线粒体自噬受体蛋白BNIP3的研究进展

<正>作为细胞的“能量工厂”,线粒体源源不断地生产三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP),参与细胞内多个生物合成过程,为机体细胞提供着支持生命活动过程所必需的能量,在调控细胞生长、代谢和死亡等方面发挥重要作用^[1]。然而,受损的线粒体能够生成大量的活性氧(reactiveoxygenspecies, ROS),导致细胞功能出现紊乱甚至发生细胞死亡^[2]。     

线粒体自噬与肺部疾病的研究进展

线粒体自噬是选择性自噬的重要形式之一,可通过调控生物体内线粒体质量影响肺部疾病发生发展。线粒体自噬在不同的肺部疾病中发挥着不同的作用。如在特发性肺纤维化与急性肺损伤中,线粒体自噬水平过高或过低都可加重病情;而在肺动脉高压中,线粒体自噬水平过高时会产生损害效应。除此之外,在慢性阻塞性肺疾病中,线粒体自噬可调节细胞坏死以及控制细胞炎性反应。因此,深入了解线粒体自噬调控机制对肺部疾病的防治具有重要意义。     

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.     

线粒体自噬与心力衰竭

心力衰竭(简称心衰)是指由于心脏功能障碍导致心室充盈或射血能力受损的一种复杂的综合征。目前,我国35岁以上人群慢性心衰的患病率约为0.9%[1]。随着人口老龄化,冠心病、高血压、糖尿病等慢性病的发病率增加,以及对急性心血管疾病治疗手段的提高,心衰的患病率必然进一步增加。     

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     

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。     

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.     

线粒体相关内质网膜调节神经元自噬的研究进展

<正>神经元作为不可分裂的细胞,相比其他细胞寿命更长,在发育与维持过程中,需去除错误折叠的蛋白以及损伤衰老的细胞器,以保证生命活动的正常进行^[1]。细胞自噬是细胞清除代谢物的主要途径,其目的在于保证细胞对能量的需求以及内环境的稳定。自噬是维持正常神经功能所必须的,参与神经元的轴突运输,     

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...     

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.     

PINK1/Parkin介导的线粒体自噬在缺血性脑卒中的作用研究进展

PTEN诱导推定激酶1(PINK1)/人帕金森蛋白2(Parkin)介导的线粒体自噬过程作为线粒体质量控制的关键机制之一,与缺血性脑卒中的凋亡、氧化应激及炎症反应等病理机制密切相关,极大地影响着该病的发生发展过程。本文将对PINK1、Parkin蛋白的结构与功能、该通路介导的线粒体自噬在缺血性脑卒中的作用展开综述,并分析其作为治疗缺血性脑卒中新靶点的优势。     

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。     

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。     

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。     

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.     

自噬与免疫相关性自噬的研究进展

自噬是细胞内的长寿命蛋白和大分子蛋白成分利用溶酶体进行降解的过程,是真核细胞所特有的分解代谢途径,在能量代谢循环、促进细胞存活中都起到相当重要的作用。随着生命科学领域相互交叉学科的迅速发展,自噬在免疫、炎症、肿瘤等方面的地位也越来越多地受到人们的关注,而自噬与炎症感染、机体免疫及自身免疫反应之间的联系也逐渐成为了研究的焦点。研究发现,通过自噬诱导适度的机体免疫对稳定生物体的正常机能状态具有非常重要的生理意义。本文对自噬与免疫相关性自噬方面的研究进展进行综述。     

ROS介导的自噬及其在相关疾病中的作用

传统观念认为,活性氧类(reactive oxygen species,ROS)只是一类损伤细胞的毒性物质,近年的研究发现ROS作为一种信号分子参与细胞的增殖、分化及凋亡等多个生理过程.自噬是一种溶酶体依赖性的细胞内大分子物质和细胞器的降解过程,不仅在生理情况下发挥重要作用且参与一些疾病的发生发展[1-3].最新的研究表明ROS,特别是线粒体源性ROS,作为信号分子参与自噬的调节.本文集中讨论了ROS和自噬的关系以及ROS介导的自噬在疾病发生发展中的作用,从而为疾病的治疗提供新的靶点和策略.