞成软骨分化的关联

背景:已有研究发现线粒体自噬在软骨缺损修复过程中发挥重要作用,因此有必要研究线粒体自噬在骨髓间充质干细胞成软骨分化过程中的作用及其调控方法,为进一步阐明软骨诱导机制并为理解生物材料如何调控骨髓间充质干细胞分化命运奠定基础。目的:建立并验证线粒体状态和自噬程度的表征方法,观察线粒体自噬与软骨细胞发育、骨髓间充质干细胞成软骨分化的关系。方法:分离培养新生乳兔、1月龄兔、18月龄兔软骨细胞和新生乳兔骨髓间充质干细胞,按照试剂盒说明方法进行线粒体标记Mito Tracker Red染色。选取第2代骨髓间充质干细胞,用完全软骨诱导培养基培养,在培养第1,3,7天按照试剂盒说明方法进行线粒体标记Mito Tracker Red染色。选取第2代骨髓间充质干细胞,用完全软骨诱导培养基培养24 h后,诱导组加入10μmol/L自噬诱导剂雷帕霉素干预10 h,抑制组加入5μmol/L自噬抑制剂氯喹干预10 h,此后换用完全软骨培养基培养,在培养第1,3,7天用线粒体自噬试剂盒Mitophagy Detection Kit染色并观察线粒体自噬情况。结果与结论:①不同兔龄软骨细胞线粒体染色:低兔龄软骨细胞中线粒体数目较高兔龄软骨细胞多;②骨髓间充质干细胞和幼兔软骨细胞线粒体染色:软骨细胞的线粒体形态呈点状,而骨髓间充质干细胞的线粒体形态呈线状;③骨髓间充质干细胞分化过程中线粒体染色:随诱导培养天数的增加,骨髓间充质干细胞中线粒体的形态由最初的网状变为点状,骨髓间充质干细胞骨架中促进自噬形成的微丝结构也逐渐减少;④线粒体自噬对成软骨分化的影响:雷帕霉素促进了线粒体自噬途径,进而促进骨髓间充质干细胞的成软骨分化。     

线粒体自噬对结直肠癌的影响

线粒体是细胞新陈代谢和生长发育过程中重要的细胞器,能够为细胞的生命活动提供能量和底物.当细胞处于恶劣环境时,线粒体通过自噬清除不需要或损伤的线粒体来减轻负荷,补充营养物质,适应恶劣的环境.线粒体自噬对维持细胞生存,抵御环境压力,衰老和凋亡过程起着重要作用.线粒体自噬的异常将导致多种疾病,如:神经退行性变、心脏病、糖尿病以及肿瘤等.随着人们生活习惯的改变,结直肠癌的发病率和死亡率逐年增加,成为中国最常见的恶性肿瘤之一,结直肠癌与线粒体自噬的研究也成为该领域的研究热点.明确线粒体自噬对结直肠癌的作用,有助于进一步了解结直肠癌的发病机制,并为结直肠癌的诊断和治疗提供新的方向和思路.因此,本文将着重阐述线粒体自噬的发生机制及其与结直肠癌的关系.     

线粒体自噬与心血管疾病

线粒体自噬是一种细胞内针对功能异常线粒体的选择性降解机制,在细胞的线粒体质量控制中发挥重要作用.近年来,越来越多的研究发现线粒体自噬参与心血管疾病的发生、发展,如高血压、动脉粥样硬化、心肌缺血/再灌注损伤和心力衰竭等.因此,本文就线粒体自噬的定义、线粒体自噬的两大类活化启动机制(包括泛素依赖型和受体依赖型两大途径及其分...     

线粒体自噬的分子机制及其对肝脏疾病潜在治疗价值的研究进展

线粒体自噬并不是线粒体自我吞噬的过程,而是细胞为维持一种稳定状态而特异性清除自身异常线粒体的过程。线粒体自噬分子途径涉及PINK1-PARKIN途径、NIX和BNIP3、FUNDC1和SMURF1等。本文综述了线粒体自噬的分子机制及其对肝纤维化及延伸的众多肝脏疾病的潜在治疗价值,以期为日后分子机制层面的探究提供帮助。     

脑损伤模型大鼠Pink1/Parkin介导的线粒体自噬作用

背景:哺乳动物中除了FUNDC1、Bnip3与Nix为与低氧环境联系紧密的线粒体自噬路径,介导脑损伤线粒体主要自噬路径为Pink1/Parkin,PINK1在Parkin的上游,Pink1/Parkin路径介导受损线粒体表层功能蛋白或者结构多聚泛素化,同时当做自噬体选择包括标志,在细胞自噬依赖去极化线粒体降解中有重要影响。目的:分析Pink1/Parkin介导的线粒体自噬在高血压脑出血后脑损伤中的作用。方法:实验方案经川北医学院动物实验伦理委员会批准。选取SPF级Wistar雄性大鼠45只,随机数字表法分为正常组、模型组和自噬抑制剂组。模型组和自噬抑制剂组制备高血压脑出血模型,造模前自噬抑制剂组大鼠将2μL溶有三甲基腺嘌呤(3MA,100 mmol/L)的PBS由腹腔注射,模型组和正常组大鼠2μL PBS腹腔注射。检测各组大鼠脑组织含水量、线粒体自噬、线粒体膜电位、脑梗死灶、线粒体LC3、Parkin蛋白和脑组织细胞内PINK1蛋白表达。结果与结论:①和正常组相比,模型组大鼠自噬染色、线粒体染色表达升高,共定位阳性细胞数量升高;和模型组相比,自噬抑制剂组大鼠自噬染色、线粒体染色表达降低,共定位阳性细胞数量降低(均P<0.05);②和正常组相比,模型组大鼠脑组织梗死比例升高;和模型组相比,自噬抑制剂组大鼠脑组织梗死比例升高(均P<0.05);③和正常组相比,模型组大鼠线粒体染色强度降低,自噬染色强度增加;和模型组相比,自噬抑制剂组大鼠线粒体染色强度降低,自噬染色强度增加(均P<0.05);④和正常组相比,模型组大鼠PINK1、LC3、Parkin蛋白表达量升高;和模型组相比,自噬抑制剂组大鼠PINK1、LC3、Parkin蛋白表达量降低(均P<0.05);⑤结果提示,线粒体自噬可缓解高血压脑出血后脑损伤程度,Pink1/Parkin通路在线粒体自噬中有重要作用。     

雷帕霉素通过诱导细胞自噬在细胞和动物模型中治疗神经退行性疾病的新思路

目的 使用雷帕霉素保护神经退行性疾病损伤模型中神经元的线粒体从而降低神经元的损伤.方法 建立帕金森氏症（PD）细胞和动物的损伤模型,在损伤模型中加入雷帕霉素,经染色后于激光共聚焦显微镜下观察雷帕霉素诱导细胞自噬作用、对线粒体膜极性变化的作用、对细胞内活性氧（ROS）的清除作用以及NF-κB的入核情况.结果 雷帕霉素能诱导细胞自噬在MPP＋诱导的细胞损伤中,并能维持线粒体的正常形态、降低线粒体膜电位的变化、降低细胞ROS水平并减少NF-κB的入核.此外,雷帕霉素在MPTP诱发的斑马鱼和小鼠PD模型中对神经元有显著保护作用.结论 雷帕霉素能通过诱导细胞自噬作用于线粒体从而保护神经元免于神经退行性疾病的损伤,加强对线粒体的保护是一种治疗神经退行性疾病的新思路.     

脂多糖诱导小鼠腹腔巨噬细胞parkin表达及线粒体自噬形成

目的:探讨巨噬细胞在脂多糖(LPS)处理后parkin表达及对线粒体自噬的影响。方法:无菌分离并原代培养小鼠腹腔巨噬细胞;200 ng/ml LPS作用巨噬细胞,JC-1标记线粒体,流式细胞仪检测线粒体膜电位变化;RT-PCR检测巨噬细胞parkin mRNA水平;Western blot检测parkin及自噬相关蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表达水平;激光共聚焦显微镜分别检测巨噬细胞在LPS处理前后parkin在细胞内的分布及与LC3和线粒体三者的共定位情况。结果:JC-1染色流式细胞仪检测结果显示,LPS处理后,巨噬细胞线粒体膜电位降低,并随LPS作用时间延长呈持续下降趋势;parkin mRNA在LPS处理6 h内仅有少量的增加,但parkin蛋白水平在LPS刺激6 h后增加明显;parkin在巨噬细胞定位结果表明,未受LPS处理时parkin呈弥散均匀分布,而LPS刺激后parkin呈明显的点状聚集;Western blot检测结果显示巨噬细胞在LPS刺激后,LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比例增大,表明巨噬细胞发生明显的自噬;激光共聚焦显微镜结果显示,巨噬细胞在LPS刺激后,parkin、LC3和线粒体三者存在共定位关系。结论:巨噬细胞在LPS刺激后,parkin表达增加并介导线粒体自噬形成,参与对损伤线粒体的清除,可能在巨噬细胞参与的炎症反应中发挥一定的调控作用。     

BNIP3介导骨骼肌线粒体自噬：不同强度运动的影响

文题释义： BNIP3：隶属于Bcl-2蛋白超家族,是一种线粒体促凋亡蛋白,可与腺病毒转录基因E1B编码的蛋白或Bcl-2蛋白结合。可起到促进细胞凋亡、引起线粒体去极化和自噬,在机体中发挥重要作用。 线粒体自噬：线粒体是细胞的能量工厂,其功能还涉及细胞代谢、信号传导、分化、生长、凋亡和死亡等重要过程。线粒体自噬(mitophagy)是细胞清除损伤或衰老的线粒体,并循环利用其组成元素的过程;与衰老、神经退行性疾病和癌症等诸多生理病理过程密切相关。 背景：不同强度运动对机体可产生不同的影响,运动后骨骼肌的变化也不明确,而运动中机体的生理变化机制更是目前研究的热点。 目的：探讨不同强度运动对大鼠骨骼肌质量的影响以及BNIP3介导的骨骼肌线粒体自噬在维持骨骼肌质量中的作用。 方法：实验方案经北京体育大学动物实验伦理委员会批准。8周龄雄性SD大鼠24只,随机分为对照组、中等强度运动组(5°,15 m/min,1 h,60%VO_2max)和大强度运动组(5°,35 m/min,20 min,85%VO_2max),每组8只,每周运动6次。4周运动后取大鼠比目鱼肌和腓肠肌,称量湿质量,免疫荧光检测肌纤维横截面积,Western Blot检测比目鱼肌和腓肠肌BNIP3、p62和LC3蛋白的表达。 结果与结论：①腓肠肌湿质量大强度运动组和中等强度运动组显著低于对照组(P < 0.01);②比目鱼肌肌纤维横截面积大强度运动组显著小于对照组(P < 0.01);腓肠肌肌纤维横截面积中等强度运动组和大强度运动组均显著大于对照组(P < 0.01);③中等强度运动诱导线粒体自噬增加,表现为BNIP3、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ值相较对照组表达增加(P < 0.05),而p62较对照组表达下降(P < 0.05);大强度运动组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ、p62的表达量相较4周中等强度运动分别为上升和下降(P < 0.05),但其BNIP3的表达量却下降(P < 0.05);④结果表明,4周中等强度运动可促进骨骼肌通过BNIP3途径的线粒体自噬清除损伤线粒体,维持骨骼肌功能。4周大强度运动自噬水平更高,但可能对骨骼肌产生不利影响。 ORCID: 0000-0003-3836-3002(于亮) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

自噬的功能

自噬因其具有降解和回收线粒体、内质网等细胞器的功能,在维持细胞稳态上扮演了一个重要的角色,是广泛存在于真核细胞中的生命现象。它与很多疾病的形成、发展和治疗均密切相关。本文就自噬与衰老、线粒体、肿瘤以及阿尔兹海默病的相互关联作一概述,阐述了它对抗衰老、抗肿瘤和减少阿尔兹海默病发生的意义,并简要介绍自噬及它的发展前景。     

NIX介导的线粒体自噬研究进展

<正>自噬是指细胞在缺氧、饥饿等不利条件下,利用溶酶体降解细胞器和大分子蛋白等物质,以利于细胞存活的过程。根据对降解底物的选择性,自噬可分为选择性自噬和非选择性自噬。线粒体自噬（mi-tophagy）是一种典型的选择性自噬,最早于2005年提出[1]。线粒体自噬是指细胞在受到高水平活性氧自由基（reactive oxygen species,ROS）等危害下,     

线粒体质量控制系统在中枢神经系统疾病中的研究进展

线粒体质量控制（mitoQC）是指线粒体通过不间断的生物发生、动力学（分裂/融合）、自噬、有丝分裂和转运之间的动态协调循环过程。mitoQC正在成为中枢神经系统（CNS）稳态的核心调控者。线粒体作为神经元的“能源工厂”,是神经元新陈代谢和保持稳态最重要的细胞器之一,维持线粒体活性和功能完整性对神经元健康至关重要。神经元死亡和功能缺陷是造成CNS疾病患者神经功能障碍的重要原因。现重点探讨mitoQC紊乱与CNS疾病之间的内在联系,旨在对维持和/或恢复神经元线粒体稳态及其相关细胞生命过程的研究机制进行综述。     

氧化应激与自噬在糖尿病血管并发症中的相互作用

血管损伤是糖尿病患者的常见并发症,血管内皮细胞的功能障碍是导致糖尿病血管损伤的主要危险因素。自噬是正常细胞在生长周期中必不可少的维持体内稳态的生理过程,其主要功能是细胞器回收和蛋白质的降解,异常自噬的发生将导致细胞线粒体的损伤并进而促进细胞死亡。内皮细胞线粒体是活性氧(ROS)产生的主要部位,糖尿病引起的高糖血症使细胞氧化应激水平升高,ROS产生增加,导致血管内皮细胞功能障碍。ROS可诱导细胞过度自噬,使内皮细胞发生凋亡与坏死,从而引起血管损伤。本文将对ROS及其诱导的过度自噬在促进糖尿病血管并发症中的病理生理作用和研究作一综述。