线粒体通信与心血管疾病

线粒体参与细胞内多种重要的生理活动,并通过与细胞核、内质网、核糖体、溶酶体以及其他线粒体等细胞结构间的通信,形成了一个维持细胞稳态的动态功能网络。通过线粒体通信的功能网络,细胞能够应对各种环境变化。线粒体通信的失衡会导致细胞稳态的破坏,诱导各种心血管疾病的发生。本文对线粒体与其他细胞结构的通信以及线粒体通信对心血管系统的影响进行了综述。

高温干旱胁迫下三个多年生黑麦草品种叶绿体和线粒体超微结构的变化

以多年生黑麦草的3个草坪型品种爱神特、百舸和球道为试验材料,研究了在高温和干旱胁迫下,各品种叶肉细胞叶绿体和线粒体等超微结构的变化情况。结果表明,35℃连续高温胁迫下3个品种的叶绿体均膨大变圆,并向细胞中央靠拢,且叶绿体内部分布有一定数目的脂质球体;PEG-6000(w/v)溶液(浓度为25%)处理的干旱胁迫下以球道的叶绿体结构受干旱胁迫伤害程度较重,出现基粒和被膜轻度破损,片层膨胀分化或溶解消失。高温干旱胁迫下3个品种的线粒体形态变化不甚显著,但其数量均有所增加,且3个品种叶肉细胞线粒体对高温干旱胁迫的耐受性均强于叶绿体。爱神特对高温干旱胁迫处理的耐受性相对较强,球道和百舸的耐热抗旱性较弱,但两者差异不明显。

黄芪多糖抗心肌缺血再灌注损伤的线粒体机制研究

目的:通过观察黄芪多糖对缺血再灌注损伤大鼠心肌线粒体膜电位、膜通透性转换孔(mPTP)活性及钙离子浓度等指标的影响,以探索黄芪多糖产生心肌保护作用的线粒体机制。方法:健康成年SD雄性大鼠35只分为假手术组、缺血再灌注组、黄芪多糖预处理组、黄芪多糖后处理组、阳性药物腺苷对照组各7只,采用冠状动脉结扎的方法建立大鼠心肌缺血模型,测定心肌线粒体膜电位、线粒体膜通透性转换孔(mPTP)活性、线粒体钙离子浓度及ROS水平等指标。结果:与假手术组比较,缺血再灌注损伤组线粒体膜电位、mPTP的开放程度、线粒体钙离子浓度及ROS水平均显著升高,而经黄芪多糖处理后线粒体膜电位、mPTP的开放程度、线粒体钙离子浓度及ROS水平明显降低。结论:黄芪多糖可通过减轻钙超载,减少ROS产生,降低膜电位水平及抑制mPTP过度开放,从而减轻缺血再灌注损伤对线粒体膜结构的破坏,保护线粒体功能,进而保护心脏舒缩功能。

基于COⅠ的中国西施舌DNA条形码

以我国大连(DL)、日照(RZ)、启东(QD)、长乐(CL)、漳州(ZZ)和北海(BH)6个野生群体西施舌为研究对象,用引物LCO1490和HCO2198扩增线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因片段序列,PCR产物双向测序,用ClustalX进行DNA序列比对,用MEGA4.1和PhyML软件构建NJ树和ML树,用Arlequin3.11软件进行分子方差分析,研究COⅠ这一特定基因区段作为DNA条形码在识别西施舌地理群体的可行性和有效性。结果获得658bp的COⅠ核苷酸片段,其T、C、A、G含量分别为42.4%、14.8%、21.8%、21.0%,A+T(64.2%)含量明显高于G+C含量。变异位点占15.3%(101/658),其中简约信息位点占14.1%。群体内遗传距离为0.0020～0.0043,群体间遗传距离为0.0024～0.0883。群体间氨基酸序列无变异。长乐、漳州群体(DH组)与其他群体(HB组)间有显著的遗传分化(FST=0.956～0.970)。NJ树和ML树显示长乐、漳州群体聚为一支,北方的大连、日照、启东群体和南方的北海群体聚为置信度较高的另一支(BPN=99),2支间的遗传距离为0.0837,是2支内群体间遗传距离的17.8～23.5倍。本研究结果表明,COⅠ基因片段序列作为鉴定福建西施舌条形码是可行的,但不能将其余群体区别开来。

高血压患者及大鼠线粒体ATPase 6基因的克隆、表达与突变研究

目的：研究正常血压与高血压鼠以及正常血压与高血压患者的差异基因。方法：用差别杂交法（Differentialhybridization）筛选正常人心脏cDNA文库的部分克隆，得到多个在自发性高血压鼠（SHR）心肌和高血压患者外周白细胞中高表达的线粒体基因。重组质粒，PCR－SSCP和测序，进行基因突变分析。结果：SHR鼠心肌线粒体ATPase6基因构象改变,8701位碱基由G→A（G8701A），编码的第59位氨基酸密码子由丙氨酸变成苏氨酸；A8708G，编码的第61位氨基酸由组氨酸变成精氨酸。高血压病患者外周血白细胞线粒体ATPase6基因8584位碱基突变（G8584A），编码的第20位氨基酸由丙氨酸变成苏氨酸，这一变化与SHR线粒体ATPase6基因改变相一致。结论：高血压病患者外用血白细胞线粒体ATPase6基因G8584A突变很可能在高血压病心肌肥厚的发生、发展中具有意义，并可能是高血压病的特异性改变。

冬凌草甲素诱导人食管癌SHEE细胞凋亡及其线粒体改变

目的:研究冬凌草甲素(oridonin,ORI)诱导人食管癌SHEE细胞凋亡的效应及其机制。方法:用不同浓度ORI分别作用人食管癌SHEE细胞株不同时间,噻唑蓝比色法(MTT)检测细胞生长抑制率;透射电镜观察细胞超微结构及改变;原位末端标记/碘化吡啶(TUNEL/PI)双染流式细胞术检测细胞凋亡率和细胞周期。结果:ORI对SHEE细胞的生长有显著的抑制作用,64μg/ml的ORI作用24h、48h及72h对SHEE细胞生长的抑制率分别为78.7%、89.5%及91.7%;32μg/ml的ORI作用2h后,电镜下可见线粒体在细胞核出现变化之前已发生形状改变,作用8h后,线粒体内部结构消失,细胞核呈细胞凋亡的典型改变;作用24h后,流式细胞仪检测凋亡率为47.7%,细胞周期图像显示明显的凋亡峰。结论:ORI可诱导SHEE细胞凋亡,其机制可能与线粒体凋亡途径有关。

TRAF1-DsRed真核表达载体的构建及其在COS-7细胞中的定位

目的构建融合蛋白TRAF1-DsRed的真核表达载体及观察TRAF1在COS-7细胞中的表达及定位。方法采用RT-PCR技术从外周血单个核细胞中扩增TRAF1cDNA,定向克隆至真核表达载体pDsRedC1,经脂质体转染COS-7细胞并以间接免疫荧光检测其在COS-7中表达。运用罗丹明123染色和激光共聚焦技术观察TRAF-1在COS-7细胞中的定位。结果转染重组子pTRAF1-DsRed的COS-7细胞可见红色荧光蛋白的表达,TRAF1在COS-7细胞中定位于线粒体。结论成功构建pTRAF1-DsRed融合基因并进行真核表达,确定TRAF-1在COS-7细胞中的定位,为进一步研究有关TRAF1的信号传导通路奠定了基础。

生脉对鼠病毒性心肌病心肌线粒体能量代谢的保护作用

目的:观察生脉注射液对实验性病毒性心肌病小鼠心肌线粒体能量代谢的影响,探讨线粒体能量代谢变化在病毒性心肌病发病中的作用。方法:取Balb/c小鼠,用柯萨奇病毒B3m反复增量感染之,建立心肌病动物模型,生脉干预组小鼠于实验的第60d开始,给予生脉注射液灌胃。存活小鼠:心肌病组(30只)、生脉干预组(36只)。另设正常对照组(13只,给予生理盐水腹腔注射)。104d处死全部小鼠。分别检测3组小鼠心功能及以荧光分光光度计比色法检测其心肌线粒体细胞色素C氧化酶(CCO)活力。结果:病毒性心肌病组小鼠心输出量(CO)[(1.37±0.06)ml/min:(2.13±0.09)ml/min,]、线粒体氧化磷酸化标志CCO活性[(3.06±0.76)k/min.mg:(4.53±1.19)k/min.mg],较正常对照组明显下降(P均<0.01);生脉注射组小鼠CO[(1.58±0.07)ml/min:(1.37±0.06)ml/min],CCO活性[(3.98±0.96)k/min.mg:(3.06±0.76)k/min.mg]较心肌病组明显提高(P均<0.01)。结论:心肌线粒体能量代谢障碍是病毒性心肌病的重要病理生理基础,生脉注射液具有保护线粒体能量代谢作用。

内质网应激联合线粒体在宫内窘迫胎鼠脑神经细胞凋亡中的作用研究

目的:探讨内质网和线粒体在胎鼠缺血缺氧再灌注损伤脑神经细胞凋亡中的联合作用。方法:制备宫内窘迫模型,将其随机分为正常组、缺血再灌注组。以Western blot技术检测葡萄糖调节蛋白78(Glucose regulated protein 78,GRP78),半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(caspase)-9、caspase-12,细胞色素-c(CytochromeC)蛋白表达水平。结果:缺血再灌注组各时间点GRP78蛋白表达水平均高于正常组,于再灌注3h时达高峰,随再灌注时间延长,蛋白表达逐渐减低。缺血再灌注组各时间点caspase-9、caspase-12蛋白表达水平均高于正常组,均于再灌注12h达高峰。缺血再灌注组胞浆cytoronC蛋白表达水平在各个时间点均高于正常组,并于再灌注12h达峰值。结论:内质网和线粒体在宫内窘迫胎鼠脑神经细胞凋亡的发生过程中具有协同作用。

6个近交系小鼠线粒体DNA D-Loop区PCR-RFLP分析

目的：分析T739等6个近交系小鼠线粒体DNAD－Loop区的多态性，探讨近交系小鼠的遗传监测方法。方法：PCR－RFLP技术，即PCR技术结合限制性片段长度多态分析（Restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP）。结果：D-Loop片段经HaeⅢ、HinfⅠ、EcoRⅤ、HindⅢ、HpaⅠ、BamHⅠ、ApaⅠ、NdeⅡ、XhoⅠ、XbaⅠ内切酶消化后．T739、TA2、615、BALB／C、C3H、C57BL／6J小鼠表现出完全相同的酶切格局，未发现多态性。结论：T739等6种近交系小鼠有较近的亲缘关系，遗传背景相对近似。

慢性氟中毒对人胎心肌的影响

对５例氟病区５～７个月胎龄的胎儿心肌进行电镜及体视学检查，发现病区胎儿心肌线粒体肿胀，体积增大及嵴减少或消失，病区胎儿线粒体体积和密度显著大于非病区组，表明过量的氟化物对人胎心肌细胞有明显影响。

放烧复合伤早期心肌能量代谢变化

文中报告了６Ｇｙ放射损伤合并３０％Ⅲ度烧伤后４８ｈ内大鼠心肌线粒体氧化磷酸化功能和肌球蛋白ＡＴＰ酶活力变化与补液的作用。结果表明６Ｇｙ全身照射、３０％Ⅲ度烧伤和放烧复合伤后心肌线粒体氧化磷酸化功能和肌球蛋白ＡＴＰ酶活力显著下降，放烧复合伤时下降更严重。这些变化与伤后动脉血压下降关系十分密切。补液显著改善放烧复合伤后心肌的能量代谢。这些结果揭示缺血缺氧是心肌能量代谢障碍的重要诱因。

胡椒碱对过氧化氢损伤大鼠心肌线粒体的保护作用及机制研究

目的研究胡椒碱抗心肌抗缺血、增强耐缺氧能力及心肌保护作用的机制。方法采用过氧化氢损伤大鼠心肌线粒体模型,观察胡椒碱对心肌线粒体中谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、ATP酶和门冬氨基转移酶(AST)的影响。结果过氧化氢损伤后,大鼠心肌线粒体中MDA水平升高,GSH含量降低,Na+K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性降低,AST活性升高,而胡椒碱可以抑制MDA生成、增加AST活性,提高GSH含量并增强Na+K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性。结论胡椒碱可能是通过升高心肌线粒体GSH,降低MDA及增加Na+K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性来实现其心肌保护作用。

心肌缺血再灌注损伤引发的线粒体功能障碍与黄芪多糖的干预作用

目的:探讨心肌缺血再灌注损伤引发的线粒体损伤机制,以及黄芪多糖对大鼠心肌线粒体的保护作用。方法:健康成年SD雄性大鼠35只,分为假手术组,缺血再灌注组,黄芪多糖预处理组,黄芪多糖后处理组,阳性药物对照组。采用冠状动脉结扎的方法建立大鼠心肌缺血模型。电镜观察线粒体结构变化,测定线粒体内活性氧(ROS)水平,观察心律失常发生情况。结果:与假手术组相比,缺血再灌注组ROS水平显著升高(P<0.05),心肌线粒体超微结构发生破坏,表现出明显的空泡变性,线粒体肿胀,线粒体脊膜破裂,而线粒体损伤积分也有显著升高(P<0.05),同时心律失常评分升高(P<0.05)。黄芪多糖预处理组和后处理组较缺血再灌注组线粒体结构损伤减轻(P<0.05),粒体损伤积分降低(P<0.05),线粒体内ROS水平降低(P<0.05),心律失常显著减少(P<0.05)。结论:黄芪多糖通过降低线粒体内ROS水平,减轻线粒体结构损伤,从而逆转线粒体功能障碍,减少缺血再灌注后恶心心律失常发生,减轻MIRI,从而发挥一定的心肌保护效应。

小白鼠心肌肌原纤维和线粒体年龄性变化的体视学分析

本文采用体视学方法,定量研究了胚胎16日至生后13个月的小白鼠左心室肌细胞肌原纤维和线粒体含量的年龄性变化。从所获得的12个体视学参数的结果分析表明。(1)在发育过程中,心肌细胞产能结构的体积增长快于细胞体积和肌原纤维体积的增长;(2)胚胎末期,心肌线粒体体积显著增大,以满足此时期心脏功能活动增强的需要;(3)线粒体结构的发育至生后20日基本完成,功能的发育于生后60日更完善;(4)生后4日左右是小白鼠心肌线粒体结构改建的重要时期。

放射损伤、烧伤及复合伤时肝线粒体功能障碍与脂质过氧化作用

本文采用小鼠6 Gyγ射线全身照射和20％Ⅲ度凝固汽油烧伤模型,观察了伤后9 d内单伤和复合伤小鼠肝线粒体脂质过氧化物、维生素E及巯基含量、细胞色素氧化酶活力,呼吸控制率和磷氧比值的变化。结果表明脂质过氧化作用在复合伤组早期增加呈现复合效应。维生素E含量在单伤组下降更明显。巯基含量在各伤组变化总趋势是升高。细胞色素氧化酶活力在单放组第7天显著升高。呼吸控制率和磷氧比值以复合伤组下降更明显。实验结果提示伤后肝线粒体呼吸功能障碍与脂质过氧化损伤有一定关系。

小鼠线粒体ATP8基因RNA干扰载体构建

目的:构建ATP合成酶亚基8(ATP8)基因的RNA干扰载体。方法:应用小干扰RNA(smallinterference RNA,siRNA)法表达构建ATP8的RNA干扰载体,重组质粒经BamHI和EcoRI酶切鉴定;选择其中单个克隆进行单向测序鉴定。结果:重组质粒DNA能被BamHI切开而不能被EcoRI酶切,所提质粒为阳性重组载体;测序鉴定结果与设计的shRNA完全一致。结论:成功构建了pG-PH1/GFP/Neo-mouse-shATP8 RNA干扰质粒,为下一步进行ATP8基因RNA干扰在卵母细胞发育成熟中的作用奠定基础。

急性硒中毒后小鼠肝细胞线粒体损伤的时间形态学研究

对急性二氧化硒中毒所致肝细胞线粒体损伤进行时间形态学定量研究 ,以发现其敏感时间点 ,为临床合理地使用硒制剂提供基础资料。雄性BALB/C小鼠 60只 ,随机分为正常对照组与染毒组 ,每组 30只。每组再随机分为 6个时间组 ,每隔 4小时各一组 ,每组 5只。染毒组小鼠以口服LD50量腹腔注射二氧化硒 (SeO2 )。两组均在 1小时后处死。应用体视学方法对肝细胞线粒体的体密度 (Vv)、比表面 (δ)、表面积密度 (Sv)、平均体积 (V)和数密度 (Nv)进行测算。硒中毒后小鼠肝细胞线粒体与对照组相比 ,δ除 0 4 :0 0组外 ,其他时间组则明显减小 (P <0 .0 5) ,最低值出现在 12 :0 0 ;V除 0 8:0 0组外 ,其他时间组普遍增大 ,其中 12 :0 0组明显增大 (P <0 .0 5)。Nv 在 12 :0 0、16:0 0和 2 0 :0 0组与对照组相比明显减少 (P <0 .0 5) ,其他时间组与对照组相比则未见显著性差异 (P <0 .0 5) ;而体密度和表面积积密度则无明显改变。硒中毒可直接导致肝细胞线粒体的损伤 ,表现为线粒体体积增大 ,比表面及数量减少 ,从而导致其功能降低。硒中毒时其线粒体损伤变化表现为夜间较轻 ,白天较重。 0 4 :0 0h可能为肝细胞线粒体的不敏感时间点 ;而 12 :0 0h可能是其硒中毒的最敏感时间点。

胎儿输卵管上皮细胞线粒体的体视学研究

为了探讨线粒体在胎儿输卵管上皮细胞发育中的变化特征，应用体视学方法检测了胎龄１６～３６周胎儿输卵管上皮细胞线粒体的体密度、数密度、平均体积、表面积密度、表面积体积比、平均表面积。结果显示，胎龄２０周前，峡部上皮细胞线粒体的体密度与３０周后的近似（Ｐ＞００５），即大于２０～２９周的（Ｐ＜００５），２０周前峡部线粒体平均体积和平均表面积均较大，而３０周后数密度和表面积密度较大。壶腹部上皮细胞线粒体体密度、平均体积、数密度在３０周前不同孕期间较接近（Ｐ＞００５），３０周后出现明显改变。伞部线粒体体密度、数密度在２０～２９周期间增大（Ｐ＜００５）。峡部和壶腹部线粒体体密度分别在２０周前及３０周前较大，伞部线粒体体密度仅在２０～２９周较大，上述结果表明线粒体占上皮细胞体积之比因部位和孕期而异。

吡那地尔预处理对过氧化氢损伤心肌细胞保护作用的研究

目的 观察不同浓度的H2 O2 对心肌细胞的损伤作用 ,以及吡那地尔对H2 O2 损伤的保护作用。方法 胰酶消化法分离和培养KM乳鼠心肌细胞 ,按照 1× 10 5 ml的密度接种于 96孔培养板。分为正常对照组 ,H2 O2 组 ,观察 40 0、60 0、80 0 μmol LH2 O2 对心肌细胞处理 1、3、6、12、2 4h后MTT比色A值影响 ;用 40 0 μmol LH2 O2 处理心肌细胞后MTTA值的改变 ,以及 1× 10 - 4、1× 10 - 5、1× 10 - 6 mol L吡那地尔对心肌细胞保护作用的观察。结果 H2 O2 对心肌细胞的损伤作用 ,随H2 O2 浓度的增加和作用的时间的延长而加重。以 1× 10 - 5、1× 10 - 6 mol L吡那地尔预处理可以提高经H2 O2 处理心肌细胞的MTTA值 ,其中以 1× 10 - 6 mol L的浓度最佳。结论 心肌细胞对H2 O2 引起的损伤呈明显的剂量及时间依赖关系。小剂量的吡那地尔 (1× 10 - 6 mol L)预处理可明显减轻H2 O2 对心肌细胞的损伤。表明吡那地尔预处理对心肌的过氧化损伤有保护作用。