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大鼠窒息性心跳骤停心肺复苏后脑组织自噬水平的变化
目的 通过夹闭气管导管建立大鼠窒息性心跳骤停心肺复苏后脑损伤模型,并观察复苏后脑组织自噬水平的变化.方法 选用30只雄性清洁级SD大鼠,体重200～ 300 g,随机分为对照组(Sham组)和心跳骤停心肺复苏组(CA/CPR组),CA/CPR组再分为4个亚组,即自主循环恢复(ROSC)后3h组、6h组、24 h组、72 h组,每组6只.在ROSC后不同时间点评估神经功能评分(NDS),苏木精-伊红(HE)染色观察大鼠脑形态学改变;Western blot法检测海马组织微管相关蛋白轻链3(LC3)、Beclin-1和Parkin表达水平;免疫荧光法观察LC3的表达.结果 与Sham组比较,CA/CPR组各时间点NDS评分明显降低;脑组织损伤明显加重.ROSC后6、24、72 h组LC3Ⅱ/Ⅰ比例分别为(0.443±0.058)、(0.588±0.073)、(0.286±0.036),与Sham组(0.127±0.386)比较,均明显增高,差异有统计学意义(P＜0.01).ROSC后6、24、72 h组Beclin-1表达量分别为(0.531±0.033)、(0.640 ±0.039)、(0.435±0.036),与Sham组(0.216±0.028)比较,均明显增高,差异有统计学意义(P＜0.01).ROSC后6、24、72 h组Parkin表达量分别为(0.621±0.021)、(0.706±0.020)、(0.588±0.014),与Sham组(0.329±0.032)比较,均明显增高,差异有统计学意义(P＜0.01).CA/CPR组免疫荧光吸光度值为(8.66±0.99)％,高于Sham组(3.87±0.62)％,差异有统计学意义(P＜0.01),提示CA/CPR组LC3颗粒比例增多.结论 心跳骤停5 min后复苏成功的大鼠脑损伤比较明显,ROSC后6h自噬(包括线粒体自噬)被激活,在24 h水平高,72 h有所下降,仍处于自噬激活状态.
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线粒体自噬与自身免疫性疾病的研究进展
线粒体作为代谢活动供能的细胞器被大家所熟知,在免疫系统更是扮演不可或缺的角色.因线粒体功能缺陷而产生大量细胞内活性氧(Reactive oxygen species,ROS),引起细胞功能障碍,从而也决定了细胞生存能力下降和免疫系统功能异常等结局.线粒体自噬作为目前研究比较热门的一种选择性自噬,其发生机制及所涉人类疾病也是目前研究热点.本文对线粒体自噬与免疫系统的研究进展进行综述,从而了解线粒体自噬与自身免疫系统疾病所存在的关系.
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线粒体自噬在褪黑素抗缺血再灌注损伤中的作用
目的 初步探讨线粒体自体吞噬在褪黑素抗缺血再灌注损伤中的作用.方法 体外培养N2a细胞,模拟缺血再灌注,加入褪黑素(melatonin,Mel),用DNA琼脂糖凝胶电泳和Caspase 3活性测定分析细胞凋亡情况,并采用激光共聚焦分析线粒体自噬现象.结果 (1)Mel能抑制缺血再灌注介导的N2a细胞caspase3的活性,并减轻N2a细胞DNA的片段化;(2)N2a细胞缺血90 min再灌注12 h,未观察到线粒体自噬现象,而加入Mel的N2a有大量的线粒体自噬现象.结论 线粒体自噬可能是褪黑素抗缺血再灌注损伤的机制之一.
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ALDH2双向调节线粒体自噬改善移植肾质量的研究进展
肾移植是治疗终末期肾病的佳手段,但移植过程中会发生热缺血、冷缺血及缺血再灌注等损伤,影响移植肾近、长期预后.大量研究表明移植肾损伤与线粒体自噬介导的细胞凋亡有密不可分的联系,ALDH2在其中可能扮演着重要的角色.ALDH2可以双向调控线粒体自噬,影响细胞凋亡的进程,减少或增加移植肾损伤.本文综述了ALDH2调控线粒体自噬与移植肾损伤之间的关系,为肾移植领域提出可能的新靶点和研究方向.
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小檗碱调控线粒体功能改善2型糖尿病引起的肝脏脂质代谢紊乱
目的 探讨小檗碱对糖尿病肝脏病变的作用,及线粒体参与其中的相关分子机制.方法 实验分为3组:正常组(WT),糖尿病组(db/db)和小檗碱治疗组(db/db+ BBR).HE染色观察肝脏组织形态改变;检测血浆总胆固醇(TC)、总三酰甘油(TG)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的水平;Western blot法检测肝组织线粒体相关蛋白的改变.结果 与正常组相比,db/db组中TG、TC、LDL-C的含量明显增加,而HDL-C含量明显降低,ALT、AST蛋白水平也显著提高;与db/db组相比,小檗碱治疗组各指标明显改善,差异具有统计学意义(均P＜0.05).同时,小檗碱显著改善糖尿病性肝脏引起的空泡化.此外,小檗碱激活线粒体自噬发生和线粒体生成途径,改善糖尿病性肝脏病变.结论 小檗碱具有改善糖尿病性肝脏病变的作用.
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BNIP3调控肿瘤细胞自噬及凋亡的研究进展
BCL2和腺病毒E1B19kDa相互作用蛋白3(BNIP3)与BCL2家族蛋白具有同源性,都含有BH3结构域,是BH3-only亚家族的非典型成员之一.高表达的BNIP3绝大多数定位在线粒体外膜.虽然机体存在许多其他可以诱导线粒体自噬及凋亡的蛋白,效果甚至更优于BNIP3,但是BNIP3将诱导线粒体自噬和凋亡联系起来,并且这两种功能之间的转化与细胞终命运关系密切,这使得它比其他单独促凋亡或促自噬的蛋白更具有研究意义.本文总结BNIP3诱导细胞线粒体自噬和凋亡对肿瘤的影响,并探讨其发挥功能的可能机制.
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线粒体与胰岛β细胞研究进展
胰岛β细胞功能不能满足外周胰岛素的需求是所有类型的糖尿病的共同发病机制。在胰腺β细胞，线粒体将外源性营养物质代谢成能量输出，终导致胰岛素释放。因此，线粒体功能障碍为β细胞衰竭和糖尿病发生的基础。线粒体调节通过多种途径——包括代谢偶联，线粒体质量的维护和活性氧的产生，以及与其他细胞器之间的相互作用调节β细胞功能。本文将评价线粒体生物起源和退化的主要影响因素和其在β细胞线粒体质量平衡中的作用，并着重阐述线粒体能量物质代谢相关酶调节和线粒体质量对胰岛β细胞功能的重要性，以及这些通路的缺陷如何终引起糖尿病。明确β细胞线粒体功能障碍的原因可能有助于产生治疗糖尿病基础发病机制的新方法。
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微小RNA对缺血再灌注损伤心肌线粒体作用的研究进展
心肌缺血再灌注损伤是造成心肌结构损伤、功能障碍的一种病理生理过程,进一步发展会导致级联的多器官功能障碍.线粒体是一种结构功能复杂且对外界环境反应敏感的细胞器,其稳态的维持依赖于正常形态、功能及数量的相对稳定状态.线粒体质量与代谢异常和心血管疾病尤其是心肌缺血再灌注损伤的发生密切相关.微小RNA是近年来研究较多的在缺血再灌注损伤心肌线粒体保护中具有重要作用的调控因子.本文通过微小RNA对心肌缺血再灌注损伤时线粒体形态、功能、线粒体自噬和线粒体DNA几个方面的调控机制与相关前沿进展进行综述,为微小RNA参与缺血再灌注心肌线粒体损伤的后续研究提供一定的理论依据.
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线粒体自噬与神经系统疾病
线粒体自噬(mitophagy)是指细胞通过自噬的机制选择性地清除线粒体的过程,对于整个线粒体网络的功能完整性十分关键,决定细胞的生存和死亡.一方面损伤的线粒体释放促凋亡因子,诱导细胞进入凋亡;另一方面,损伤的线粒体通过自噬自我清除,维持细胞的存活.线粒体自噬对于神经系统的发育和功能都十分重要.神经细胞依赖自噬控制蛋白质量,移除损伤的线粒体,正常情况下线粒体自噬起到保护神经细胞的作用.线粒体自噬相关基因的突变可能导致神经退行性疾病以及一些小儿神经系统疾病的发生和发展.了解神经系统疾病中线粒体自噬的作用,可望为临床治疗提供新的理论依据.该文就近年来线粒体自噬与各类神经系统疾病的关系作一综述.
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线粒体自噬对新生大鼠缺氧缺血脑损伤的影响
目的：了解缺氧缺血脑损伤的动物模型中线粒体自噬情况，探讨其在缺氧缺血脑损伤中的作用。方法将120只新生7日龄Sprague-Dawley大鼠分为假手术组、缺氧缺血脑损伤（HIBD）组、自噬抑制剂干预组（3MA组）。HIBD组行右侧颈总动脉结扎后置于低氧仓（8%氧气和92%氮气）2.5 h，3MA组腹腔注射2μL 3MA 30 min后再进行结扎和低氧处理，假手术组不予结扎和低氧处理。在造模后提取各组单细胞悬液，用Mitotracker标记线粒体、Lysotracker标记自噬小体、LC3标记自噬进行免疫荧光共定位观察线粒体自噬情况；荧光探针JC-1染色后，采用流式细胞仪检测线粒体膜电位。TTC染色法检测脑梗死灶大小。提取皮质神经元中的细胞浆蛋白，Western blot法检测线粒体自噬相关蛋白的表达情况。结果与假手术组相比，HIBD组线粒体膜电位明显降低（P<0.05），线粒体自噬增加（P<0.05），线粒体分裂相关蛋白Drp1、Fis1的表达升高，线粒体外膜蛋白受体Tom20与内膜蛋白受体Tim23的表达降低（P<0.05）；3MA组膜电位比HIBD组降低更为明显（P<0.05），但线粒体自噬程度明显减少（P<0.05）。3MA组大鼠脑组织梗死程度较HIBD组明显增加（P<0.05）。结论 HIBD能够增加线粒体自噬的发生，抑制线粒体自噬会加重新生大鼠HIBD的损伤程度。
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1-甲基-4-苯基吡啶离子调控线粒体自噬对线粒体氧化应激损伤的影响
目的 探讨1-甲基-4-苯基吡啶离子(MPP+)诱导线粒体自噬在帕金森病(PD)发病机制中的作用.方法 将细胞分为MPP+(0 mmol/L)对照组、MPP+(1 mmol/L)处理组和MPP+ (2 mmol/L)处理组,共同转染EGFP-LC3和RFP-MI-TO后加入MPP+处理48 h.Western blot检测细胞自噬水平的变化,甲丹磺酸尸胺(MDC)检测自噬空泡聚集,免疫荧光法检测EGFP-LC3和RFP-MITO亚细胞共定位,流式技术检测线粒体膜电位及活性氧.结果 MPP+1 mmol/L及MPP+2 mmol/L组LAMP2A、Beclin1和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的灰度值与对照组相比均上调,差异有统计学意义(P＜0.05).与对照组相比,MPP+处理组自噬水平增加,自噬空泡增加,外源性LC3表达上调,EGFP-LC3和RFP-MITO存在亚细胞共定位.MPP+1 mmol/L及MPP+2 mmol/L组线粒体膜电位较对照组降低；MPP+1 mmol/L及MPP+2 mmol/L组线粒体活性氧较对照组增加,差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 MPP+通过调控线粒体自噬水平致线粒体氧化应激损伤.
关键词： 帕金森病 1-甲基-4-苯基吡啶离子 线粒体自噬 氧化应激 线粒体功能障碍 -
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(△ψm)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 30 μmol/L作用TC-1细胞6h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(P＜0.05),而且抑制线粒体复合酶Ⅰ～Ⅳ的活性(P＜0.05),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(P＜0.05);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.
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WDR26过表达对大鼠心肌细胞缺血所致线粒体自噬的影响
目的：观察WDR26过表达对大鼠心肌细胞缺氧所致线粒体自噬的影响，探讨其作用机制。方法：构建真核表达载体pcDNA3．1，克隆入WDR26ORF，转染H9c2心肌细胞株；实验分为对照组和实验组（转染pcDNA3．1－WDR26）；建立H9c2心肌细胞缺氧模型；采用免疫荧光、Western blot等技术检测缺氧后心肌细胞线粒体自噬情况及PINK1、Parkin线粒体自噬相关蛋白的表达情况。结果：（1）WDR26过表达时可以促进H9c2心肌细胞缺氧时线粒体自噬；（2）WDR26过表达时可以促进缺氧所致的Parkin向线粒体聚集。结论：WDR26参与心肌细胞缺血所致的线粒体自噬，并且通过与线粒体蛋白发生相互作用形成复合物，影响PINK－Parkin信号通路，从而调控线粒体自噬，在心肌缺血过程中起到内源性保护作用。
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黄芪甲苷对高糖诱导肾小管上皮细胞凋亡及线粒体自噬相关蛋白表达的影响
[目的]探讨黄芪甲苷对高糖诱导肾小管上皮细胞凋亡及线粒体自噬相关蛋白表达的影响.[方法]将大鼠近端肾小管上皮细胞NRK-52E分为3组:正常对照组、高糖刺激组(给予葡萄糖30 mmol/L,作用48 h)及黄芪甲苷干预组(给予葡萄糖30 mmol/L刺激的同时加用黄芪甲苷100μmol/L,48 h).采用细胞计数试剂盒8(CCK-8)检测细胞增殖能力;采用Western blot法检测促凋亡蛋白cleaved-caspase-3及同源性磷酸酶张力蛋白诱导的激酶1(PINK1)/帕金蛋白(Parkin)介导的线粒体自噬相关蛋白PINK1、Parkin、LC3-Ⅱ、LC3-Ⅰ的表达.[结果]黄芪甲苷可有效缓解高糖对细胞增殖的抑制作用(P<0.01).高糖可上调NRK-52E细胞促凋亡蛋白cleaved-caspase-3,线粒体自噬相关蛋白PINK1、Parkin的表达水平及LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值(均P<0.01);而黄芪甲苷干预可显著下调上述促凋亡蛋白及线粒体自噬相关蛋白的表达(P<0.05或P<0.01).[结论]黄芪甲苷可抑制高糖诱导的肾小管上皮细胞NRK-52E的凋亡,减轻其由PINK1/Parkin介导的线粒体自噬.
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木犀草素对肝癌HepG2细胞线粒体自噬及Bcl-2表达的影响
目的 探讨木犀草素对肝癌HepG2细胞线粒体自噬及Bcl-2表达的影响.方法 分别给予不同浓度的木犀草素处理肝癌HepG2细胞.处理后,采用透射电子显微镜观察HepG2细胞自噬体形成的超微结构,流式细胞仪检测HepG2细胞线粒体膜电位变化及活性氧浓度,Lyso-Tracker Red荧光染色观察HepG2细胞自噬情况,RT-PCR和Western blot技术检测HepG2细胞Bcl-2 mRNA和蛋白的表达.结果 木犀草素处理后的HepG2细胞均出现线粒体损伤以及线粒体自噬现象,细胞线粒体膜电位显著降低(P＜0.05),细胞内活性氧浓度显著升高(P＜0.05),均出现酸性溶酶体增殖,并且呈浓度依赖性,细胞内Bcl-2 mRNA和蛋白表达量均显著降低(P＜0.01).结论 木犀草素可诱导HepG2细胞发生线粒体自噬,其机制与Bcl-2靶点表达下调相关.
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线粒体自噬分子机制的研究进展
线粒体是细胞内物质能量代谢的主要场所,其生成的ATP是细胞生命活动的主要能量来源.线粒体受损能够导致活性氧(reactive oxygen speeies,ROS)或者细胞凋亡因子的释放,可以造成细胞的损伤或者促使细胞凋亡[1-3].因此,及时清除这些受损伤的线粒体,维持线粒体的正常功能与数量对细胞生命活动是至关重要的.近年来,人们逐渐认识到自噬溶酶体途径在调控细胞内受损线粒体的降解、维持线粒体的代谢稳定方面发挥了重要作用[4].
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miR-137对 Parkin 诱导的线粒体自噬的影响
目的：探讨miR-137对Parkin诱导的线粒体自噬的影响。方法将miR-137 mimics和miR-137 inhibitor 分别转染进 HeLa 细胞8 h 后，再转染 pEGEPC1-Parkin，24 h 之后加羰基-氰-对-三氟甲氧基本腙（FCCP）处理4 h 或者不加 FCCP，利用免疫荧光和蛋白免疫印迹技术分析 miR-137对线粒体自噬的影响。用实时定量 PCR 方法检测帕金森病患者与健康对照者血液样本中 miRNAs 的表达情况。结果在 FCCP 作用下，Parkin 的表达促进细胞自噬分子 LC3由 LC3Ⅰ型变为 LC3Ⅱ型，Parkin蛋白从胞浆转位至线粒体。而细胞先经外源过表达 miR-137处理之后，Parkin 引起的细胞自噬受到显著抑制（P ＝0．003）。miR-137在帕金森病患者血液中的表达水平显著高于健康对照组（P ＜0．001）。结论在 FCCP 作用下，miR-137抑制 Parkin 介导的线粒体自噬。miR-137在帕金森病患者血液样本中高表达，提示 miR-137可能通过调控 Parkin 介导的线粒体自噬，参与帕金森病的发生。
关键词： miRNA 线粒体自噬 Parkin 帕金森病 羰基-氰-对-三氟甲氧基本腙 -
大黄素乙酰化物致鼻咽癌CNE-1细胞线粒体自噬活性的研究
目的：研究大黄素乙酰化物作用鼻咽癌CNE-1细胞后，其线粒体损伤及其与线粒体自噬的关系。方法以5 mg·L-1及10 mg·L-1大黄素乙酰化物作用鼻咽癌CNE-1细胞，通过透射电镜观察大黄素乙酰化物导致鼻咽癌CNE-1细胞自噬体形成的超微结构；激光共聚焦显微镜测定线粒体膜电位、细胞内钙离子、细胞内活性氧的浓度变化及线粒体自噬的活性。结果与空白对照组比较，两个实验组细胞都出现线粒体损伤以及线粒体自噬体。大黄素乙酰化物作用后的细胞线粒体膜电位降低（P<0.05）；细胞内游离的钙离子浓度升高（P<0.05）；细胞内活性氧增加（P<0.05），且呈剂量依赖性。经线粒体与溶酶体示踪分析，可见大黄素乙酰化物作用的实验组均出现酸性溶酶体增殖，其中包含线粒体探针标记的线粒体碎片等典型的自噬特征，且增加的趋势呈剂量效应关系。结论大黄素乙酰化物可致鼻咽癌CNE-1细胞线粒体损伤，并与线粒体自噬密切相关。
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锰中毒对SH-SY5Y细胞线粒体自噬作用的影响
[目的]探讨锰中毒对SH-SY5Y细胞线粒体自噬作用的影响.[方法]取对数生长期的人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞,予MnCl2处理24 h,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞中多巴胺(DA)的分泌量,蛋白免疫印迹法检测自噬标记蛋白LC3、线粒体分裂蛋白Drp1、线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2的表达.[结果]与正常对照组相比,MnCl2组多巴胺的分泌量显著减少(P<0.05),LC3-Ⅱ表达增加(P<0.05),Drp1表达降低(P<0.05),Mfn1及Mfn2表达增加(P<0.05).[结论]锰中毒可显著降低SH-SY5Y细胞中多巴胺的分泌量,抑制线粒体的分裂并促进线粒体融合,导致线粒体自噬增多,这可能是锰中毒性帕金森综合征的病理机制之一.
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线粒体质量调控
线粒体是真核生物内拥有双层膜结构的细胞器,主要通过氧化磷酸化产生ATP,在细胞能量代谢、生命活动中发挥核心作用.在不同生理过程中,线粒体具有高度可塑性.正常情况下,线粒体的数量、形态以及功能总是维持相对稳定的状态,称之为线粒体稳态.当上述状态发生紊乱时,细胞能量供给、机体生命活动必然受到影响.为应对这种损伤,细胞进化出一套选择性清除受损线粒体的体系——线粒体质量调控(mitochondrial quality control,MQC).近年来发现,蛋白酶体、分裂和融合以及线粒体自噬等在线粒体质量调控中发挥着重要作用,笔者就线粒体质量调控进行综述.
