线粒体功能障碍在心血管疾病中作用机制的研究进展

摘要：线粒体是细胞的能量代谢中心,其通过氧化磷酸化产生能量以满足心脏的高能量需求。心脏许多重要的 生理活动,如心肌收缩和细胞内稳态的维持均需要线粒体产生的三磷酸腺苷（ATP）。因此,完整的线粒体结构和功 能是心脏进行正常生理活动的前提和基础。以呼吸链功能异常和ATP合成障碍为特征的线粒体功能障碍是许多心 血管疾病的发病原因。因此,在疾病早期进行线粒体质量控制、减少线粒体功能障碍和氧化应激成为心血管疾病治 疗的新靶标。本文对线粒体功能障碍在心血管疾病中的作用机制以及相关的新型治疗策略展开综述。     

线粒体功能障碍在化疗所致周围神经病变中的作用机制研究进展

化疗所致周围神经病变(CIPN)通常表现为持续的疼痛及感觉异常, 严重时可能出现振动感和关节位置感丧失、自主神经和运动功能障碍, 严重影响患者的生活质量。线粒体功能障碍可能是化疗药物诱发周围神经病变的机制之一。本文从5个方面综述了不同化疗药物导致的不同的线粒体功能障碍, 包括如神经元线粒体形态异常、线粒体通透性转换孔激活及其相关钙失衡、线粒体生物能量学功能失调、氧化应激及轴突线粒体转运异常等。避免或改善线粒体功能障碍是预防或减轻CIPN的主要策略。     

线粒体动力学与2型糖尿病和糖尿病并发症关系的研究进展

线粒体动力学即线粒体融合和分裂保持动态平衡的过程,线粒体的融合与分裂过程决定线粒体形态的可塑性。这种动态平衡的稳定是维持线粒体功能和机体功能的前提和基础,并且受多种化学酶及蛋白等因素调节。因线粒体为细胞能量代谢中心,故线粒体动力学与人类代谢性疾病的关联日益受到重视。近年来,大量研究表明,线粒体动力学失衡可以引起胰岛素抵抗和β细胞功能障碍,并且与糖尿病并发症发生密切相关。     

线粒体损伤与糖尿病心肌病发病关系的研究进展

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)是糖尿病患者的主要心血管并发症之一,目前,对DCM缺乏有效的治疗措施,而且其病理生理学相当复杂。线粒体是心肌细胞能量的主要来源,在调节能量代谢中起着重要作用。糖尿病患者线粒体肿胀、片段化,从而引起线粒体功能受损,提示线粒体形态受损和功能异常可能在DCM发病中起重要作用。该文从线粒体能量代谢异常、线粒体氧化应激增强、线粒体动力学改变、线粒体心磷脂变化、线粒体钙紊乱等方面,综述了线粒体损伤与DCM发病之间的关系。     

FoxO3a对线粒体功能的调控作用及机制

叉头框蛋白O3a(fork head box O3a, FoxO3a)是叉头框蛋白FOX转录因子O亚型家族中成员,作为一种转录调节因子在多种疾病的发生与发展中发挥重要调节作用。线粒体是细胞能量代谢的主要场所,也是维持细胞生长和功能的一类关键细胞器。线粒体功能受到多种转录因子调控。FoxO3a可定位于线粒体,通过调节细胞核与线粒体之间的相互作用,对线粒体功能产生重要影响,其机制与调节线粒体能量代谢、生物合成、自噬、分裂/融合,以及线粒体钙稳态密切相关。该文重点综述了FoxO3a的生物学功能、及其对线粒体的调控作用与机制。     

Ca^(2+)与线粒体对于血小板功能影响的研究现状北大核心CSCD

血小板作为参与出血与止血、损伤反应和免疫调节等众多病理生理学过程的血液组成成分,其存活、能量代谢、活化和凋亡均受到Ca^(2+)和线粒体的调控。Ca^(2+)通道与Ca^(2+)传感器等多个方面共同调控血小板胞内Ca^(2+)的存储、释放及其稳态,从而影响血小板活化与聚集等功能。线粒体作为细胞进行有氧呼吸的主要场所,对于血小板的生理功能与生物活性具有重要意义。线粒体通透性转换孔的Ca^(2+)运输对于血小板的功能具有调控作用。本文综述了Ca^(2+)及线粒体对于血小板功能的影响,以期为相关血栓疾病的发病机制及治疗靶点提供新的思路。     

基于线粒体功能紊乱药物干预抑郁症的研究进展

抑郁症是一种影响广泛的精神类疾病,随着社会压力的增加,其发病率逐年升高。越来越多的研究表明,抑郁症的发病与线粒体功能紊乱存在密切联系。线粒体氧化应激、能量障碍、线粒体DNA异常和线粒体缺陷介导的线粒体功能紊乱参与了抑郁症的发生发展。研究表明,经典抗抑郁药物、新型抗抑郁药物或非药物治疗方式能通过干预上述线粒体功能紊乱,发挥改善抑郁症状的作用。因此,本文就线粒体功能紊乱与抑郁症的联系,以及药物对线粒体功能的干预作用的研究进展进行综述,以期为抑郁症的病理机制及新的治疗药物和手段的研究提供借鉴。     

非酒精性脂肪肝与钙稳态关系的研究进展

钙离子（Ca²⁺）是细胞内重要的第二信使,其主要储存在内质网和线粒体中,参与调控细胞多种生理功能及维持内质网、线粒体功能。内质网和线粒体对钙离子的摄取与释放直接影响胞内钙离子水平的变化,继而影响细胞正常生理功能。病理条件下,细胞内钙离子稳态失衡,可引发细胞生理功能异常并进一步影响内质网、线粒体功能。非酒精性脂肪肝（NAFLD）是临床常见病和多发病,其主要病理特征是：肝脏脂肪样变性、内质网应激、线粒体损伤和非特异性炎性反应等。其中持续的内质网应激及线粒体功能障碍是NAFLD发生发展的重要诱因。而细胞内钙稳态的变化可直接导致内质网及线粒体功能异常,继而影响NAFLD的发生发展。本文主要从钙稳态的主要影响因素以及钙稳态变化与NAFLD的关系两方面进行阐述,为寻求和研发防治NAFLD的药物提供新的方向。     

基于线粒体功能障碍探讨中药防治激素性股骨头坏死的基础研究进展

激素性股骨头坏死（steroid-induced avascular necrosis of the femoral head,SANFH）是临床上常见的疑难杂症，其致残率高、预后差的特点，严重威胁了人类的健康。SANFH的发病机制十分复杂，但现在越来越多的研究表明，大量的糖皮质激素会导致骨组织细胞的线粒体功能异常，发生氧化应激、线粒体自噬、以及线粒体动力学改变，导致细胞受损或死亡，进而导致股骨头内骨代谢失衡、血流异常，加速了SANFH的发生发展。中药有着安全性高、副作用少等优点，在SANFH的治疗中有着良好的疗效。中药复方、单味中药和中药活性成分可以通过直接或间接地调控相应的信号通路中关键分子表达，多靶点改善线粒体功能，显著防治SANFH的发生发展，受到了学者们的广泛关注。该文综述了SANFH与线粒体功能之间的关系，以及中药通过调控线粒体功能来防治SANFH的作用机制，以期为临床应用中药调控线粒体功能来治疗SANFH提供一定的思路与方法。     

线粒体质量控制调控骨质疏松的研究机制进展

摘 要 线粒体是细胞内的信号中枢，在细胞生存、代谢和死亡过程中发挥关键作用。细胞需要维持线粒体的健康状态，并快速修复或清除受损的线粒体，以避免细胞死亡和组织损伤。线粒体质量控制（MQC）机制用于监测和维持线粒体的数量和质量，其中包括线粒体融合和裂变、线粒体生物发生和自噬等过程。骨质疏松症（OP）是一种常见的与衰老相关的疾病，其特征是骨量减少和易碎性骨折。研究发现，线粒体功能障碍在骨质疏松的发展中起着重要作用，线粒体异常功能和数量减少会导致骨细胞代谢紊乱，进而影响骨组织的结构和功能。因此，严格控制线粒体的质量和数量对于预防线粒体损伤对骨质疏松的病理影响至关重要。本综述旨在概述MQC所涉及的分子机制，总结目前MQC在骨质疏松进展中的复杂作用及潜在的治疗策略。     

线粒体功能损伤与胰岛素抵抗

胰岛素抵抗在肥胖、代谢综合症、心血管类疾病和2型糖尿病及其并发症等疾病的病理病程中起了重要的作用。近年来,研究发现线粒体功能损伤与胰岛素抵抗有着密切的联系。一些遗传因素、老化现象、ROS生成的增多、线粒体生物合成降低或一些线粒体相关蛋白变化,都可能损伤线粒体功能,而这些因素也都是诱发胰岛素抵抗的主要诱因。了解线粒体损伤与胰岛素抵抗的关系将为胰岛素抵抗的研究和治疗提供新的思路。该文将从遗传因素、老化、ROS、生物合成、UCP、Sirt3等可影响线粒体功能的几个方面阐述线粒体功能损伤与胰岛素抵抗的关系,并介绍胰岛素抵抗治疗中与线粒体相关的药物作用机制。     

经由线粒体损伤诱发的药源性肝损伤研究进展

线粒体是物质氧化和能量转换的场所,在能量代谢及自由基的产生、衰老、凋亡中起着重要作用。线粒体的呼吸链缺陷、代谢酶失活、结构改变、基因突变等因素都会影响整个细胞的正常功能,从而导致病变的发生。线粒体是药物毒性作用的重要靶标,肝脏作为药物代谢的重要脏器,也是药物引发损伤的主要靶器官。一些抗病毒药物、抗肿瘤药物和抗生素等可显著诱导肝脏线粒体损伤。药物主要通过改变线粒体结构、酶的活性或减少mtDNA的合成,进一步破坏β-脂质氧化和肝细胞的氧化能力,最终诱发肝损伤。综述药源性肝损伤领域有关线粒体损伤的研究进展,为预防和诊断药源性肝损提供思路。     

Effect of trehalose on manganese‐induced mitochondrial dysfunction and neuronal cell damage in mice

Chronic overexposure to manganese (Mn) has been verified to induce mitochondrial dysfunction, which is related to oxidative damage. The autophagic‐lysosomal degradation pathway plays a vital role in the removal of impaired mitochondria through a specific quality control mechanism termed mitophagy. However, trehalose functions as an inducer of autophagy by an mTOR‐independent mechanism, and little data report its effect on Mn‐induced mitochondrial dysfunction. To explore the possibility that trehalose could be effective in interfering with the Mn‐induced mitochondrial dysfunction, we used trehalose (2% and 4% (g/vol (mL))) in a mouse model of manganism. Our data showed that mice developed weary motor and behavioural deficits after exposure to Mn for 6 weeks. Overexposure to Mn resulted in mitochondrial dysfunction and neuronal cell damage in the basal nuclei of mice, which could be ameliorated by trehalose pre‐treatment. Moreover, our results indicated that trehalose pre‐treatment significantly reduced the oxidative damage and enhanced the activation of mitophagy. The findings clearly demonstrated that trehalose could relieve Mn‐induced mitochondrial and neuronal cell damage through its antioxidative and mitophagy‐inducing effects.     

PGC-1α与线粒体O生成调控在心血管疾病中的作用

线粒体是一类高度活跃的细胞器,在细胞能量代谢等生命活动中具有重要的作用。线粒体生成,即线粒体的增殖以及线粒体系统合成和个体合成的过程。近年来研究提示,线粒体生成与线粒体的功能调节密切相关,而过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α(peroxisome proliferator-ac-tivated receptor gamma co-activator,PGC-1α)可能是线粒体生成的关键调控因子。特别是在心血管系统中,PGC-1α信号途径调控的线粒体生成可能是维持和修复心肌细胞和血管内皮细胞等心血管系统细胞线粒体功能的主要机制之一,在心力衰竭、心肌肥大、糖尿病心血管并发症等心血管疾病的发生与发展过程中具有重要作用。PGC-1α作为心血管疾病疾病预防和治疗的潜在靶标,将有可能为心血管疾病的防治提供新的策略。     

线粒体动力学失衡和环境神经毒物对阿尔茨海默病病理进程影响的研究进展

线粒体动力学指细胞中的线粒体不断进行分裂融合的一种动态变化,是维持胞内物质与能量运输的重要保障,发动蛋白相关GTP酶1、Fis1、线粒体分裂因子、线粒体融合蛋白1/2和视神经萎缩蛋白1等蛋白为这一过程的直接参与者,它们受到磷酸化、S-亚硝基化、泛素化、小泛素化和蛋白酶解等信号的精密调控。神经细胞的突触形态与功能维持极度依赖线粒体正常分布与功能,而体内外神经毒性物质可能通过干扰线粒体动力学平衡引发神经元能量代谢障碍,活性氧释放增多,并可加速细胞凋亡。越来越多研究表明,线粒体动力学失衡是阿尔兹海默综合征早期病理进程中的关键事件之一。     

Cisplatin compromises myocardial contractile function and mitochondrial ultrastructure: Role of endoplasmic reticulum stress

1. Cisplatin is a potent chemotherapeutic agent with broad‐spectrum antineoplastic activity against various types of tumours. However, a major factor limiting treatment with cisplatin is its acute and cumulative cardiotoxicity. The aim of the present study was to explore the effect of cisplatin on myocardial contractile function and the possible underlying cellular mechanisms. 2. C57 mice were treated with cisplatin (10 mg/kg per day, i.v.) or vehicle (0.9% NaCl) for 1 week and myocardial function was assessed using the Langendorff and cardiomyocyte edge‐detection systems. Transmission electron microscopy, mitochondrial membrane potential, indices of endoplasmic reticulum (ER) stress and caspase 3 activity were evaluated. 3. Cisplatin‐treated mice developed myocardial contractile dysfunction, as evidenced by a reduction in left ventricular developed pressure (LVDP) and the first derivative of LVDP (+/?dP/dt). Cisplatin treatment significantly prolonged time to 90% relengthening, depressed peak shortening, maximal velocity of shortening/relengthening (+/?dL/dt) and augmented the frequency‐elicited depression in peak shortening. The JC‐1 fluorescent assay demonstrated that cispatin‐induced cardiac dysfunction was associated with mitochondrial membrane depolarization. Transmission electron microscopy revealed that cisplatin induces ultrastructural abnormalities of the mitochondria. Following cisplatin treatment, cardiomyocytes show activation of the ER stress response, increased caspase 3 activity and increased terminal deoxyribonucleotidyl transferase‐mediated dUTP–digoxigenin nick end‐labelling (TUNEL) staining. 4. The data indicate that cisplatin is cardiotoxic and may lead to left ventricular dysfunction and depressed cardiomyocyte contraction associated with mitochondrial abnormalities, enhanced ER stress and apoptosis. This work should shed some light on the management of cisplatin‐induced cardiac injury.     

Targeting mitochondrial function to protect against vision loss

Introduction: Mitochondria, essential to multicellular life, convert food into ATP to satisfy cellular energy demands. Since different tissues have different energy requirements, mitochondrial density is high in tissues with high metabolic needs, such as the visual system, which is therefore highly susceptible to limited energy supply as a result of mitochondrial dysfunction.

Areas covered: Vision impairment is a common feature of most mitochondrial diseases. At the same time, there is mounting evidence that mitochondrial impairment contributes to the pathogenesis of major eye diseases such as glaucoma and might also be involved in the reported vision impairment in neurodegenerative disorders such as Alzheimer’s disease.

Expert opinion: Rather than relying on symptomatic treatment, acknowledging the mitochondrial origin of visual disorders in mitochondrial, neurodegenerative and ocular diseases could lead to novel therapeutics that aim to modulate mitochondrial function in order to protect against vision loss. This approach has already shown some promising clinical results in inherited retinal disorders, which supports the idea that targeting mitochondria could also be a treatment option for other optic neuropathies.     

血管内皮细胞线粒体氧化应激与动脉粥样硬化

血管内皮细胞损伤是动脉粥样硬化病理过程的起始环节。线粒体氧化应激与血管内皮细胞功能密切相关,线粒体氧化应激通过诱导线粒体自噬、一氧化氮生成减少、炎症反应、细胞代谢失衡和凋亡,导致血管内皮细胞的功能障碍。同时,血管内皮细胞也通过调控线粒体氧化应激维持自身稳态。本文旨在综述动脉粥样硬化病理过程中线粒体氧化应激诱发血管内皮细胞损伤的主要分子信号通路,为后续研究两者间的分子机制提供参考。