基于不同组织和器官角度回顾PGC-1α在运动抗衰老中的作用

背景:过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(peroxisome proliferators-activated receptors gamma co-activator 1α,PGC-1α)和衰老密切相关,且其在运动抗衰老中发挥着重要的调控作用,但缺乏从不同组织和器官视角下PGC-1α在运动抗衰老中作用的相关综述。目的:详细回顾PGC-1α在运动抗衰老中的作用,并从不同组织和器官的角度探讨其调控情况。方法:于2023-05-01/07-01进行文献检索。检索范围包括自各数据库建库至2023年7月,并在Web of Science、PubMed、中国知网、万方和维普数据库上进行检索。中文检索词:“PGC-1α,过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α,PPARGC1A,衰老,运动,老年人等”;英文检索词:“PGC-1α,aging,exercise,exercise training,older adults”。运用布尔逻辑运算符将检索词连接进行检索,并制定了相应的检索策略。根据纳入和排除标准进行筛选,最终纳入文献83篇进行综述分析。结果与结论:①PGC-1α是一个重要的转录共激活因子,在维持线粒体功能、调控能量代谢和适应不同代谢需求方面发挥着关键的调节作用。②在线粒体衰老中的多种功能,在多种细胞类型中的调节作用,在多种细胞类型中发挥着重要的调节作用,与炎症途径和氧化还原控制的关系及其相关蛋白修饰和表观遗传变化。③PGC-1α的表达水平能够被运动训练提高,并通过调节线粒体生物发生、能量代谢和抗氧化应激等途径发挥积极的作用,其在运动改善脂肪组织衰老、心血管老化、神经系统老化、肾脏衰老、骨骼肌衰老和肝脏老化等中发挥重要作用。④课题组专家建议未来研究方向包括探索不同类型、强度和时长的运动对PGC-1α表达的调节影响,研究PGC-1α的蛋白修饰和表观遗传变化的调节机制,以及加强对PGC-1α在不同衰老相关疾病中的作用机制的研究。

基于PGC-1α通路探索珍龙醒脑胶囊对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护机制

目的:基于过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α(PGC-1α)通路探索珍龙醒脑胶囊对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护机制。方法:SD大鼠随机分为假手术组(Sham)组、模型组(I/R)组、珍龙醒脑低、中、高剂量组(ZLXNl、ZLXNm、ZLXNh)组。每组12只。除Sham外采用改良的Longa 法复制缺血性脑损伤大鼠模型,造模后除I/R外,3组大鼠分别灌胃给予珍龙醒脑50、100及200mg/(kg·d),I/R组和Sham组同步给予0.9%氯化钠溶液,疗程1周。造模后第6,12,24h进行神经功能缺陷评分;治疗干预1周后采用ELISA法检测海马组织中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛、谷胱甘肽过氧化物酶、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6含量,Western blot 检测核转录因子κB(NF-κB)、PGC-1α、核呼吸因子-1(NRF1)、线粒体转录因子 A(TFAM)的mRNA表达。结果:与I/R组比较,ZLXNm、ZLXNh组各时间点神经功能缺陷评分明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05);珍龙醒脑胶囊各剂量组的 白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α和丙二醛水平显著降低,而谷胱甘肽过氧化物酶显著升高,差异有统计学意义(P< 0.05)。ZLXNl组SOD活性与I/R组比较,差异无统计学意义(P>0.05),ZLXNm、ZLXNh组SOD显著升高,差异有统计学意义(P<0.05)。珍龙醒脑各剂量组海马组织PGC-1α和 TFAMmRNA 表达显著升高(P<0.05),NF-κB蛋白表达在ZLXNm、ZLXNh组显著降低(P<0.05),NRF1蛋白表达在ZLXNm、ZLXNh组显著升高(P<0.05)。结论:珍龙醒脑胶囊可以促进脑缺血再灌注损伤大鼠的神经功能恢复,并抑制氧化应激和炎性反应从而发挥神经保护作用。其机制可能与 NF-κB表达的下调和 PGC-1α 信号通路激活有关。

经皮穴位电刺激通过PGC-1α介导的线粒体生物生成和抗氧化应激改善血管性痴呆大鼠的认知功能

目的探讨经皮穴位电刺激(transcutaneous electrical acupoint stimulation,TEAS)对血管性痴呆(vascular dementia,VD)大鼠认知功能的影响及其机制。方法采用改良的双血管闭塞(2-VO)法建立VD大鼠模型。造模后分别采用TEAS和电针(EA)刺激大鼠百会穴和足三里穴,连续刺激14 d。治疗后,采用新物体识别实验、Morris水迷宫实验、Y迷宫实验评估大鼠空间记忆和学习能力。苏木精-伊红染色观察海马神经元形态;透射电镜观察海马线粒体超微结构;采用酶联免疫吸附测定试剂盒检测大鼠血清中SOD、CAT、GSH-Px、MDA和ROS水平。采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测各组大鼠海马组织中PGC-1α、TFAM、HO-1、NQO1蛋白及细胞质中Keap1蛋白及细胞核中Nrf2、NRF1蛋白的表达。结果治疗14 d后,与模型组比较,VD组大鼠逃避潜伏期缩短,辨别指数、穿越原平台区域次数、原平台所在象限停留时间、交替百分比增加;TEAS可改善VD大鼠海马神经元及线粒体结构,病理染色结果显示神经元排列更规则、分布更均匀,核膜、核仁更清晰,线粒体肿胀减轻,线粒体基质密度增加,线粒体嵴更明显。血清中SOD、GSH-Px和CAT水平显著升高,MDA和ROS浓度降低。TEAS还上调了海马区PGC-1α、TFAM、NQO1、HO-1蛋白和核内NRF2、NRF1蛋白的表达水平,但下调了胞浆中Keap1蛋白的表达。结论TEAS可改善VD大鼠的认知功能,改善海马神经元和线粒体结构,且效果优于电针,其机制可能是激活PGC-1α介导的线粒体生物发生和抗氧化应激,这也为VD的治疗提供了潜在的治疗技术和实验依据。

藤黄健骨胶囊通过SIRT1/PGC-1α/Nrf2信号通路抑制绝经后骨质疏松大鼠成骨细胞凋亡

藤黄健骨胶囊可以提高绝经后骨质疏松模型鼠的骨密度来改善其骨微结构损害,但具体机制尚未阐明。本文主要研究藤黄健骨胶囊抑制绝经后骨质疏松症大鼠成骨细胞凋亡与SIRT1/PGC-1α/Nrf2信号通路的关系,旨在探讨藤黄健骨胶囊对绝经后骨质疏松症的作用机制。采用去卵巢法建立绝经后骨质疏松大鼠模型,分别给予藤黄健骨胶囊(0.09、0.18、0.36 g/kg)灌胃,连续干预8周后进行指标检测。采用TUNEL染色观察股骨组织凋亡情况,结果发现,藤黄健骨胶囊各剂量组股骨组织凋亡阳性细胞和凋亡率均减少(P<0.01)。采用双重免疫荧光染色观察股骨组织成骨细胞中SIRT1、PGC-1α和Nrf2表达水平表达情况,结果发现,藤黄健骨胶囊中、高剂量组成骨细胞PGC-1α表达荧光面积明显升高,各剂量组成骨细胞SIRT1和Nrf2表达荧光面积也明显升高(P<0.01)。qPCR和Western印迹检测股骨组织SIRT1、PGC-1α、Nrf2、Runx2、Bcl-2、Caspase-3和Caspase-9的mRNA表达水平和翻译水平变化,结果显示,藤黄健骨胶囊中、高剂量组股骨组织Runx2 mRNA水平和蛋白质水平、Nrf2蛋白质水平均明显升高,Caspase-9蛋白质水平明显下降,各剂量组股骨组织SIRT1、PGC-1α、Bcl-2 mRNA水平和蛋白质水平、Nrf2 mRNA水平也均明显升高,而其各剂量组股骨组织Caspase-3mRNA水平、蛋白质水平和Caspase-9 mRNA水平均则明显降低(P<0.01)。综上,本研究初步揭示了藤黄健骨胶囊对绝经后骨质疏松模型鼠成骨细胞凋亡的抑制与SIRT1/PGC-1α/Nrf2信号通路有关,SIRT1可能是调控成骨细胞凋亡的重要靶点。

低温对合作猪脂肪组织形态、脂代谢相关基因表达和酶活性及AMPK/PGC-1α通路的影响

旨在探究低温对合作猪脂肪组织形态、脂代谢相关基因表达和酶活性及AMPK/PGC-1α通路的影响。本研究选择75日龄体重相近、健康状况良好的合作猪10头,常温饲养7 d后随机分为对照组((23±2)℃)和低温组((-15±2)℃),每组5头,试验期15 d。试验结束后采集合作猪腋下和腹股沟脂肪组织,采用HE染色观察脂肪组织形态;ELISA法检测脂代谢相关酶活性;荧光定量PCR法检测脂肪棕色化产热基因和脂代谢相关基因的表达;Western blot检测AMPK/PGC-1α通路蛋白的表达。结果发现:与对照组相比,低温处理后合作猪腋下脂肪和腹股沟脂肪呈现褐色化改变,脂肪细胞数量变多且横截面积减小;腋下和腹股沟脂肪中LPL活性,IL-6 mRNA表达量及AMPK、P-AMPK和PGC-1α蛋白表达量极显著增加(P<0.01),LEP mRNA表达量及FAS活性极显著降低(P<0.01);腋下脂肪中UCP3、HSP 70 mRNA表达量显著增加(P<0.05),PPARγmRNA表达量显著降低(P<0.05),AMPK及TNF-αmRNA表达量极显著增加(P<0.01);腹股沟脂肪中AMPK及TNF-αmRNA表达量显著增加(P<0.05),UCP 3及HSP 70 mRNA表达量极显著增加(P<0.01),PPARγmRNA表达量极显著降低(P<0.01);低温处理后合作猪腹股沟脂肪中PGC-1α、ADPN、FAT mRNA表达量和HSL活性极显著增加(P<0.01),但在腋下脂肪中变化不显著(P>0.05)。综上,低温下合作猪腋下脂肪和腹股沟脂肪发生褐色化改变,且脂肪细胞数量增多,面积减小,机体产热增加,脂代谢关键基因LEP、ADPN、PPARγ、FAT及AMPK/PGC-1α通路可能参与机体脂质代谢。

新加苁蓉菟丝子汤经SIRT1/PGC-1α信号通路促进线粒体生物合成以修复卵巢颗粒细胞损伤的研究

目的研究新加苁蓉菟丝子汤对卵巢颗粒细胞线粒体生物合成和线粒体功能的影响。方法采用雷公藤甲素建立人卵巢颗粒细胞(KGN)损伤模型,将细胞分为对照组、模型组、阳性药调经促孕丸组、新加苁蓉菟丝子汤组、沉默信息调节因子1(Silent mating type information regulator 1,SIRT1)抑制剂组和SIRT1抑制剂+新加苁蓉菟丝子汤组。用雷公藤甲素孵育6 h造成颗粒细胞功能损伤后再予SIRT1抑制剂以及空白或含药血清。干预48 h后采用CCK8法检测细胞活力;流式细胞术检测凋亡率;ELISA试剂盒检测抗苗勒激素(Anti-Müllerian,AMH)、促卵泡生成素(Follicle-stimulating hormone,FSH)和抑制素B(Inhibin B,INHB);生化试剂盒检测三磷酸腺苷(Adenosinetriphosphate,ATP)酶;JC-1法检测线粒体膜电位(Mitochondrial membrane potential,MMP);电子显微镜和荧光显微镜观察细胞线粒体形态结构、数量和活性变化;Westernblot检测SIRT1、p-SIRT1、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1(Peroxlsomeproliferator-activated receptor-γcoactlvator-1α,PGC-1α)、核呼吸因子1(Nuclear respiratory factor1,NRF1)和线粒体转录因子(Mitochondrial transcription factor A,TFAM)的蛋白表达;PCR检测SIRT1、PGC-1α、NRF1和TFAM的mRNA表达和线粒体DNA拷贝数(Mitochondrial DNA copy number,mtDNA)。结果中成药调经促孕丸和补肾养血活血复方新加苁蓉菟丝子汤均可提高颗粒细胞活力(P<0.05);降低细胞凋亡率(P<0.05);提高ATP酶活性和MMP(P<0.05);改善线粒体形态结构损伤;增加线粒体数量、活性和mtDNA表达(P<0.01),上调SIRT1、PGC-1α、NRF1和TFAM的蛋白和mRNA表达(P<0.05)。结论新加苁蓉菟丝子汤对雷公藤甲素所致卵巢颗粒细胞损伤具有保护作用,其机制可能是通过调控SIRT1/PGC-1α信号通路促进新生线粒体生物合成以改善线粒体功能障碍。

活性氧自由基清除剂EUK-134对脑缺血再灌注损伤大鼠线粒体相关蛋白PGC-1α和VDAC1的影响

目的 研究活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS)清除剂Eukarion-134 (EUK-134)对大脑中动脉梗死(middle cerebral artery occlusion, MCAO)再灌注大鼠脑内线粒体生物发生相关蛋白——过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α(peroxisome proliferator activated receptor gamma coactivator-1α,PGC-1α),以及线粒体电压依赖性阴离子通道1(voltage-dependent anion channel 1,VDAC1)的影响,探讨脑缺血后ROS含量变化对线粒体结构和功能的影响。方法 将健康雄性SD大鼠采用随机数字表法分为3组:假手术(Sham)组、MCAO组和MCAO+EUK-134 (EUK-134)组,每组6只。使用改良线栓法构建大鼠中动脉梗死模型,模拟缺血90 min后拔出线栓进行再灌注24 h。手术期间持续监测大鼠心率、平均动脉压以及肛温,确保其生理指标维持在正常范围内。EUK-134组大鼠通过皮下注射的方式注射EUK-134(10 mg/kg),Sham及MCAO组大鼠给予等体积溶剂。采用Western blotting法检测大鼠缺血脑组织中PGC-1α的表达。应用免疫荧光染色检测大鼠脑缺血半暗带区VDAC1的表达,利用氧化感应荧光探针(2′,7′-dichlorofluorescin diacetate, H2DCF-DA)染色法标记ROS阳性细胞,并将VDAC1与ROS进行荧光双标染色。结果 (1) MCAO组大鼠再灌注24 h缺血侧脑组织PGC-1α蛋白水平比Sham组明显降低(P<0.05);与MCAO组相比,EUK-134组缺血侧脑组织PGC-1α蛋白水平明显升高(P<0.05)。(2)与Sham组相比,MCAO组大鼠再灌注24 h缺血半暗带区VDAC1阳性细胞数量明显增多(P<0.05),而给予EUK-134处理的脑缺血再灌注大鼠缺血半暗带区VDAC1阳性细胞数量显著低于MCAO组(P<0.05)。VDAC1与神经元标志物NeuN共定位。(3)在MCAO组大鼠缺血半暗带区,VDAC1阳性细胞与ROS共定位,且VDAC1/ROS双阳性细胞数量显著高于Sham组(P<0.05),给予EUK-134的缺血大鼠VDAC1/ROS双阳性细胞数量较MCAO组明显降低(P<0.05)。结论 ROS清除剂EUK-134可以影响线粒体生物发生调节因子PGC-1α和物质运输通道VDAC1的表达,维持线粒体功能,改善脑缺血再灌注损伤。

基于SIRT1/PGC-1α信号通路探讨抑眩宁颗粒干预缺血性眩晕的作用机制

目的:探讨抑眩宁颗粒对沉默信息调节因子1(SIRT1)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)信号通路的调控作用及对缺血性眩晕大鼠眩晕症状的改善作用。方法:对清洁级SD大鼠进行电刺激逃避反射训练3 d后建立缺血性眩晕模型。将大鼠分为模型组、抑眩宁颗粒组(6 g/kg)、SIRT1抑制剂(EX527)组(5 mg/kg)、抑眩宁颗粒+EX527组(抑眩宁颗粒6 g/kg+EX5275 mg/kg),各组给予相应药物干预7 d;另取16只清洁级SD大鼠作为假手术组(进行造模前训练,仅穿线不结扎)。采用跳台逃避实验测定跳台逃避潜伏期;多普勒激光血流仪测量大鼠前庭神经核组织血流量,计算血流量下降率;苏木精-伊红染色观察大鼠脑组织病理特征;酶联免疫吸附法检测大鼠脑组织丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、一氧化氮(NO)、白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量;蛋白免疫印迹法检测大鼠脑组织SIRT1、PGC-1α、B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(Bax)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)蛋白表达水平。结果:与假手术组比较,模型组大鼠脑组织神经细胞变形、固缩和凋亡,跳台逃避潜伏期、给药后血流量下降率、脑组织MDA、NO、IL-1β、TNF-α含量、Bax蛋白表达水平升高(P<0.05),SOD活性、SIRT1、PGC-1α和Bcl-2蛋白表达水平降低(P<0.05)。与模型组比较,抑眩宁颗粒组大鼠脑组织凋亡变异的细胞数量减少,胶质周围的正常细胞数量增多,跳台逃避潜伏期、给药后血流量下降率、脑组织MDA、NO、IL-1β、TNF-α含量及Bax蛋白表达水平降低(P<0.05),SOD活性、SIRT1、PGC-1α和Bcl-2蛋白表达水平升高(P<0.05);EX527组大鼠脑组织神经细胞严重变形,固缩和凋亡现象明显,跳台逃避潜伏期、给药后血流量下降率、脑组织MDA、NO、IL-1β、TNF-α含量及Bax蛋白表达水平升高(P<0.05),SOD活性、SIRT1、PGC-1α和Bcl-2蛋白表达水平降低(P<0.05)。EX527可逆转抑眩宁颗粒对缺血性眩晕大鼠的改善作用(P<0.05)。结论:抑眩宁颗粒可能通过激活SIRT1/PGC-1α通路、抑制氧化应激和炎症反应,进而改善缺血性眩晕大鼠眩晕症状。

PGC-1α诱导细胞周期阻滞抑制肾透明细胞癌的实验研究

目的探讨过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂1α(PGC-1α)在透明细胞型肾细胞癌(ccRCC)中的调控作用。方法本研究收集在郑州大学附属第一医院治疗的98例ccRCC患者的肾癌和癌旁组织,以及患者一般临床资料。利用RT-qPCR法检测不同临床分期和病理分级ccRCC患者组织中PGC1αmRNA的相对表达水平。使用细胞培养模型786-O、ACHN、RCC4等ccRCC细胞系以及人肾皮质近曲小管上皮永生化细胞系(HK-2)探讨PGC-1α在肿瘤细胞中的作用。采用CCK8实验、细胞克隆形成实验、细胞周期测定和蛋白表达检测等方法评估PGC-1α对ccRCC细胞增殖、克隆形成能力以及细胞周期的影响及其机制。结果在ccRCC患者中,与癌旁组织相比,癌组织中PGC-1α的表达水平明显下调,并且PGC-1α的表达水平与肿瘤的临床分期和病理分级相关。体外实验结果表明PGC-1α过表达抑制ccRCC细胞的增殖和克隆形成能力,并诱导细胞周期阻滞。进一步的蛋白表达检测显示,PGC-1α过表达导致细胞周期调控相关蛋白的表达水平发生改变,诱导P16、P21和P27的表达的上调和Cyclin D的下调。结论PGC-1α通过诱导细胞周期阻滞从而抑制ccRCC的发展。

PGC-1α、HIF1A在胃癌中的表达与临床病理特征及预后的关系

目的探讨胃癌组织中过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)和缺氧诱导因子1亚基α(hypoxia inducible factor 1 subunit alpha,HIF1A)的表达与临床病理特征及预后的关系。方法选取2017年1月至2021年12月于南京大学医学院附属苏州医院接受手术治疗的110例胃癌患者为研究对象,免疫组织化学法检测胃癌组织中PGC-1α和HIF1A的表达,分析其与临床病理特征及预后的关系。结果PGC-1α表达与TNM分期、浸润深度、淋巴结转移呈负相关(P均<0.05);HIF1A表达与肿瘤直径、分化程度、TNM分期、浸润深度、淋巴结转移呈正相关(P均<0.05)。在胃癌中PGC-1α与HIF1A的表达呈负相关(r=-0.282,P<0.05)。单因素生存分析表明HIF1A的表达与患者生存时间相关(P<0.05)。结论PGC-1α和HIF1A均与胃癌的多个病理指标相关;PGC-1α和HIF1A可能共同作用于胃癌的发生、进展,其机制仍有待进一步研究。

人参皂苷Rb1通过AMPK/SIRT1/PGC-1α轴调节线粒体裂变融合缓解哮喘气道炎症

哮喘(bronchial asthma)以气道炎症和高反应性为主要特征,严重危害人类健康^([1])。AMP-activated protein kinase(AMPK)作为氧化还原蛋白,能有效调节细胞内氧化应激,可通过激活高度保守的NAD+依赖性去乙酰化酶Sirtuin 1(SIRT1)/NF-κB通路抑制哮喘^([2])。PPARγcoactivator-1α(PGC-1α)在线粒体生物合成和功能调节中得到广泛应用^([3])。人参皂苷Rb1是人参根茎的重要提取物,具有抗炎,抗凋亡,能够抑制哮喘气道高反应性等作用^([4])。本研究探讨了Rb1可能通过激活AMPK/SIRT1/PGC-1α信号轴改善小鼠支气管上皮细胞在CRE诱导下发生的氧化应激线粒体动力学障碍,最终有效缓解哮喘气道炎症的发生和发展。

阿尔茨海默病病变相关脑区Pgc-1alpha敲除小鼠模型的构建

目的:构建在阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)病变相关脑区过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator-1 alpha,Pgc-1alpha)敲除小鼠。方法:引入Pgc-1alpha条件性敲除杂合子小鼠(Pgc-1alphafl/+),通过自交获得Pgc-1alpha条件性敲除纯合子小鼠(Pgc-1alphafl/fl)。将Pgc-1alphafl/fl纯合子小鼠和在AD病变脑区(皮层、海马)特异性表达Cre重组酶的Cre工具鼠(Calb1-Cre)杂交,提取子代转基因小鼠基因组DNA,行PCR鉴定,确定其基因型;采用蛋白免疫印迹技术检测转基因小鼠与野生型小鼠脑区及肾脏PGC-1α蛋白表达。结果:双重PCR鉴定结果显示,同时扩增出400 bp及444 bp条带的小鼠为AD病变脑区Pgc-1alpha敲除纯合子小鼠(Pgc-1alphafl/fl::Calb1-Cre,Pgc-1alpha-/-)。蛋白免疫印迹结果显示,与野生型小鼠相比,条件性敲除小鼠脑区PGC-1α蛋白表达明显减少(P<0.05)。结论:成功构建在AD病变相关脑区Pgc-1alpha敲除小鼠。

激活ALDH2通过上调SIRT1/PGC-1α信号通路减轻小鼠缺氧性肺动脉高压

目的探讨激活线粒体乙醛脱氢酶2(ALDH2)是否可以通过SIRT1/PGC-1α信号通路减轻缺氧性肺动脉高压。方法在体水平:选取8周龄C57 BL/6小鼠40只,随机分成Control组、Hypoxia组、Hypoxia+Alda-1灌胃组及ALDH2特异性敲除组(Hypoxia+ALDH2^(-/-)),10只/组,Hypoxia组小鼠暴露于缺氧条件下(10%O_(2),90%N_(2)),维持每日12 h/12 h的暗/光循环4周,Hypoxia+Alda-1组同时予以Alda-1腹腔注射处理4周,Control组予以常氧环境并给与同等量的溶剂(DMSO+PBS)干预4周。利用超声心动图、右心室导管实验评估右心功能及压力,以右心室压代替肺动脉压;HE评估肺血管重构及右心室损伤情况,免疫荧光检测α-SMA表达,评估肺远端小动脉肌化情况,WGA染色检测右心室横截面积,评估心肌细胞肥大程度,测量右心肥厚指数。检测ALDH2、SIRT1、PGC-1α、P16^(INK4A)、P21^(CIP1)蛋白表达。体外水平:分别设置Control组、Hypoxia组上、Hypoxia+Alda-1组上、Hypoxia+Alda-1+EX527组。利用β半乳糖染色评估各分组小鼠肺动脉平滑肌细胞衰老情况,Western blotting评估各分组蛋白表达情况。结果与Control组相比,Hypoxia组右心室收缩压(RVSP)增高、右室游离壁厚度(RVFWT)增厚、P16^(INK4A)、P21^(CIP1)表达增加(P<0.05)。与Hypoxia组相比,Hypoxia+Alda-1组RVSP降低、RVFWT变薄、P16^(INK4A)、P21^(CIP1)表达降低(P<0.05)。与Hypoxia组相比,Hypoxia+ALDH2^(-/-)组RVSP增高、RVFWT增厚、P16^(INK4A)、P21^(CIP1)蛋白表达增加(P<0.01)。与Control组相比,Hypoxia组细胞衰老比例增加、P16^(INK4A)、P21^(CIP1)表达增加(P<0.01)。与Hypoxia组相比,Hypoxia+Alda-1组细胞衰老比例降低(P<0.01),P16^(INK4A)、P21^(CIP1)(P<0.05)表达降低。与Hypoxia+Alda-1组相比,Hypoxia+Alda-1+EX527组细胞衰老比例增加(P<0.01),P16^(INK4A)、P21^(CIP1)表达增高(P<0.05)。结论ALDH2通过调控SIRT1/PGC-1α信号通路,减轻小鼠肺动脉平滑肌细胞衰老,从而减轻缺氧型肺动脉高压。

PGC-1α介导线粒体生物发生对骨癌痛伴发镜像痛的影响

目的:探讨过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α (peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α, PGC-1α)调控线粒体生物发生对骨癌痛伴发镜像痛的影响。方法:第一部分实验:成年雌性SD大鼠按照随机数字表法分成2组,假手术组(Sham组)与骨癌痛组(bone cancer pain, BCP组),每组10只。第二部分实验:大鼠按照随机数字表法分成3组,Sham+vehicle组、BCP+vehicle组、BCP+ZLN(ZLN005,PGC-1α激活剂组),每组25只。将MRMT-1大鼠乳腺癌细胞注入左胫骨髓腔建立BCP大鼠模型,Sham组大鼠注射等体积Hank's平衡盐溶液。第二部分实验中,BCP+ZLN组大鼠鞘内注射ZLN005(单次单剂量100μg/30μl),Sham+vehicle组与BCP+vehicle组注射等体积溶剂。Western blot用于分析大鼠脊髓中PGC-1α、Nrf1和Tfam蛋白表达量。q PCR用于分析mt DNA相对拷贝数。免疫荧光双标染色分析PGC-1α的分布与细胞定位。结果:单侧癌细胞接种诱导BCP大鼠双侧后爪出现机械性痛觉过敏。ZLN005鞘内注射可减轻BCP大鼠双侧后爪的机械性痛觉过敏。在BCP大鼠的脊髓中观察到PGC-1α、Nrf1、Tfam和mt DNA相对拷贝数水平下降。鞘内注射ZLN005后,PGC-1α、Nrf1、Tfam和mt DNA相对拷贝数的水平升高。PGC-1α在同侧和对侧脊髓背角均有分布。PGC-1α的荧光强度在BCP大鼠双侧脊髓中出现下降。PGC-1α主要与神经元共定位。结论:脊髓中的线粒体生物发生的损伤促进了骨癌痛伴发镜像痛的发生发展。PGC-1α激活介导线粒体生物发生缓解骨癌痛及其伴发的镜像痛。

PGC-1α/Nrf1介导的线粒体生物合成通路在H_(2)O_(2)诱导的心肌细胞衰老中的作用机制

目的探究PGC-1α/Nrf1介导的线粒体生物合成通路在H_(2)O_(2)诱导的心肌细胞衰老中的作用及可能机制。方法培养H9c2心肌细胞,根据实验设计分为对照组、衰老组、PGC-1α激活组,Western blotting检测心肌细胞中p21、p53、PGC-1α、Nrf1的蛋白水平,RT-qPCR检测心肌细胞中p21、p53、PGC-1α、Nrf1的mRNA水平,免疫荧光染色检测p53与PGC-1α共表达水平,试剂盒检测心肌细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)及腺苷三磷酸(ATP)水平,线粒体膜电位(ΔΨm)检测试剂盒检测ΔΨm。结果与对照组相比,衰老组心肌细胞中衰老标志蛋白p21、p53蛋白及mRNA水平增加,线粒体生物合成通路蛋白PGC-1α、Nrf1蛋白及mRNA水平减少;与衰老组相比,PGC-1α激活组p21、p53蛋白及mRNA水平减少,PGC-1α、Nrf1蛋白及mRNA水平增加(P均<0.05)。与对照组相比,衰老组心肌细胞SOD、GSH含量减少,MDA、ROS含量增加,细胞ΔΨm下降,ATP含量减少;与衰老组相比,PGC-1α激活组SOD、GSH含量增加,MDA、ROS含量减少,ΔΨm增加,ATP含量增加(P均<0.05)。结论PGC-1α/Nrf1介导的线粒体生物合成通路在H_(2)O_(2)诱导的心肌细胞衰老中发挥重要作用,激活PGC-1α/Nrf1通路可通过改善氧化应激水平改善心肌细胞的衰老。

高强度耐力运动对食源性肥胖小鼠肝脏CLK2、PGC-1α和PPARα表达的影响

目的:研究高强度耐力运动对食源性肥胖小鼠肝脏蛋白CLK2、PGC-1α和PPARα的影响。方法:雄性4周龄C57BL/6J小鼠,先常规饲料适应性喂养1周,再通过8周高脂饲料喂养建立食源性肥胖小鼠模型,对照小鼠使用常规饲料喂养。肥胖小鼠经1周适应性跑台运动后进行高强度耐力跑台运动,对照小鼠不进行运动训练。运动训练进行8周后获取各组小鼠肝脏并称量肝脏质量;取部分肝脏组织进行HE染色,观察肝脏细胞形态,剩余肝脏组织通过Western Blot方法检测CLK2、PGC-1α和PPARα的表达情况并进行组间比较。结果:①食源性肥胖小鼠肝脏质量明显增加,肝细胞正常形态受到破坏;②高脂诱导能明显增加肝脏CLK2和PGC-1α表达,明显减少PPARα表达;③高强度耐力运动能有效减轻肥胖小鼠肝脏质量并恢复肝细胞正常形态;④高强度耐力运动能明显减少肥胖小鼠肝脏CLK2和PGC-1α表达,明显增加PPARα表达。结论:高强度耐力运动能够明显减少肝脏的脂质积累,改善肝脏脂质代谢情况。

MitoTEMPO通过调控PGC-1α/TFAM信号通路减轻高糖诱导的肾小管上皮细胞损伤的研究

目的:探讨MitoTEMPO减轻高糖诱导的人肾小管上皮细胞损伤的作用机制。方法:人近端肾小管上皮细胞分为对照组、高糖组(30 mmol/L葡萄糖)、实验组(10μmol/L的MitoTEMPO+30 mmol/L葡萄糖)。采用CCK-8法检测细胞生存率,流式细胞仪检测细胞凋亡率,ELISA检测各组丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)表达水平,化学荧光法检测各组活性氧(ROS)含量,qRT-PCR检测各组PGC-1α、TFAM mRNA表达水平,Westernblot检测各组PGC-1α、TFAM表达水平。结果:与对照组相比,高糖组细胞活性降低,凋亡率增加(P<0.05),MDA、ROS表达水平明显升高(P<0.05),SOD和GSH表达水平明显降低(P<0.05),PGC-1α和TFAM蛋白和mRNA水平降低(P<0.05)。与高糖组比较,实验组细胞存活率升高,凋亡率下降(P<0.05),MDA、ROS表达水平明显降低(P<0.05),SOD和GSH表达水平明显升高(P<0.05),PGC-1α和TFAM蛋白和mRNA水平升高(P<0.05)。结论:MitoTEMPO能抑制高糖诱导的肾小管上皮细胞氧化应激和损伤,其机制可能与调控PGC-1α/TFAM信号通路有关。

不同强度急性有氧运动对肥胖小鼠PGC-1α及其下游因子的调控影响

目的:通过高脂膳食诱导肥胖小鼠模型,观察不同强度急性运动对肥胖小鼠PGC-1α及其下游因子的转录与翻译水平的影响,进一步探讨PGC-1α信号在运动减控体重中的生理机制。方法:C57BL/6J雄性小鼠经高脂膳食诱导建模成功后,随机分为安静对照组(C组)、小强度(SE组)、中强度(ME组)、大强度有氧运动组(HE组)。后3组进行不同强度的一次性跑台训练,运动后即刻处死。采用ELISA测定血清TNF-α、IRISIN、MCAD、CPT-1含量;实时荧光定量PCR测定骨骼肌PGC-1α、PPARγ、PPARβ、TNF-α及FNDC5 m RNA相对表达量。结果:与C组比较,SE组小鼠血清MCAD显著性提升(P<0.05);ME和HE组TNF-α显著性下降(P<0.05;P<0.01);CPT-1与Irisin4组间差异不具有显著性(P>0.05);与C组相比,SE、ME及HE组骨骼肌PGC-1αm RNA相对表达量显著性提升(P<0.01);ME与HE组PPARγm RNA显著性增加(P<0.05;P<0.01);ME与HE组PPARβm RNA显著性增加(P<0.01;P<0.05);3个运动组中TNF-αm RNA相对表达量显著性降低(P<0.01);ME与HE组FNDC5 m RNA相对表达量显著性增加(P<0.05)。骨骼肌PGC-1αm RNA与FNDC5 m RNA相对表达量呈显著性正相关(P<0.01);骨骼肌FNDC5 m RNA相对表达量与血清Irisin含量相关性较低(P>0.05);骨骼肌PGC-1αm RNA相对表达量与血清TNF-α含量显著性正相关(P<0.05)。结论:急性有氧运动可以显著增强PGC-1α及其下游因子的转录与翻译水平;小鼠骨骼肌氧化代谢和炎症反应之间可能存在相互拮抗的肌肉分子机制。

PGC-1α与线粒体O生成调控在心血管疾病中的作用

线粒体是一类高度活跃的细胞器,在细胞能量代谢等生命活动中具有重要的作用。线粒体生成,即线粒体的增殖以及线粒体系统合成和个体合成的过程。近年来研究提示,线粒体生成与线粒体的功能调节密切相关,而过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α(peroxisome proliferator-ac-tivated receptor gamma co-activator,PGC-1α)可能是线粒体生成的关键调控因子。特别是在心血管系统中,PGC-1α信号途径调控的线粒体生成可能是维持和修复心肌细胞和血管内皮细胞等心血管系统细胞线粒体功能的主要机制之一,在心力衰竭、心肌肥大、糖尿病心血管并发症等心血管疾病的发生与发展过程中具有重要作用。PGC-1α作为心血管疾病疾病预防和治疗的潜在靶标,将有可能为心血管疾病的防治提供新的策略。

补肾健脾化瘀方对去势大鼠股骨骨髓ERRα和PGC-1α mRNA表达的影响

目的探讨补肾健脾化瘀方对去势大鼠股骨骨髓组织中雌激素相关受体α(ERRα)和过氧化物酶体增殖物活化受体γ协同刺激因子-1α(PGC-1α)mRNA表达的影响。方法 40只7月龄SD雌性大鼠随机分成假手术组、模型组、中药组(补肾健脾化瘀方)、阿伦膦酸钠组。治疗12w后,小动物双能X线检测左侧股骨骨密度,HE染色观察胫骨近端骨形态,QPCR检测骨髓组织中ERRα、PGC-1αmRNA表达水平检测。结果模型组骨密度低于假手术组(P<0.05);中药组与阿伦膦酸钠组骨密度高于模型组(P<0.05),而假手术组、中药组与阿伦膦酸钠组之间无统计学差异。与假手术组相比,模型组骨髓组织中ERRαmRNA表达水平上升(P<0.05),PGC-1αmRNA表达水平下降(P<0.05)。予以药物干预后,与模型组相比,中药组骨髓组织中ERRαmRNA表达水平下降(P<0.05),PGC-1αmRNA表达水平上升(P<0.05);而阿伦膦酸钠组骨髓组织中ERRαmRNA表达水平下降(P<0.01),PGC-1αmRNA表达水平虽呈现增高的趋势,但无统计学差异(P>0.05)。结论补肾健脾化瘀方可能是通过提高骨髓组织中PGC-1αmRNA表达水平,降低ERRαmRNA表达水平,从而提高去势大鼠骨密度。