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蛛网膜下腔出血后线粒体钙超载形成机制的研究进展
线粒体钙超载（mitochondrial calcium overloaded）情况下，Ca2+在细胞线粒体中浓度异常增高，可引起一系列生物系统紊乱，进而导致细胞的不可逆性损伤。这一过程广泛存在于蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）后导致的早期脑损害（early brain injury，EBI）中。虽然我们对线粒体的分子结构有所了解，但对于线粒体钙超载发生过程中的分子机制仍知之甚少。本文主要就线粒体钙超载形成过程中各线粒体膜受体发挥的不同作用机制的研究进展情况做一综述，以期为针对SAH后的EBI保护提供参考。
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线粒体钙超载激活线粒体凋亡途径在甲基汞致神经元凋亡中的作用
目的 探讨线粒体钙超载并诱导线粒体凋亡途径活化在甲基汞致神经元凋亡过程中的作用及其机制. 方法 取出生24 h内的新生昆明小鼠,解剖取脑皮质,进行原代神经元培养.细胞发育成熟后,应用含不同浓度甲基汞(methyl-mercury,MeHg,0、0.25、0.5、1μmol/L)的培养液分别处理神经元1、3、6h,测定神经元细胞活力,确定适宜暴露时间后,测定神经元线粒体内钙离子水平,线粒体膜电位,细胞色素c(cytochrome c,Cyt c)、凋亡诱导因子(apoptosis induce factor,AIF)、天冬氨酸蛋白水解酶3(cysteinyl aspartate specific proteinase 3,caspase 3)蛋白表达水平及细胞凋亡率. 结果 神经元经不同浓度MeHg处理后,细胞活力降低.在0.25、0.5、1mol/L MeHg处理组,神经元线粒体内钙离子水平升高,线粒体膜电位下降,Cyt c、AIF、caspase3蛋白表达水平升高,细胞早期凋亡率升高,且都呈现剂量效应关系.在1μmol/L MeHg处理组,上述指标与对照组比较差异均有统计学意义(P＜0.01). 结论 甲基汞暴露会诱发神经元线粒体钙超载并激活线粒体凋亡途径进而导致细胞凋亡.
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咬合干扰大鼠咬肌线粒体钙超载的离子变化特征及其钙调蛋白激酶Ⅱ的调节机制
目的 探明咬合干扰作用下大鼠咬肌组织线粒体钙离子浓度与细胞外钠离子浓度的变化特点,探讨钙调蛋白激酶Ⅱ(CaMK Ⅱ)对线粒体“钙超载”现象的调控机制.方法 在SD大鼠右侧上颌第一磨牙咬合面粘接直径0.6 mm钢丝段,建立咬合干扰大鼠模型,实验组分为3、7、14、21d及去除咬合干扰后3d组,并设立对照组.应用苏木精-伊红(HE)染色法观察咬肌组织形态学的变化;应用荧光分光光度法检测咬肌线粒体钙离子浓度;应用6-氢氧化锑钾直接比浊法检测咬肌肌纤维细胞外钠离子浓度;应用Western blotting技术检测咬肌组织p-CaMK Ⅱ(Thr286)/CaMK Ⅱ表达水平.结果 与对照组比较,建模3、7、14和21 d实验组咬合干扰侧咬肌线粒体Ca2+浓度持续升高(P＜0.05),去除咬合干扰后3d组Ca2+浓度显著下降且低于正常对照组(P＜0.05).建模3d组、7d组、14d组及21 d组细胞外Na+浓度持续升高(P＜0.05),去除咬合干扰后3d组Na+浓度显著降低(P＜0.05).建模3d、7d和14 d实验组咬合干扰侧p-CaMK Ⅱ(Thr286)/CaMK Ⅱ表达水平持续升高(P＜0.05),但其表达水平在建模21d组下降且低于对照组水平(P＜0.05),去除干扰3d组表达水平显著下降且低于21 d组(P＜0.05).非咬合干扰侧变化趋势同干扰侧趋势一致,但干扰侧变化更显著(P＜0.05).结论 咬合干扰可使大鼠咬肌线粒体Ca2+和胞浆Na+浓度升高,引发“钙超载”;线粒体Ca2+浓度升高与CaMK Ⅱ磷酸化水平相关,提示其对线粒体“钙超载”具有负反馈调节作用.
