线粒体移植治疗肌少症的潜力

背景:肌少症是衰老引起的骨骼肌质量和力量下降的一种综合性疾病,是老年人面临的主要健康挑战。越来越多的证据表明,线粒体功能障碍在肌少症的发病机制中起着关键作用。目的:总结线粒体质量控制失调导致肌少症的机制,探讨线粒体移植可能是治疗肌少症的潜在靶点。方法:以“sarcopenia,mitochondrial dysfunction,mitochondrial quality control,mitochondrial transplantation,limitations”和“肌少症,线粒体功能障碍,线粒体质量控制,线粒体移植,局限性”为关键词,检索PubMed和CNKI数据库2009-2023年间相关文献。结果与结论:线粒体功能障碍在肌少症发病机制中发挥关键作用,线粒体移植可能通过改善线粒体生物能量学和调节线粒体相关信号通路成为治疗肌少症的可能策略。虽然部分临床前和临床研究证实线粒体移植治疗各种疾病的潜力,但关于线粒体转移的具体细节方面仍有一些亟待解决的问题。

线粒体功能障碍与肌腱病:靶向线粒体治疗的可能性

背景:临床上治疗肌腱病的多种策略的短期效果较好而长期效果不佳,研究证明线粒体与肌腱病的发生发展有密切关系,但目前尚未总结出线粒体与肌腱病之间的关系和靶向线粒体治疗肌腱病的策略,不利于专科从业者及相关领域学者了解研究近况。目的:综述现有的临床或临床前原始研究,以期对线粒体功能障碍与肌腱病之间的关系、靶向线粒体治疗肌腱病的方法进行总结,并对未来线粒体在肌腱病中的评估和管理进行一定的展望。方法:检索PubMed、Web of Science、中国知网、万方和维普数据库中的相关文献。检索时限为2009年1月至2024年3月,英文检索词为“Tendinopathy,Tendons Injuries,Tendon,Tendons,Mitochondria,Mitochondria Dysfunction,Mitochondria Disease”;中文检索词为“肌腱,肌腱病,肌腱炎,线粒体,线粒体功能障碍,线粒体疾病”。根据纳排标准对检索结果进行筛选,最终纳入62篇文献进行综述。结果与结论:①在临床的肌腱病患者或是肌腱病模型中,普遍存在线粒体功能障碍,主要以活性氧过量产生、超氧化物歧化酶活性降低、嵴杂乱和线粒体数量减少为代表,这说明线粒体将会由于肌腱损伤而发生功能障碍,从而进一步恶化肌腱病,形成恶性循环。②当肌腱尚未损伤或肌腱病尚未发生时,线粒体功能会由于受到内外界各种因素的影响而发生功能障碍,从而诱发肌腱病,这说明正常肌腱将会由于线粒体的功能异常而被损害,发生病变甚至断裂。③机械拉伸应力、晚期糖基化终产物及衰老等内外界因素是导致线粒体功能发生障碍的主要原因,且这些因素将会通过细胞凋亡、炎症和呼吸链损害等分子机制,损害正常肌腱的生物活性与力学性能,诱发肌腱病的发生。④针对分子机制而归纳总结的靶向线粒体治疗方法主要包括线粒体转移/移植、移植及靶向抗氧化剂等。⑤文章主要针对具有肌腱病的临床患者或具有相似造模方式的动物模型,为临床上探讨肌腱病的发病机制以及靶向治疗肌腱病的方法提供新思路,但缺点在于纳入的研究以动物实验为主,需要更多临床试验加以验证。

α-突触核蛋白在帕金森疾病中诱导线粒体损伤的机制

背景:目前对于帕金森病的发病机制尚不清楚,相关研究表明α-突触核蛋白、线粒体与帕金森病发病机制密切相关,主要涉及氧化应激、线粒体复合物损伤、钙稳态、线粒体动力学和线粒体质量控制等方面。目的:对帕金森病中α-突触核蛋白与线粒体损伤之间的关系进行综述。方法:第一作者以“帕金森病,线粒体损伤及机制,α-突触核蛋白”为检索词检索中国知网、万方数据库2010-2024年相关文献50余篇;以“Parkinson’s disease,Alpha-synuclein,mitochondria,Oxidative stress,Calcium homeostasis,Mitophagy,Mitochondrial dynamics,Mitochondrial protein introduction”为检索词检索PubMed数据库2010-2024年相关文献750余篇,最终纳入70篇文献进行综述。结果与结论:最近研究证实了线粒体功能障碍在帕金森病病理生理学中的重要作用,尤其α-突触核蛋白与线粒体之间的相互作用是帕金森病发病机制中尤为显著的因素。从天然未折叠的α-突触核蛋白开始,最终形成成熟的原纤维的级联事件统称为α-突触核蛋白聚集。聚集产生的毒性在多巴胺能神经元中积累,继而破坏线粒体功能引起帕金森病。因此,α-突触核蛋白与线粒体功能障碍之间这种双向关系的潜在机制可能为帕金森病的病理生理学提供新的见解。

运动调控线粒体动力学变化的研究进展

背景:线粒体质量控制是一个复杂的过程,该过程涉及到线粒体生物发生、线粒体动力学变化、线粒体自噬三个方面,其中线粒体动力学变化是线粒体生物发生和线粒体自噬的中间环节,线粒体通过动力学变化改善自身质量控制,进而维持线粒体稳定状态。目的:探究运动影响线粒体动力学变化的分子机制,为运动改善线粒体网络稳态,进而促进功能健康提供理论依据。方法:利用文献资料法,以“运动,线粒体稳态,线粒体质量控制,线粒体动力学,线粒体融合,线粒体分裂”等为中文关键词检索中国知网(CNKI),百链云图书馆等中文数据库;以“Exercise,Mitochondrial homeostasis,Mitochondrial quality control,Mitochondrial dynamics,Mitochondrial fusion,Mitochondrial fission”等为英文关键词检索PubMed、Web of Science、EBCSO等英文数据库,对最终获取的文献进行筛选、阅读、归纳和总结。结果与结论:线粒体动力相关蛋白1/2(Drp1/2)负责线粒体分裂过程,线粒体融合蛋白1/2(Mfn1/2)以及视神经萎缩1(Opa1)分别介导线粒体外膜和内膜的融合。运动训练可以通过上调Mfn1/2和Opa1的蛋白表达,同时下调Drp1蛋白表达水平,促进线粒体融合过程,并抑制线粒体分裂来改善线粒体功能状态;一次急性运动影响线粒体动力学变化的研究结论存在争议;另外,运动介导线粒体动力学变化存在组织差异性。

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。

肺痹方干预肺纤维化小鼠肺泡上皮细胞线粒体途径凋亡的机制

背景:研究表明,线粒体介导的肺泡上皮细胞凋亡在肺纤维化发病中起着重要的作用,而肺痹方可以减轻肺纤维化,抑制肺纤维化小鼠细胞外机制转化。目的:探讨肺痹方对博来霉素致肺纤维化小鼠肺泡上皮细胞线粒体途径凋亡的机制。方法:40只C57BL/6雄性小鼠随机分为空白对照组、模型组、吡非尼酮组、肺痹方组,每组10只。除空白对照组外,其他3组腹腔注射博来霉素[7.5 mg/(kg·d)]建立肺纤维化模型,连续注射10 d。造模后第1天各药物组小鼠灌胃给药[51.43/(kg·d)]吡非尼酮或[12.86 mg/(kg·d)肺痹方],连续给药28 d。用药结束后取材,采用苏木精-伊红染色和Masson染色观察小鼠肺组织的形态学变化,ELISA法检测血清中白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素17、白细胞介素37水平,Western-blot法检测肺组织中Bax、Bcl-2、Beclin-1和Caspase3表达。结果与结论:①肺组织的形态学观察显示,模型组肺泡间隔及肺泡腔有大量炎症细胞浸润,出现大片融合成团的纤维灶;吡非尼酮组肺泡间隔增厚,炎症细胞少量浸润,出现肺纤维灶;肺痹方组肺泡结构增宽,少量的炎症细胞浸润,肺泡结构几乎无明显受损,少量肺纤维灶。②与空白对照组相比,模型组小鼠血清白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素17和白细胞介素37质量浓度明显升高(P<0.01),两用药组明显低于模型组(P<0.01),肺痹方组低于非尼酮组。③与空白对照组相比,模型组小鼠肺组织Bax和Caspase3蛋白表达显著升高,两用药组均低于模型组;与空白对照组相比,模型组Bcl-2和Beclin-1蛋白表达显著降低,两用药组均高于模型组。④结论:肺痹方可以减轻肺纤维化,其机制可能与下调白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素17和白细胞介素37水平,以及调节线粒体凋亡Bax、Bcl-2、Beclin-1和Caspase3相关蛋白从而减少肺泡上皮细胞凋亡有关。

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。

线粒体稳态调控帕金森病机制及中医药干预作用研究进展

帕金森病(PD)是中老年三大致残疾病之一,是由多种因素共同参与造成大脑多巴胺能神经元变性死亡导致的。大量证据表明,线粒体是细胞能量代谢的核心环节,线粒体稳态失衡可能在PD发生、进展中起到重要作用。鉴于此,本文基于相关研究,阐述了线粒体的基本结构及功能,从线粒体动力学、线粒体自噬、线粒体Ca2+紊乱、线粒体氧化应激几个方面,分析了线粒体稳态调节在PD发病机制及治疗中的作用,概述中药及其提取物通过保护线粒体功能,维持线粒体稳态,延缓PD进展的研究,以期为今后临床治疗PD提供新思路。参考文献59篇。

线粒体调控肿瘤免疫的研究进展

肿瘤细胞通过改变自身代谢以适应能量和生物合成的需求。线粒体作为肿瘤细胞代谢重编程的关键细胞器,其功能异常是癌症发生和进展的主要驱动因素。线粒体动力学和能量代谢途径的改变对免疫细胞活化、增殖和分化至关重要,肿瘤微环境通过诱导免疫细胞线粒体代谢重编程和线粒体动力学变化,影响肿瘤浸润免疫细胞的活化和功能,进而促进肿瘤免疫抑制微环境形成;线粒体应激介导的线粒体DNA泄露可通过激活多条天然免疫信号通路,如cGAS-STING、TLR9和NLRP3,在宿主抗肿瘤免疫响应和肿瘤免疫抑制微环境的塑造中扮演复杂的调控角色,线粒体DNA介导的免疫原性细胞死亡是目前极具潜力的抗肿瘤免疫治疗手段;线粒体活性氧作为肿瘤发生的重要媒介,通过改变肿瘤微环境中免疫细胞组成,推动肿瘤免疫抑制微环境形成。本文围绕线粒体生物学与抗肿瘤免疫应答之间的关系,从多个角度探讨线粒体在肿瘤-宿主互作中的核心作用,以期为开发靶向线粒体的抗肿瘤免疫治疗策略提供参考。

线粒体质量控制在阿霉素心肌损伤中的作用研究进展

阿霉素(adriamycin/doxorubicin, DOX)是蒽环类抗肿瘤抗生素的代表药,其主要不良反应为心脏毒性,严重影响DOX的临床应用和患者生存质量。线粒体功能受损是DOX心脏毒性的重要病理机制。心脏是高耗能器官,含有丰富的线粒体以支持心肌细胞的能量需要。机体通过线粒体自噬、线粒体融合/裂变、线粒体生物合成以及线粒体未折叠蛋白反应等质量控制机制来维持线粒体稳态。大量研究表明,DOX心脏毒性与破坏心肌细胞内线粒体质量控制系统有关,重建线粒体质量控制稳态能够减轻DOX相关心肌损伤。该文针对心肌线粒体质量控制系统紊乱在DOX心肌损伤中的作用及其潜在机制进行综述,并探讨靶向线粒体质量控制是否为治疗DOX心肌病的潜在策略。

基于“阴阳理论”探讨线粒体稳态在心力衰竭中的作用

心力衰竭是心血管疾病发展至中后期的一组复杂临床综合征,线粒体稳态失衡是心力衰竭发生发展过程中的病理机制之一。本文围绕中医“阴阳理论”及线粒体稳态阐释心力衰竭的病理机制。心力衰竭为本虚标实之证,其基本病机为“阳虚阴盛”,以心阳气亏虚为本,阴邪留滞为标,虚实夹杂贯穿疾病始终,而线粒体稳态失衡是阴阳失衡在细胞微观层面的体现,主要表现为线粒体生物合成抑制、线粒体动力学失调、线粒体自噬紊乱等,影响线粒体结构和功能,并导致心肌能量代谢异常。故基于“阴阳理论”,以“补其不足、损其有余”为基本治法,调节线粒体生物合成、线粒体动力学、线粒体自噬,从而维持线粒体稳态,改善心肌能量代谢,对防治心力衰竭具有重要意义。

阿尔茨海默病患者线粒体功能障碍的发生机制研究进展

阿尔茨海默病(AD)是日常生活中常见的神经退行性疾病之一,其致病机制仍不明确。线粒体作为生物能量、钙信号传导和氧化还原稳态等方面发挥至关重要作用的细胞器,其功能出现障碍可导致细胞能量缺乏、细胞内钙失衡和氧化应激,从而进一步加重Aβ和Tau蛋白的影响,导致突触功能障碍、认知障碍甚至记忆丧失。随着对AD发病机制的不断深入研究,氧化应激、线粒体动力学及线粒体自噬被认为与AD的发病过程密切相关。氧化应激引起的线粒体功能障碍会进一步导致Aβ蛋白的聚集和Tau蛋白的过度磷酸化,而Aβ蛋白的聚集和高度磷酸化的Tau蛋白可损害线粒体功能,从而形成恶性循环。GTP相关的动力相关蛋白1(Drp1)表达水平异常可导致线粒体过度分裂甚至碎片化,引起线粒体功能障碍和神经元损伤,最终导致疾病的发生。线粒体自噬功能异常在AD发病中发挥着重要的作用,有多种通路介导的线粒体自噬途径参与了AD的发病,包括Aβ蛋白积聚诱导的线粒体自噬途径、氧化应激诱导的线粒体自噬途径、PINK1-Parkin通路介导的线粒体自噬途径以及受体介导的线粒体自噬途径等,均可引起异常线粒体的堆积导致线粒体功能障碍,进而诱导AD发病。

线粒体质量控制体系介导阿尔茨海默病的机制及治疗策略

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是全球最常见的痴呆疾病,其主要特征是患者认知能力逐渐下降,表现为记忆障碍、失语、失用、失认、执行功能障碍以及人格和行为改变等。此外,患者还可能出现一系列神经精神症状,如冷漠、焦虑、抑郁、社会认知丧失等,扰乱了患者生活的平衡状态,也给家庭和社会带来巨大的负担[1]。研究表明,线粒体功能障碍在AD发病中起着重要作用。

鼠尾草酸影响线粒体功能抑制破骨细胞分化

背景:鼠尾草酸是在迷迭香中发现的一种生物活性化合物,已被证明可减少炎症和活性氧,但在破骨细胞分化进程中的作用机制尚不明确。目的:探讨鼠尾草酸对破骨细胞活化、活性氧产生及线粒体功能的影响。方法:体外提取培养小鼠来源的原代骨髓源巨噬细胞,使用CCK-8细胞活力实验检测不同浓度(0,10,15,20,25和30μmol/L)鼠尾草酸对骨髓源巨噬细胞的增殖和毒性作用,筛选出安全作用浓度。将骨髓源巨噬细胞按照浓度梯度分组培养,核因子κB受体活化因子配体诱导破骨细胞5-7 d后,分别进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色、F-actin染色、H2DCFDA探针和线粒体活性氧、Mito-Tracker荧光检测,观察鼠尾草酸对破骨细胞分化和功能的影响;通过Western Blot及RT-PCR实验检测鼠尾草酸对核因子κB受体活化因子配体诱导的丝裂原激活蛋白激酶信号通路上下游基因和蛋白的影响。结果与结论:①抗酒石酸酸性磷酸酶和F-actin染色显示:鼠尾草酸以浓度依赖性地抑制体外破骨细胞分化及细胞骨架肌动蛋白环形成,其中鼠尾草酸30μmol/L组的抑制作用最显著;与其他干预时期相比,鼠尾草酸在破骨分化的早期(第1-3天)抑制作用最显著;②H2DCFDA探针和线粒体活性氧、Mito-Tracker荧光显示:鼠尾草酸抑制细胞活性氧和线粒体内活性氧的产生,同时减少线粒体膜电位,影响线粒体的功能;③Western Blot及RT-PCR结果显示:鼠尾草酸可抑制与破骨分化相关的NFATc1、CTSK、MMP9、C-fos蛋白的表达,下调与破骨分化相关的NFATc1、Atp6vod2、ACP5、CTSK和C-fos基因的表达;鼠尾草酸还可以增强抗氧化酶蛋白的表达,减少破骨分化过程中活性氧的产生;④鼠尾草酸抑制P38/ERK/JNK蛋白的磷酸化修饰,通过激活MAPK信号通路抑制骨髓源巨噬细胞破骨细胞分化。

枸杞多糖调节线粒体动力学改善过氧化氢诱导SH-SY5Y细胞的凋亡

背景:大量研究结果证明,神经退行性疾病与氧化应激损伤和线粒体动力学失衡密切相关。课题组前期研究表明枸杞多糖具有神经保护作用,但其能否通过调控线粒体动力学异常来改善氧化应激损伤引发的细胞凋亡尚不明确。目的:研究枸杞多糖对过氧化氢诱导人源神经母瘤细胞SH-SY5Y凋亡的影响。方法:将SH-SY5Y细胞分3组培养:对照组常规培养24 h,过氧化氢组加入过氧化氢处理24 h,枸杞多糖组加入枸杞多糖处理2 h后再加入过氧化氢处理24 h。处理结束后,采用试剂盒检测细胞沉淀中丙二醛、谷胱甘肽和超氧化物歧化酶水平,JC-1试剂盒检测线粒体膜电位,MTT法检测细胞活力,TUNEL法检测细胞凋亡情况,免疫荧光染色与Western Blot检测线粒体动力学相关蛋白(磷酸化启动蛋白1、线粒体分裂蛋白1、线粒体融合蛋白1、线粒体融合蛋白2、视神经萎缩症蛋白1)与凋亡蛋白(Bax、Bcl-2、Caspase-3)表达。结果与结论:①与对照组相比,过氧化氢组丙二醛水平升高(P<0.05),超氧化物歧化酶和谷胱甘肽水平降低(P<0.05);与过氧化氢组相比,枸杞多糖组丙二醛水平降低(P<0.05),超氧化物歧化酶和谷胱甘肽水平升高(P<0.05);②过氧化氢组线粒体膜电位低于对照组(P<0.05),枸杞多糖组线粒体膜电位高于过氧化氢组(P<0.05);③与对照组相比,过氧化氢组细胞凋亡率与Bax、Caspase-3蛋白表达升高(P<0.05),细胞活力与Bcl-2蛋白表达降低(P<0.05);与过氧化氢组相比,枸杞多糖组细胞凋亡率与Bax、Caspase-3蛋白表达降低(P<0.05),细胞活力与Bcl-2蛋白表达升高(P<0.05);④与对照组相比,过氧化氢组磷酸化启动蛋白1、线粒体分裂蛋白1的蛋白表达升高(P<0.05),线粒体融合蛋白1、线粒体融合蛋白2、视神经萎缩症蛋白1的蛋白表达降低(P<0.05);与过氧化氢组相比,枸杞多糖组磷酸化启动蛋白1、线粒体分裂蛋白1的蛋白表达降低(P<0.05),线粒体融合蛋白1、线粒体融合蛋白2、视神经萎缩症蛋白1的蛋白表达升高(P<0.05);⑤结果表明,枸杞多糖可通过调节线粒体动力学来改善氧化应激损伤诱导的SH-SY5Y细胞凋亡。

秦川牛宰后成熟过程中线粒体Tu翻译延长因子对牛肉持水性的影响

探究秦川牛宰后成熟过程中线粒体Tu翻译延长因子(mitochondrial Tu translation elongation factor,TUFM)表达对肉的持水性影响。以秦川牛背最长肌为研究对象,测定4℃不同成熟时间下的pH值、贮藏损失、离心损失、蒸煮损失、水分分布、肌原纤维蛋白等指标变化情况,测定不同成熟时间(0、96、192 h)下TUFM表达量及其含量、Beclin1蛋白表达量。结果显示:在秦川牛宰后成熟期间,肌原纤维蛋白发生降解,TUFM的表达量与Beclin1蛋白表达量和牛肉的持水性存在密切关系,其中蛋白质组学测定的TUFM表达量变化与TUFM含量变化趋势一致,Beclin1蛋白表达量、贮藏损失、离心损失、蒸煮损失整体均呈先上升后下降趋势,pH值呈先下降后上升趋势;Pearson相关性分析表明,牛背最长肌中TUFM表达量与低场核磁共振峰面积比P_(2b)、Beclin1蛋白表达量呈极显著正相关(P<0.01),与贮藏损失、离心损失、蒸煮损失呈显著正相关(P<0.05),与P_(21)呈极显著负相关(P<0.01),与P_(22)呈显著负相关(P<0.05),与pH值无显著相关性(P>0.05)。通过蛋白质组学鉴定出23种与TUFM相关的差异蛋白,通过基因本体论、京都基因与基因组百科全书通路分析发现,差异蛋白可通过多种途径参与能量代谢,进而介导细胞自噬;对差异蛋白和持水性指标进行Pearson相关性分析发现,有5种差异蛋白(ATP5F1D、EEF1A2、GSPT1、NDUFB5、SUCLG1)与持水性指标具有显著相关性(P<0.05、P<0.01)。分析可知,包括TUFM在内,共6种蛋白主要通过能量代谢和氧转运等途径正向或负向影响细胞自噬,从而影响肉的持水性。

细胞之间线粒体转移的主要途径、主要作用及主要调控机制

背景:线粒体功能障碍导致细胞衰老凋亡,可加重组织损伤。细胞之间线粒体转移促进损伤细胞恢复线粒体功能,有助于治疗线粒体相关疾病。目的:综述细胞之间线粒体转移的作用及调控机制。方法:检索中国知网和PubMed数据库2014-2024年关于细胞之间线粒体转移的文献,以“线粒体转移,隧道纳米管,缝隙连接,微囊泡,细胞融合”为中文检索词,以“Mitochondrial transfer,Tunneling nanotubes,gap junctions,microvesicles,cell fusion”为英文检索词,最终共纳入74篇文献进行分析。结果与结论:①总结了细胞之间线粒体转移的4个主要途径:包括隧道纳米管、缝隙连接、细胞融合和微囊泡。②梳理了细胞之间线粒体转移的主要作用,包括物质交换、信息传递、改善宿主细胞线粒体功能、抑制氧化应激、提高细胞增殖活力及抗炎抗衰老等。③总结了细胞之间线粒体转移的主要调控机制,包括Miro 1促进隧道纳米管形成和线粒体转移、隧道纳米管转移线粒体依赖宿主细胞环状ADP核糖水解酶表达、氧化应激环境诱导隧道纳米管形成、缝隙连接具有Ca^(2+)依赖性、缝隙连接蛋白43影响缝隙连接形成、激活Ras1蛋白和肌动蛋白有助于细胞融合、肌动蛋白和Rab6参与调控线粒体出胞、激活肌动蛋白和NAD+-CD38-cADPR-Ca^(2+)信号通路促进线粒体入胞等。④在细胞信号传导蛋白、细胞动力学相关蛋白及氧化应激环境的影响下,细胞通过隧道纳米管、缝隙连接、微囊泡及细胞融合进行线粒体转移。⑤线粒体转移是细胞之间物质交换和信息交流的重要途径,与疾病的发生发展息息相关,可为治疗线粒体相关疾病提供新的思路,但对细胞间线粒体转移的作用及调控机制仍需进一步探究。

帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其潜在的改善作用

背景:帕金森病是一种神经退行性疾病,其发病机制涉及线粒体功能障碍,运动对帕金森病相关线粒体功能障碍具有潜在的改善作用,但目前尚无综述对这一领域进行综合回顾和深入分析。目的:综合回顾并深入分析帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其潜在的改善作用,旨在为帕金森病的治疗和预防提供新的思路和方法。方法:检索Web of Science、PubMed、中国知网、万方和维普数据库,中文检索词:“线粒体,线粒体功能,线粒体病,线粒体异常,帕金森病,帕金森,运动,体育活动,运动训练,运动治疗,线粒体功能障碍,线粒体损伤,线粒体缺陷,运动训练”;英文检索词:“Mitochondria,Parkinson’s disease,Parkinson disease,Physical exercise,Exercise,Physical activity,Mitochondrial dysfunction,Mitochondrial damage,Mitochondrial impairment,Athletic training,Exercise training,Rehabilitation”。最终纳入文献89篇进行综述分析。结果与结论:①帕金森病与线粒体功能障碍密切相关,包括帕金森病患者体内线粒体生物发生受阻、自噬减少、细胞凋亡增加、Ca2+浓度异常升高和氧化应激增加等现象。②运动对帕金森病相关的线粒体功能障碍有着正面的改善作用,通过促进线粒体生物发生、自噬和调节线粒体形态,改变线粒体呼吸链的可塑性,减少氧化应激,从而有助于改善帕金森病相关的发展和进展。③然而,目前线粒体功能障碍与运动对其的改善作用之间的详细机制仍不完全清楚,未来可开展临床研究验证动物模型结果,深入了解运动对帕金森病患者的益处及机制。

Hemin调控小鼠软骨细胞氧化应激的线粒体途径

背景:研究显示线粒体氧化应激在膝骨关节炎发生发展中具有重要作用,Hemin可以调控线粒体相关蛋白的表达。目的:研究Hemin对小鼠软骨细胞氧化应激的调控及其在膝骨关节炎中的干预作用及机制。方法:①体外细胞实验:提取C57BL/6小鼠的原代软骨细胞,采用10 ng/mL的白细胞介素1β诱导构建体外骨关节炎软骨细胞模型,使用CCK-8法确定Hemin(0,1,10,20,40,80,160μmol/L)干预小鼠软骨细胞的最适浓度。将软骨细胞随机分为正常组、模型组(白细胞介素1β)、Hemin组(白细胞介素1β+Hemin)。检测各组软骨细胞的活性氧、线粒体膜电位和凋亡情况。②动物体内实验:将成年C57BL/6小鼠随机分为正常组、模型组(骨关节炎),Hemin(骨关节炎+Hemin)组,每组8只,Hemin治疗4周后观察小动物行为学及膝关节病理组织形态学变化,检测软骨组织细胞外基质相关蛋白表达及软骨组织细胞凋亡的变化,检测软骨组织Nrf2/HO-1蛋白的表达水平。结果与结论:①体外细胞实验:Hemin作用于原代软骨细胞的最适浓度为40μmol/L,经过Hemin处理的白细胞介素1β诱导的软骨细胞相对于模型组活性氧水平明显较少,线粒体膜电位明显有改善,软骨细胞凋亡减少。②动物体内实验:Hemin治疗4周后,与模型组比较,Hemin组的小鼠下肢功能明显转好,组织病理学评分显著改善,膝关节软骨细胞凋亡明显减少。③结果表明,Hemin可以缓解白细胞介素1β诱导下的小鼠软骨细胞氧化应激,恢复线粒体功能,减少细胞凋亡。Hemin可以改善膝骨关节炎细胞外基质降解、促进软骨细胞合成代谢、降低分解代谢及减少软骨细胞凋亡,可能是通过激活炎症环境中软骨细胞Nrf2/HO-1信号通路发挥的作用。