蠲痹汤含药血清调控线粒体自噬抑制白细胞介素1β诱导的关节软骨细胞损伤

背景:软骨细胞线粒体自噬的缺陷会引起细胞凋亡和基质消失等软骨细胞退行性病变的变化。目的:探讨蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β诱导的大鼠膝关节软骨细胞炎症反应和凋亡的影响及可能作用机制。方法:50只雄性SD大鼠随机给予生理盐水、蠲痹汤低、中、高剂量(1.24,2.48,4.96 g/kg)、塞来昔布(阳性药物),连续灌胃2周后获得含药血清。①分离软骨细胞,将其随机分为对照组、白细胞介素1β组、蠲痹汤低、中、高剂量含药血清组及阳性药物血清组。CCK-8法检测细胞存活率、免疫荧光双染检测线粒体自噬水平、免疫荧光检测磷酸化腺苷酸激活蛋白激酶水平、Western blot检测PTEN诱导激酶1/Parkin通路相关蛋白和裂解的半胱氨酸蛋白酶蛋白3表达、ELISA检测炎症因子水平;②分别采用PTEN诱导激酶1 siRNA和Compound C进行干预,探究AMPK/PTEN诱导激酶1/Parkin通路在蠲痹汤含药血清调控线粒体自噬中的作用。结果与结论:①与对照组比较,白细胞介素1β组软骨细胞存活率、Ⅱ型胶原蛋白表达、磷酸化腺苷酸激活蛋白激酶、PTEN诱导激酶1、Parkin和微管相关蛋白1轻链3蛋白水平以及线粒体自噬水平明显降低(P<0.05),而裂解的半胱氨酸蛋白酶蛋白3蛋白水平、白细胞介素6、白细胞介素8和肿瘤坏死因子α水平显著升高(P<0.05);与白细胞介素1β组比较,蠲痹汤各剂量含药血清组和阳性药物血清组上述各项指标呈现相反的变化(P<0.05);②PTEN诱导激酶1 siRNA可显著抑制蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β处理软骨细胞线粒体自噬的影响,降低蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症与凋亡的保护作用;Compound C逆转了蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β处理软骨细胞中PTEN诱导激酶1/Parkin信号通路的影响。结论:蠲痹汤含药血清通过影响线粒体自噬水平来抑制软骨细胞炎症和凋亡,从而减轻白细胞介素1β诱导的软骨细胞退化,其机制可能与调控AMPK/PTEN诱导激酶1/Parkin通路有关。

线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡在阿尔茨海默病中的作用机制及进展

背景:近年来,随着对细胞程序性死亡的深入研究,阿尔茨海默病损伤涉及的新型程序性死亡模型(线粒体自噬、铁死亡、铜死亡及双硫死亡)正逐渐兴起并且未来具有较大研究空间。目的:对新型程序性细胞死亡模式(线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡)的分子机制、新型细胞死亡模式的串扰机制、临床转化等在阿尔茨海默病的研究进展进行综述,为探索新型细胞死亡模式在阿尔茨海默病中的作用机制和药物靶点提供新视角。方法:由第一作者应用计算机检索1991-2024年中国知网和PubMed数据库收录的文献,最终纳入101篇文章进行综述分析。结果与结论:①细胞程序性死亡作为维持细胞正常更新和内环境稳态的必要调节途径,其中线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡等新型细胞程序性死亡是目前生命科学的热门研究领域。②线粒体自噬能够清除阿尔茨海默病神经元中受损线粒体,降低细胞内活性氧,恢复阿尔茨海默病中神经元细胞的能量代谢和信号转导,在调控神经元健康和功能中起着至关重要的作用。③铁死亡在阿尔茨海默病中的研究备受关注,能够通过胱氨酸/谷氨酸、铁代谢及多不饱和脂肪酸等多种途径调控阿尔茨海默病,从而影响Aβ沉积及Tau蛋白磷酸化,近期研究显示天然多酚、酸枣仁汤、茯苓酸和维生素E等可在阿尔茨海默病中抑制铁死亡。④铜死亡是涉及铜的依赖、脂酰化蛋白的积累以及铁硫簇蛋白减少的一种新型独特细胞死亡形式,其过量铜暴露可能会直接与Aβ斑块和淀粉样蛋白前体蛋白相互作用,加重阿尔茨海默病的认知障碍,目前铜死亡研究领域正兴起,作用机制尚未完全阐明。⑤双硫死亡作为一种新兴细胞程序死亡形式,由胱氨酸过量积累以及葡萄糖饥饿引起二硫化物应激,导致对与阿尔茨海默病有关的肌动蛋白骨架受损。⑥各类细胞程序性死亡模式在阿尔茨海默病发病机制中存在串联机制,形成了以自噬为核心的各类程序性死亡的相互作用网络,为多层次、多靶点调控阿尔茨海默病提供了巨大潜力,“自噬-坏死性凋亡-焦亡/铁死亡”之间的串扰网络机制共同调控阿尔茨海默病。⑦铜死亡和双硫死亡作为一种新的程序性死亡方式,目前在阿尔茨海默病中报导不够深入,未来仍然需要进一步的研究及持续关注。⑧由于线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡大多数研究都基于基础实验或生物信息学分析,缺乏大规模及长期的临床研究验证,未来需进一步深入探讨,以期为治疗阿尔茨海默病提供新思路和有效策略。

耐力训练大鼠抗动脉粥样硬化线粒体自噬通路中抗增殖蛋白2的作用

背景:运动可降低血脂,减缓动脉粥样硬化发展。动脉粥样硬化起始于线粒体功能障碍,而抗增殖蛋白2蛋白受耐力训练调控,参与线粒体自噬。目的:验证耐力训练干预动脉粥样硬化中抗增殖蛋白2蛋白在线粒体自噬通路中的作用。方法:将40只Wistar大鼠随机分为对照组、运动组、动脉粥样硬化组和动脉粥样硬化运动组,每组10只,后2组大鼠高脂饮食(9周)联合维生素D注射(第1,3,6周)构建大鼠动脉粥样硬化模型,同时2个运动组大鼠进行跑台递增训练干预9周。干预结束后进行血脂和病理检测观察造模及干预效果;酶标法和Western blot检测线粒体膜电位和自噬相关蛋白表达;免疫荧光观察主动脉中线粒体自噬蛋白的共定位情况。结果与结论:(1)血脂和病理切片显示,与动脉粥样硬化组相比,动脉粥样硬化运动组大鼠血清低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇水平和主动脉脂质沉积面积显著降低(P<0.001)。(2)线粒体膜电位显示,动脉粥样硬化运动组大鼠主动脉线粒体膜电位的显著降低得到逆转(P<0.01)。(3)Western blot显示,与对照组相比,动脉粥样硬化组大鼠线粒体抗增殖蛋白2、LC3Ⅱ/Ⅰ、PINK1和Parkin蛋白表达显著升高(P<0.05),PARL和PGAM5蛋白表达降低(P<0.05);与动脉粥样硬化组相比,动脉粥样硬化运动组大鼠线粒体PINK1和Parkin蛋白表达显著降低(P<0.05),抗增殖蛋白2、LC3Ⅱ/Ⅰ、PARL和PGAM5蛋白表达显著升高(P<0.05)。(4)免疫荧光结果显示,动脉粥样硬化组较对照组LC3和PINK1与TOMM20共定位显著增加(P<0.05),动脉粥样硬化运动组较动脉粥样硬化组LC3与TOMM20共定位显著增加(P<0.05);动脉粥样硬化组较对照组LC3和PARL与抗增殖蛋白2共定位显著增加(P<0.01),动脉粥样硬化运动组较动脉粥样硬化组LC3与抗增殖蛋白2共定位显著增加(P<0.01),PARL蛋白与抗增殖蛋白2共定位显著降低(P<0.01)。(5)结果表明,耐力训练可诱导线粒体内膜自噬受体抗增殖蛋白2表达,促进抗增殖蛋白2与线粒体自噬接头蛋白的结合完成线粒体自噬,恢复线粒体功能,减缓动脉粥样硬化发生。

卷曲螺旋结构域蛋白2通过促进线粒体自噬抑制帕金森病SH-SY5Y细胞凋亡

背景:卷曲螺旋结构域蛋白2(coiled-coil-helix-coiled-coil-helix domain-containing 2,CHCHD2)能否调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬在帕金森病中发挥神经保护作用尚未可知。目的:探讨CHCHD2在6-羟基多巴胺诱导的帕金森病细胞模型中对PINK1/Parkin信号通路介导的线粒体自噬发挥的作用及机制。方法:利用重组质粒转染技术过表达或敲低CHCHD2,用6-羟基多巴胺构建SH-SY5Y细胞帕金森病模型后分对照组、模型组、过表达阴性对照+6-羟基多巴胺组、敲低阴性对照+6-羟基多巴胺组、过表达CHCHD2+6-羟基多巴胺组和敲低CHCHD2+6-羟基多巴胺组。Western blot及RT-qPCR检测CHCHD2的表达;Western blot检测LC3Ⅰ/Ⅱ、p62、MFN1、COXⅣ、DRP1、PINK1、Parkin、TIM23、Bax、Bcl-2及cleavedcaspase3蛋白表达;CCK-8、JC-1和活性氧试剂盒检测细胞活性、线粒体膜电位和活性氧水平,单丹磺酰尸胺染色观察细胞自噬情况,透射电镜观察自噬溶酶体。结果与结论:①与对照组相比,模型组细胞活性、线粒体膜电位及CHCHD2、PINK1、Parkin蛋白表达降低,活性氧水平、凋亡水平及LC3Ⅰ/Ⅱ、p62蛋白表达升高(P<0.05),并观察到自噬溶酶体的存在;②与模型组相比,过表达CHCHD2能降低细胞活性氧水平,升高线粒体膜电位及PINK1、Parkin和MFN1蛋白表达水平,并观察到线粒体自噬溶酶体增多,而敲低CHCHD2后有与上述相反的作用,并伴有COXⅣ、TIM23和p-DRP1蛋白表达的升高(P<0.05);③与模型组相比,过表达CHCHD2能减少细胞凋亡,上调Bcl-2并下调Bax及cleavedcaspase3蛋白的表达,而敲低CHCHD2后有与上述相反的作用(P<0.05);④结果提示,CHCHD2在6-羟基多巴胺诱导的帕金森病细胞模型中可以通过促进PINK1/Parkin介导的线粒体自噬改善线粒体功能从而减轻细胞凋亡发挥神经保护作用。

机器学习识别激素性股骨头坏死中线粒体自噬诊断标志物及免疫浸润分析

背景:线粒体自噬和激素性股骨头坏死的发生、发展关系密切,但具体生物标志物及调控机制尚未明确。目的:通过机器学习算法识别激素性股骨头坏死中线粒体自噬的关键标志物及免疫浸润分析。方法:从GEO数据库下载股骨头坏死数据集GSE123568和GSE74089,分别作为训练集和验证集,在激素性股骨头坏死组和对照组之间选择差异表达基因,进行加权共表达分析。从MitoCarta 3.0数据库下载线粒体自噬相关基因,然后与差异基因和模块基因取交集。利用两种机器学习算法鉴定激素性股骨头坏死线粒体自噬关键基因,利用外部验证集进行验证。采用CIBERSORT和免疫浸润分析免疫细胞占比,单样本基因集富集分析线粒体自噬基因与免疫细胞的相关性分析。结果与结论:①差异分析共获得1163个差异基因,其中有663个上调基因和500个下调基因;加权共表达分析鉴定出4个相关模块,共1412个模块基因;②最终与线粒体自噬基因取交集初步筛选出39个交叉基因可能是疾病相关线粒体自噬基因;GO富集分析结果显示,生物过程主要涉及血红素代谢、线粒体运输、核苷酸双磷酸代谢和硫酯代谢过程,细胞组分主要涉及线粒体基质、线粒体外膜、细胞器外膜和线粒体内膜,分子功能主要涉及脂肪酸连接酶活性、铁-硫簇结合和辅酶A连接酶活性;KEGG富集分析结果共映射出6条通路,主要涉及脂肪酸降解、线粒体自噬、丁酸代谢、脂肪酸生物合成和辅因子生物合成;③经LASSO回归和随机森林算法分析最终得到4个核心基因(ALDH5A1、FBXL4、MCL1和STOM),4个核心基因和诊断列线图外部验证集的受试者工作特征曲线均大于0.9;④激素性股骨头坏死发生发展与活化的树突状细胞、骨髓来源的抑制性细胞、调节性T细胞和中心记忆CD8T细胞等免疫细胞有关;⑤结果显示,4个关键的线粒体自噬基因ALDH5A1、FBXL4、MCL1和STOM通过破骨细胞分化和免疫机制在激素性股骨头坏死进展中发挥关键作用,均具有较好的疾病预测效果,可能作为激素性股骨头坏死诊断和治疗的生物标志物。

线粒体自噬调控骨代谢

背景:近年来大量的研究表明,自噬和线粒体自噬在骨代谢过程中扮演着重要角色,非生理状态下的线粒体自噬会打破骨代谢的平衡导致代谢紊乱,对成骨细胞、破骨细胞、骨细胞、软骨细胞、骨髓间充质干细胞等均可产生影响。目的:归纳线粒体自噬调节骨代谢疾病的作用机制及在临床治疗领域的应用。方法:应用计算机检索PubMed、Web of Science、中国知网、万方和维普等数据库,中文关键词为“线粒体自噬,骨代谢,成骨细胞,破骨细胞,骨细胞,软骨细胞,骨髓间充质干细胞”,英文关键词为“mitophagy,bone metabolism,osteoblast,osteoclasts,osteocytes,chondrocytes,bone marrow mesenchymal stem cells”,检索文献时限为2008-2023年。依据入选标准对检索结果进行筛选排除,最终纳入90篇文献进行综述分析。结果与结论:线粒体自噬通过SIRT1、PINK1/Parkin、FOXO3、PI3K信号通路促进成骨细胞生成,通过PINK1/帕金森相关蛋白和SIRT1信号通路抑制破骨细胞功能,通过增加骨质中的磷酸钙颗粒和组织蛋白激酶K导致骨质流失,通过PINK1/帕金森相关蛋白、PI3K/AKT/mTOR、AMPK信号通路提高软骨细胞功能。尽管调控线粒体自噬在治疗骨病方面显示出巨大潜力,但仍有一些问题有待进一步探究,例如:药物激活线粒体自噬的不同阶段、不同信号通路的调控机制等。

基于miR-135a/FOXO1/PINK1通路探讨柔肝化纤颗粒调控线粒体自噬抑制肝星状细胞活化的机制

目的基于miR-135a/FOXO1/PINK1通路探讨柔肝化纤颗粒通过调控线粒体自噬来抑制肝星状细胞活化与增殖的影响及其机制。方法HSC-T6分为空白组、H_(2)O_(2)组、miR-135a-NC组、miR-135a-mimic组、miR-135a-in-hibitor-NC+H 2 O2组、miR-135a-inhibitor+H_(2)O_(2)组、柔肝化纤颗粒含药血清对照组、H_(2)O_(2)+含药血清对照组、H_(2)O_(2)+含药血清组、H_(2)O_(2)+含药血清+miR-135a-NC组及H_(2)O_(2)+含药血清+miR-135a-mimic组。分别采用Real-time PCR、Western Blot、ELISA及流式细胞术检测miR-135a、FOXO1、PINK1、Parkin、LC3Ⅱ、Smad2、p-Smad2、转化生长因子-β1(transforming growth factor beta 1,TGF-β1)、NF-κB p65、p-NF-κB p65、α-SMA、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、TNF-α表达及线粒体膜电位、活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成。结果给予H_(2)O_(2)及过表达miR-135a可显著上调HSC-T6 miR-135a、α-SMA、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、p-Smad2、TGF-β1、p-NF-κB p65、TNF-α表达及ROS生成(P<0.01);下调FOXO1、PINK1、Parkin、LC3Ⅱ表达与线粒体膜电位(P<0.01)。给予柔肝化纤颗粒及抑制miR-135a表达可显著下调HSC-T6 miR-135a、α-SMA、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、p-Smad2、TGF-β1、p-NF-κB p65、TNF-α表达及ROS生成(P<0.01);上调FOXO1、PINK1、Parkin、LC3Ⅱ表达与线粒体膜电位(P<0.01)。给予柔肝化纤颗粒同时过表达miR-135a可抑制柔肝化纤颗粒对HSC-T6的影响(P<0.01)。结论线粒体自噬可抑制HSC-T6活化,其机制与线粒体自噬抑制ROS生成,进而抑制TGF-β1/Smad2通路及炎症反应有关;柔肝化纤颗粒亦可抑制HSC-T6活化,其机制与柔肝化纤颗粒抑制miR-135a表达,活化FOXO1/PINK1通路,从而促进线粒体自噬有关。

清肾颗粒通过miR-4516/SIAH3/PINK1调节线粒体自噬而减轻大鼠肾纤维化

目的:明确清肾颗粒(QSG)通过微小RNA-4516(miR-4516)/SIAH3/PINK1调节线粒体自噬而减轻大鼠肾纤维化的作用机制。方法:将雄性SD大鼠随机分为3组,包括正常组、模型组和QSG组,每组10只,予QSG水溶液灌胃,每天1次,每次4 mL,连续给药8周。检测各组大鼠血肌酐水平;苏木精-伊红(HE)和Masson染色检测各组大鼠肾脏病理损伤程度;Werstern blot检测各组大鼠肾脏组织中β-actin、PINK1、Parkin、SIAH3、VDAC1、Mfn1、Mfn2、OPA1、LC3B和P62蛋白表达水平;RT-qPCR检测大鼠肾脏组织中SIAH3的mRNA表达水平;透射电镜观察肾脏组织中线粒体损伤情况。制备QSG含药血清,转化生长因子β1(TGF-β1)诱导HK-2细胞纤维化模型,细胞分为:正常对照(NC)组、模型(MC)组、MC+miR-4516 mimics组、MC+miR-4516 NC+QSG组、MC+miR-4516 mimics+QSG组和MC+QSG组。CCK-8法检测各组细胞活力;Western blot检测各组细胞中E-cadherin和α-SMA蛋白表达水平;双萤光素酶报告基因实验验证miR-4516对SIAH3的调节;RT-qPCR检测miR-4516、SIAH3 mRNA和PINK1 mRNA的表达。结果:与模型组比较,QSG干预后大鼠肾组织及HK-2细胞纤维化减轻,SIAH3的mRNA表达水平显著降低(P<0.05),PINK1表达水平显著升高(P<0.05),肾组织自噬活跃,体外结果证实QSG可以提高miR-4516的表达水平,抑制SIAH3的mRNA表达进而促进HK-2细胞中PINK1表达,降低纤维化标志蛋白α-SMA蛋白的表达水平。结论:QSG可通过干预miR-4516水平而靶向调节SIAH3/PINK1轴,增强线粒体自噬,从而延缓大鼠肾纤维化的进展。

SLC6A8通过BNIP3L调控线粒体自噬促进肝癌细胞增殖

目的:探讨SLC6A8通过BNIP3L调控线粒体自噬对肝癌细胞增殖的影响。方法:通过TCGA数据库分析SLC6A8基因在肝癌组织中的表达情况,并与BNIP3L表达进行相关性分析。使用RT-PCR和Western blot技术检测SLC6A8过表达人肝癌Huh-7及Hep3B细胞中SLC6A8和BNIP3L的表达。免疫荧光标记和CCK-8检测法用于观察SLC6A8过表达人肝癌Huh-7及Hep3B细胞线粒体自噬和细胞增殖率。使用CCK-8检测法评估在沉默BNIP3L后SLC6A8过表达人肝癌Huh-7及Hep3B细胞增殖率。结果:SLC6A8在肝癌组织中显著高表达,并与BNIP3L表达呈正相关。SLC6A8过表达可显著促进线粒体自噬和人肝癌Huh-7及Hep3B细胞的增殖。此外,SLC6A8过表达显著促进BNIP3L mRNA和蛋白的表达。沉默BNIP3L后,SLC6A8过表达对肝癌细胞增殖的促进作用被逆转。结论:SLC6A8在肝癌组织中的高表达与BNIP3L有正相关性,且SLC6A8的过表达能促进线粒体自噬和肝癌细胞的增殖,沉默BNIP3L可逆转SLC6A8过表达对肝癌细胞增殖促进作用。这为肝癌的治疗提供了新的靶点和策略。

线粒体自噬在乳腺癌发生发展中的作用及其调控机制

线粒体自噬是细胞通过自噬-溶酶体途径,在自噬相关蛋白的调控下,有选择地清除受损或功能障碍的线粒体以维持线粒体质量和细胞稳态的过程,与多种肿瘤的发生发展密切相关。越来越多研究表明,线粒体自噬在乳腺癌进展中发挥着双重作用。①促进乳腺癌进展:线粒体自噬通过触发能量代谢重编,减少ROS蓄积和维持线粒体稳态来促进乳腺癌细胞的生存和侵袭;②抑制乳腺癌进展:线粒体自噬通过减轻炎症反应和引发线粒体损伤,诱导乳腺癌细胞死亡或凋亡。其相关机制包括①PTEN诱导的激酶1/E3泛素蛋白连接酶(PINK1/Parkin)途径;②线粒体自噬受体相关蛋白途径(包括BNIP3、BNIP3L和FUNDC1);③线粒体分裂途径。本综述总结了线粒体自噬在乳腺癌中的作用、机制以及化疗耐药的研究现状,旨在为乳腺癌的研究和治疗提供参考。

基于NLRP3通路探讨线粒体自噬在PCOS卵巢组织炎症反应中的作用

目的基于NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)通路探讨线粒体自噬在多囊卵巢综合征(PCOS)卵巢组织炎症反应中的作用。方法人卵巢颗粒细胞(GCs)系SVOG用25 nmol/L双氢睾酮(DHT)处理24 h以建立PCOS细胞模型。SVOG细胞用携带NLRP3(Ad-NLRP3)及阴性载体(Ad-EV)或NLRP3 shRNA(sh-NLRP3)及阴性对照(sh-NC)的腺病毒转染,以过表达或敲低NLRP3表达。使用Mito-Tracker染色和GFP-LC3染色评估细胞中线粒体自噬情况。分别通过TUNEL染色、JC-1染色、Mito-SOX染色分析细胞凋亡、线粒体膜电位、线粒体衍生超氧化物产生情况。32只雌性BALB/c小鼠随机分为对照(Con)组、脱氢表雄酮(DHEA)组、DHEA+sh-NC组、DHEA+sh-NLRP3组,每组8只。除Con组外,其他组用DHEA处理小鼠以建立PCOS模型。DHEA+sh-NLRP3组、DHEA+sh-NC组通过尾静脉注射浓度为1×109 TU/ml的慢病毒包装的sh-NLRP3或sh-NC。透射电子显微镜观察各组小鼠卵巢组织中线粒体的超微结构。结果与DHT+sh-NC组相比,DHT+sh-NLRP3组SVOG细胞的NLRP3水平降低(P<0.05)。DHT+sh-NLRP3组SVOG细胞中GFP-LC3和线粒体的共定位较DHT+sh-NC组增加(P<0.05)。与DHT+sh-NC组相比,DHT+sh-NLRP3组SVOG细胞的TUNEL阳性细胞的数目和Mito-SOX荧光密度降低、多聚体JC-1/单体JC-1比值增加(P<0.05)。与Con+Ad-EV组相比,Con+Ad-NLRP3组SVOG细胞的NLRP3水平、TUNEL阳性细胞数目、Mito-SOX荧光密度增加(P<0.05),GFP-LC3和线粒体的共定位以及多聚体JC-1/单体JC-1比值降低(P<0.05)。与Con组相比,DHEA组小鼠卵巢组织中TUNEL阳性细胞、相对活性氧(ROS)强度和受损线粒体百分比均显著增加(P<0.05)。与DHEA+sh-NC组相比,DHEA+sh-NLRP3组卵巢组织中TUNEL阳性细胞、相对ROS强度和受损线粒体百分比均降低(P<0.05)。结论NLRP3激活诱导的线粒体自噬活性导致线粒体功能障碍并促进GCs中线粒体相关凋亡。NLRP3敲低有利于线粒体稳态,并改善GCs对氧化应激损伤的抵抗,从而促进PCOS的恢复。

Nrf2/Keap1通路和PINK/Parkin介导的线粒体自噬失调在子痫前期进展中的分子机制研究

目的探讨Nrf2/Keap1通路和PINK/Parkin介导的线粒体自噬失调在子痫前期疾病进展中的分子机制。方法选取2020年6月至2023年1月于海南省人民医院妇产科做孕期检查并分娩的15例有重度子痫前期(sPE)早产史的孕妇的子宫内膜样本作为研究对象,纳入sPE组;并选取同期同院做孕期检查并分娩的15例有正常孕产史的孕妇的子宫内膜样本作为对照,纳入nPCB组。分离两组原代子宫内膜基质细胞(hESCs)。采用流式细胞术(FCM)测定活性氧(ROS)水平,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定总超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)水平。将hESCs进行处理并分组为nPCB-hESCs组、nPCB-hESCs处理组、sPE-hESCs组、sPE-hESCs处理组。分别对处理组两种来源的hESCs给予cAMP+MPA诱导蜕膜化。采用Western blot测定自噬相关蛋白和线粒体自噬相关蛋白的表达水平,测定JAr细胞球状体向hESCs的植入率。另选取hESCs进行处理并分组为nPCB-hESCs组、nPCB-hESCs+H/R组、sPE-hESCs组、sPE-hESCs+H/R组。H/R组分别对两种来源的hESCs给予缺氧/复氧(H/R)处理。采用实时荧光定量聚合酶链反应(qPCR)和Western blot测定Nrf2/Keap1 mRNA和蛋白质的表达水平。结果与nPCB-hESCs相比,sPE-hESCs中ROS的水平显著升高,SOD、GSH和GPx的水平显著降低(P<0.05)。与nPCB-hESCs组相比,nPCB-hESCs处理组细胞自噬/线粒体自噬相关蛋白表达水平显著升高(P<0.05)。与nPCB-hESCs组相比,sPE-hESCs组JAr细胞向hESCs植入的植入率显著较低(P<0.05)。与nPCB-hESCs处理组相比,sPE-hESCs处理组JAr细胞向hESCs植入的植入率显著较低(P<0.05)。与nPCB-hESCs+H/R组相比,sPE-hESCs+H/R组细胞内Nrf2 mRNA和蛋白质的表达水平显著降低,Keap1 mRNA和蛋白质的表达水平显著升高(P<0.05)。结论有子痫前期史的孕妇hESCs中Nrf2/Keap1通路激活受损和线粒体自噬功能被抑制,导致细胞内ROS的异常积累及其体外蜕膜化功能受损。

补阳壮通饮通过调控细胞增殖和线粒体自噬保护星形胶质细胞机制研究

目的:初步探讨补阳壮通饮对脑缺血再灌注损伤(CIRI)的神经保护作用机制。方法:建立糖氧剥夺/再灌注(OGD/Rep)细胞模型,分为正常组(NC)、低剂量模型对照组(OGD-L)、中剂量模型对照组(OGD-M)、高剂量模型对照组(OGD-H)、补阳壮通饮低剂量组(BYZTY-L)、补阳壮通饮中剂量组(BYZTY-M)和补阳壮通饮高剂量组(BYZTY-H)。大鼠连续灌胃补阳壮通饮7 d以制备含药血清。利用含药血清对上述分组细胞进行干预培养3 d。MTT法检测细胞增殖活力;流式细胞仪检测细胞凋亡率变化;ELISA法检测炎症指标(TNF-α、IL-6)变化;Western blot检测线粒体自噬相关蛋白LC3、Beclin-1、P62和磷酸化p38-MAPK蛋白表达变化。结果:补阳壮通饮干预可增强模型组大鼠原代皮层神经细胞的增殖活力,抑制其凋亡,促进LC3、Beclin-1和磷酸化p38-MAPK蛋白的表达,抑制P62蛋白表达,且表现一定的剂量和时间效应。结论:补阳壮通饮对OGD/Rep损伤星形胶质细胞具有保护作用,机制可能与增强细胞增殖活力和线粒体自噬、抑制凋亡和炎症反应有关,p38-MAPK通路也可能参与其中。

雷公藤甲素对大鼠卵巢氧化应激及颗粒细胞线粒体自噬的影响

目的观察雷公藤甲素(TP)不同浓度和作用时间对大鼠卵巢氧化应激及颗粒细胞线粒体自噬的影响。方法取3个月龄雌性Sprague-Dawley大鼠50只,连续观察2个动情周期,筛选出25只动情周期正常的大鼠,按随机数字表法分为空白对照组、实验1组、实验2组、实验3组和实验4组,每组5只。实验1组大鼠每日给予400μg·kg^(-1)的TP灌胃1次,连续灌胃30 d;实验2组大鼠每日给予400μg·kg^(-1)的TP灌胃1次,连续灌胃40 d;实验3组大鼠每日给予500μg·kg^(-1)的TP灌胃1次,连续灌胃30 d;实验4组大鼠每日给予500μg·kg^(-1)的TP灌胃1次,连续灌胃40 d;空白对照组大鼠每日给予10 mL·kg^(-1)蒸馏水灌胃1次,连续灌胃40 d。应用酶联免疫吸附测定法检测各组大鼠血清抗苗勒管激素(AMH)、雌二醇(E_(2))、促卵泡生成素(FSH)水平,苏木精-伊红染色观察各组大鼠卵巢组织病理变化,使用酶标仪检测各组大鼠卵巢组织中丙二醛(MDA)水平及超氧化物歧化酶(SOD)活性,透射电子显微镜观察各组大鼠卵巢颗粒细胞线粒体形态结构变化及线粒体自噬情况,流式细胞仪检测各组大鼠卵巢颗粒细胞凋亡率。结果与空白对照组比较,实验1组、实验2组、实验3组和实验4组大鼠血清中AMH、E_(2)水平及卵巢组织中SOD活性显著降低,血清中FSH及卵巢组织中MDA水平显著增高(P<0.05)。与实验1组比较,实验2组、实验3组、实验4组大鼠血清中AMH、E_(2)水平及卵巢组织SOD活性显著降低,血清中FSH及卵巢组织中MDA水平显著增高(P<0.05)。实验2组、实验3组、实验4组大鼠血清中AMH、E_(2)、FSH水平及卵巢组织中SOD活性、MDA水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。实验1组、实验2组、实验3组和实验4组大鼠卵巢颗粒细胞凋亡率均显著高于空白对照组(P<0.05);实验2组、实验3组和实验4组大鼠卵巢颗粒细胞凋亡率显著高于实验1组(P<0.05);实验3组、实验4组大鼠卵巢颗粒细胞凋亡率显著高于实验2组(P<0.05);实验4组大鼠卵巢颗粒细胞凋亡率显著高于实验3组(P<0.05)。空白对照组大鼠卵巢组织被膜完整,皮质区原始卵泡、初级卵泡及次级卵泡等数量较为正常,各级卵泡发育正常,闭锁卵泡少见,黄体数量较少;髓质区纤维结缔组织排列紧密,未见明显水肿或坏死。实验1组、实验2组、实验3组和实验4组大鼠卵巢组织可见卵泡数量减少,闭锁卵泡增多,颗粒层卵泡细胞坏死、脱落和卵泡囊性扩张等病理改变;实验1组大鼠卵巢组织病理改变程度相对较轻,闭锁卵泡少,颗粒层细胞坏死不多;实验4组大鼠卵巢组织病变程度相对最重,可见较多闭锁卵泡和颗粒细胞层坏死、脱落;实验2组和实验3组大鼠卵巢组织病变程度相对轻于实验4组,闭锁卵泡较少,颗粒细胞层不同程度坏死和卵泡囊性扩张。空白对照组大鼠的卵巢颗粒细胞形态结构正常,其细胞核呈不规则多边形,染色质分布均匀,以常染色质为主,核膜清晰完整,细胞质中可见线粒体等细胞器且结构完整清晰。实验1组、实验2组、实验3组和实验4组大鼠卵巢颗粒细胞的细胞质中可见不同程度的线粒体自噬,实验2组、实验3组、实验4组大鼠线粒体自噬程度重于实验1组,实验3组、实验4组大鼠线粒体自噬程度重于实验2组,实验3组与实验4组自噬程度相当;实验3组和实验4组电镜下见卵巢颗粒细胞的细胞质中含较多线粒体自噬小体,多数线粒体发生轻度肿胀,部分线粒体嵴结构消失,粗面内质网扩张呈囊状。结论采用TP灌胃给药可成功构建大鼠卵巢功能减退模型,大鼠卵巢损伤与TP剂量和干预时间有关;TP诱导的卵巢氧化应激损伤可能是引发卵巢功能低下的重要因素,其作用机制可能是氧化应激影响卵巢内分泌功能和诱导颗粒细胞凋亡等病理生理过程。随着氧化应激损伤加重,线粒体自噬增加,线粒体自噬到达一定程度后不再随着TP的干预时间继续增加而持续增强。

基于BDNF/TrkB信号通路介导的线粒体自噬对心肌缺血再灌注损伤的作用机制研究

目的:探讨基于脑源性神经营养因子(BDNF)/原肌球蛋白受体激酶B(TrkB)信号通路介导的线粒体自噬对心肌缺血再灌注(I/R)损伤的作用。方法:将小鼠随机分为假手术(Sham)+磷酸盐缓冲液(PBS)组、Sham+7,8-二羟基黄酮(7,8-DHF)组、I/R+PBS组和I/R+7,8-DHF组,每组12只。除Sham组,其余小鼠建立心肌I/R损伤模型(心肌缺血45 min/再灌注2 h)。Sham+7,8-DHF组和I/R+7,8-DHF组小鼠在心肌I/R损伤前7 d腹腔注射7,8-DHF;Sham+PBS组和I/R+PBS组则给予相同体积的PBS。超声心动图、苏木精-伊红(HE)染色和免疫组织化学用于检测心脏功能、组织学和细胞间黏附分子-1(ICAM-1)表达。从各组小鼠心脏中分离心脏微血管内皮细胞(CMEC),通过将TrkB小干扰RNA(si-TrkB)转染到CMEC细胞中抑制TrkB活化,然后进行线粒体膜通透性转换孔(mPTP)开放率测量。结果:I/R+PBS组中红细胞在I/R损伤后聚集成块,I/R+7,8-DHF组则维持了红细胞的线性形态并阻止了其在微血管中的会聚。与I/R+PBS组相比,I/R+7,8-DHF组p-eNOS水平、室间隔厚度、左心室短轴缩短分数、左心室射血分数上调(P<0.05),内皮素-1(ET-1)、ICAM-1、心脏质量、心脏质量指数、左心室舒张末期内径、左心室收缩末期内径下调(P<0.05)。I/R+PBS组CMEC中BDNF、TrkB、FU N14结构域1(FUNDC1)蛋白表达和酸性自溶酶体形成较Sham+PBS组减少(P<0.05),而I/R+7,8-DHF组CMEC中BDNF、TrkB、FUNDC1蛋白表达和酸性自溶酶体形成较I/R+PBS组增加(P<0.05)。当在7,8-DHF存在的情况下施用si-TrkB以抑制CMEC中的TrkB活化时,FUNDC1的表达被抑制(P<0.05),并且线粒体轻链3(mito-LC3Ⅱ)的线粒体水平和酸性自溶酶体形成减少(P<0.05)。结论:激活BDNF/TrkB/FUNDC1信号通路通过恢复线粒体自噬改善I/R小鼠的内皮功能和微血管结构。

与肌少症发病相关的线粒体自噬靶点基因筛选及其在骨骼肌组织中表达观察

目的基于GEO数据库数据筛选与肌少症发病相关的线粒体自噬靶点基因,并观察其在肌少症患者骨骼肌组织中的表达变化。方法从GEO数据库检索肌少症的基因图谱数据,筛选肌少症发病的差异表达基因。从GeneCard数据库中检索并收集线粒体自噬相关基因。使用“VennDiagram”包将肌少症发病的差异表达基因与线粒体自噬相关基因取交集,得到与肌少症发病相关的线粒体自噬差异表达基因。运用基因本体论(GO)和京都基因与基因百科全书(KEGG)通路富集分析与肌少症发病相关的线粒体自噬差异表达基因的生物学功能,通过Cytoscape软件筛选与肌少症发病相关的线粒体自噬靶点基因,观察GSE136344基因表达图谱中肌少症、健康对照者骨骼肌与肌少症发病相关的线粒体自噬靶点基因表达情况。结果得到与肌少症发病相关的线粒体自噬差异表达基因99个。与肌少症发病相关的线粒体自噬差异表达基因主要涉及神经变性途径-多种疾病信号通路、帕金森疾病信号通路、朊毒体病信号通路等;主要调控能量代谢、细胞呼吸、氧化磷酸化调节等生物学过程,主要定位于线粒体内膜、线粒体内部的大分子蛋白质复合物等,参与调节跨膜转运活性等分子功能。与肌少症发病相关的线粒体自噬靶点基因有线粒体内膜蛋白基因(IMMT)、动态蛋白1样蛋白基因(DNM1L)及ATP合酶F1亚基α基因(ATP5A1)等;与正常骨骼肌组织相比,肌少症患者骨骼肌组织中IMMT、DNM1L表达低(P均<0.05)。结论与肌少症发病相关的线粒体自噬靶点基因为IMMT、DNM1L。与肌少症发病相关的线粒体自噬靶点基因可通过影响神经变性途径-多种疾病信号通路、帕金森疾病信号通路及朊毒体病信号通路等,参与调控能量代谢、细胞呼吸、氧化磷酸化调节等生物学过程,参与肌少症的发病。肌少症患者骨骼肌组织中IMMT、DNM1L低表达。

PLA2G4C通过p38/MAPK信号通路介导线粒体自噬促进DLBCL进展的实验研究

目的研究磷脂酶A2ⅣC组(phospholipase A2 groupⅣC,PLA2G4C)在弥漫性大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma,DLBCL)中的作用及其可能调节机制。方法通过免疫印迹法(Western blot)检测PLA2G4C在DLBCL组织和细胞中的表达。构建PLA2G4C过表达或敲低表达的DLBCL细胞系,后用自噬抑制剂氯喹(Chloroquine,CQ)或p38抑制剂SB203580处理细胞24h。实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检测PLA2G4C转染效率;Western blot检测PLA2G4C蛋白、线粒体自噬相关蛋白[微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ/Ⅰ(microtubule-associated protein 1 light chain 3-Ⅱ/Ⅰ,MAP1 LC3Ⅱ/Ⅰ),Beclin1,p62,PTEN诱导激酶1(PTEN induced putative kinase 1,PINK1)和Parkin],p38/丝裂原激活蛋白激酶(mitogen activated protein kinases,MAPK)通路相关蛋白[磷酸化p38/MAPK(phosphorylated-p38/MAPK,p-p38/MAPK)]表达水平;CCK-8法、Transwell实验和流式细胞术分别检测细胞增殖、侵袭和凋亡能力。进一步构建异种移植瘤裸鼠模型,观察PLA2G4C对裸鼠体内肿瘤生长及线粒体自噬的影响。结果DLBCL患者淋巴瘤组织中PLA2G4C蛋白表达显著高于反应性增生淋巴结组织(3.47±0.42 vs 1.01±0.02),差异具有统计学意义(t=-37.002,P<0.001);DLBCL细胞中PLA2G4C蛋白水平显著高于人淋巴母细胞样细胞系和B细胞淋巴瘤细胞系,差异具有统计学意义(F=73.771,P<0.001)。沉默PLA2G4C显著降低DLBCL细胞活力和侵袭能力,诱导细胞凋亡(t=6.909~11.390);过表达PLA2G4C后结果与之相反(t=2.392~19.778),差异具有统计学意义(均P<0.001)。且过表达PLA2G4C显著促进线粒体自噬的发生,而CQ或SB203580处理则可显著逆转PLA2G4C过表达对DLBCL细胞生物学行为及线粒体自噬的作用。体内裸鼠实验显示,敲低PLA2G4C显著抑制移植瘤裸鼠体内肿瘤生长及线粒体自噬相关蛋白表达,差异具有统计学意义(t=13.816~25.926,均P<0.001)。结论PLA2G4C在DLBCL中表达显著上调,可能通过促进p38/MAPK信号通路介导的线粒体自噬,促进肿瘤细胞增殖和侵袭,抑制细胞凋亡,参与DLBCL的发生发展。

基于Nrf2调控Pink1/Parkin介导的线粒体自噬在老年肌肉减少症骨骼肌纤维化中的作用及机制研究

目的探讨线粒体自噬在老年肌肉减少症模型小鼠中的作用,并进一步探讨其作用机制。方法选取13.5个月龄SPF级雄性C57BL/6J小鼠13只分为老龄鼠组(O组,n=6)、老龄鼠+核转录因子红系2相关因子2(Nrf2)激动剂组(O+SFN组,n=7),另3月龄SPF级雄性C57BL/6小鼠8只作为青年鼠组(Y组)。O组按体重0.1 mL/10 g给予0.1%DMSO溶液,每周3次,O+SFN组按体重0.1 mL/10 g给予1%SFN溶液,每周3次,Y组给予等体积的0.1%DMSO溶液,各组持续10周。干预10周后,检测各组小鼠的体重、腓肠肌/体重比、抓力、腓肠肌细胞活性氧水平、腓肠肌细胞线粒体膜电位和腓肠肌细胞线粒体DNA(mtDNA)拷贝数;天狼星红染色观察各组小鼠腓肠肌组织纤维化情况;蛋白质印迹法检测腓肠肌组织中纤维化相关蛋白collagen 1、collagen 3和fibronectin及自噬相关蛋白Nrf2、PINK1、Parkin、LC3、BNIP3和FUNDC1的相对表达。结果干预10周后,O组和O+SFN组小鼠体重均高于Y组,腓肠肌/体重比均显著低于Y组,差异均有统计学意义(P<0.05);O+SFN组小鼠的体重及腓肠肌/体重比值均显著高于O组,差异均有统计学意义(P<0.05)。干预10周后,O组和O+SFN组小鼠抓力均低于Y组,而O+SFN组小鼠抓力显著高于O组,差异均有统计学意义(P<0.05)。干预10周后,O组和O+SFN组小鼠的活性氧含量和线粒体膜电位均显著高于Y组,mtDNA拷贝数显著低于Y组,差异均有统计学意义(P<0.05);O+SFN组小鼠的活性氧含量和线粒体膜电位低于O组,mtDNA拷贝数高于O组,差异均有统计学意义(P<0.05)。天狼星红染色观察可见,O组和O+SFN组小鼠的胶原纤维的比例显著高于Y组,O+SFN组的胶原纤维比例低于O组。干预10周后,O组和O+SFN组小鼠腓肠肌组织中collagen 1、collagen 3和fibronectin蛋白的相对表达均显著高于Y组,而Nrf2、BNIP3、FUNDC1、PINK1和Parkin蛋白的相对表达均显著低于Y组,差异均有统计学意义(P<0.05);O+SFN组小鼠腓肠肌组织中collagen 1、collagen 3和fibronectin蛋白的相对表达均低于O组,而Nrf2、BNIP3、FUNDC1、PINK1和Parkin蛋白的相对表达均高于O组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论骨骼肌纤维化是老年肌肉减少症发生发展的重要机制之一,激活Nrf2可上调PINK1/Parkin信号通路而对线粒体自噬发挥保护作用,进而抑制骨骼肌纤维化,缓解肌肉减少症,可作为临床防治老年肌肉减少症的新思路和新切入点。

抑制MAPK14通过减轻线粒体自噬改善AngⅡ诱导的心房颤动

目的探讨丝裂原激活蛋白激酶14(MAPK14)在血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导的大鼠心房颤动(AF)中的作用及潜在机制。方法构建AngⅡ诱导的大鼠AF易感模型,使用SB203580抑制MAPK14的表达,采用彩色超声显像仪器评估左心房内径和左室射血分数等;电生理仪检测心房有效不应期、AF诱发率及AF平均持续时间等电生理指标;透射电镜观察线粒体结构;Masson染色检测左心房纤维化程度;免疫组织化学染色检测微管相关蛋白1轻链3表达;Western blot检测MAPK14、p-MAPK14和线粒体自噬标志parkin及P62的表达水平。结果与对照组相比,AngⅡ组大鼠心房组织中MAPK14和p-MAPK14表达上调(P均<0.005)。与AngⅡ组相比,抑制MAPK14能够改善AF诱发率及AF持续时间(P均<0.0005),并减轻大鼠心房组织的线粒体自噬(P均<0.05),且显著改善心脏和线粒体结构受损(P均<0.05)。结论抑制MAPK14可通过减轻线粒体自噬改善AngⅡ诱导的大鼠AF。

基于PI3K/AKT信号通路探讨针刺对脑缺血再灌注损伤模型大鼠线粒体自噬的机制研究

目的 观察针刺疗法对脑缺血再灌注损伤(CIRI)模型大鼠脑组织线粒体自噬的影响,并探究其对脑组织保护作用的机制。方法 40只SD大鼠根据随机数字表法分为假手术组、CIRI组、非穴位针刺组、针刺穴位组,每组6只。通过改良线栓法建立CIRI模型大鼠,针刺穴位组针刺“大椎”“人中”“百会”三穴,非穴位针刺组针刺穴位左侧旁开0.3 cm处,假手术组和CIRI组不行针刺。针刺疗法72 h后,通过Zea Longa法评价大鼠神经功能,分离大鼠脑组织,通过TTC法检测脑组织梗死体积,JC-1法检测脑组织线粒体膜电位。通过Western blot检测自噬相关蛋白及PI3K-AKT信号通路相关蛋白表达。结果 与假手术组比较,CIRI组大鼠神经功能损伤评分明显升高[(3.50±0.96)分比(0.00±0.00)分,P<0.05],CIRI组大鼠脑组织线粒体自噬相关蛋白微管相关蛋白轻链3Ⅱ(LC3Ⅱ)、Bcl2腺病素EIB19KD相互作用蛋白(BNIP3)水平[(4.48±0.75)比(1.00±0.14),(4.77±0.44)比(1.00±0.09),P<0.05]显著升高,p62水平[(0.98±0.14)比(5.01±0.17),P<0.05]降低,自噬增强,线粒体膜电位降低[红/绿荧光比(1.08±0.10)比(4.99±0.13),P<0.05],同时PI3K-AKT信号通路相关蛋白磷酸化水平显著降低[p-PI3K:(1.04±0.08)比(5.09±0.07),p-AKT:(0.99±0.15)比(4.43±0.14),p-mTOR:(0.84±0.08)比(5.00±0.16),P<0.05];与非穴位针刺组比较,针刺穴位组CIRI模型大鼠脑组织损伤减轻,表现为大鼠神经功能损伤评分[(2.17±0.90)分比(3.17±0.69)分,P<0.05]、脑梗死体积百分比[(31.25±1.97)%比(39.23±1.89)%,P<0.05]以及脑半球肿胀百分比[(3.42±0.32)%比(4.98±0.37)%,P<0.05]显著降低(P<0.05),线粒体膜电位升高[红/绿荧光比(3.24±0.13)比(1.25±0.06),P<0.05],自噬水平降低,同时PI3K-AKT信号通路相关蛋白p-PI3K、p-AKT和p-mTOR水平显著升高[p-PI3K:(3.07±0.14)比(1.18±0.12),p-AKT:(3.50±0.15)比(1.42±0.13),p-mTOR(2.65±0.16)比(1.01±0.11),P<0.05]。结论 针刺疗法可能通过激活PI3K/AKT信号通路抑制线粒体自噬,从而实现对CIRI模型大鼠的脑保护作用。