运动激活PGC-1a/FNDC5/BDNF通路延缓APP/PS1小鼠病理进程的机制研究

探讨PGC-1a/FNDC5/BDNF信号通路在运动改善APP/PS1小鼠认知功能障碍中的作用机制。选用12只4月龄APPswe/PS1转基因雄性小鼠和12只同窝野生型小鼠,随机分AD对照组(AD-C,n=6)、AD运动组(AD-E,n=6)、野生对照组(WT-C,n=6)和野生运动组(WT-E,n=6)。WT-C组和ADC组小鼠安静饲养,WT-E组和AD-E组进行10周中等强度跑台运动干预。采用Western blot法检测实验小鼠海马PGC-1a、FNDC5、BDNF和Aβ蛋白表达情况。结果表明:与AD-C组小鼠相比,AD-E组小鼠海马内Aβ蛋白表达水平显著下(P<0.01),PGC-1a蛋白表达水平显著上升(P<0.01),FNDC5蛋白表达水平显著上升(P<0.01),BDNF蛋白表达显著上升(P<0.01),Aβ蛋白含量显著下降(P<0.01)。由此得到如下结论:长期中等强度的有氧运动激活APP/PS1小鼠海马PGC-1a/FNDC5/BDNF信号通路,降低海马区Aβ蛋白表达,改善APP/PS1小鼠空间学习记忆能力。

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。

早期康复训练对脑梗死患者SIRT1/PGC-1a通路介导氧化应激及细胞凋亡的影响

目的 研究早期康复训练对脑梗死患者沉默信息调节因子1(SIRT1)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(PGC-1a)通路介导氧化应激及细胞凋亡的影响。方法 选择2020年1月至2021年6月期间遵化市人民医院接受保守治疗的急性脑梗死患者,分析病史资料并根据康复训练起始时间分为进行早期康复训练的研究组、进行常规康复训练的对照组。干预前及干预后4周,进行美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)和改良Barthel指数(MBI)评价,检测血清NSE、S100B、MDA、SOD、Bcl-2、Caspase-3含量及外周血SIRT1、PGC-1a的mRNA表达水平,随访起病后1年内脑梗死累积复发情况。结果 两组干预后的NIHSS评分、血清NSE、S100B、MDA、Caspase-3含量降低,MBI评分、血清SOD及Bcl-2含量、外周血SIRT1、PGC-1a的mRNA表达水平增加,以研究组更显著,两组间干预后比较的差异有统计学意义(t=5.927、5.005、14.834、10.068、8.696、14.075、5.843、10.570、9.607、7.223,P<0.05)。结论 早期康复训练促进急性脑梗死患者神经功能恢复的作用与促进SIRT1/PGC-1a通路激活、抑制氧化应激及细胞凋亡有关。

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PPARγ/PGC-1α通路探讨丹参素对糖尿病心肌病大鼠心肌线粒体功能的影响

目的基于过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子1α(PGC-1α)通路探究丹参素对糖尿病心肌病(DCM)大鼠心肌线粒体功能的影响。方法将大鼠随机分为正常组、模型组、丹参素低剂量组(5 mg·kg^(-1))、丹参素中剂量组(10 mg·kg^(-1))、丹参素高剂量组(20 mg·kg^(-1))、二甲双胍组(140 mg·kg^(-1))、丹参素高剂量+GW9662组(20 mg·kg^(-1)丹参素+1 mg·kg^(-1)GW9662),每组12只。除正常组外,其余各组均采用高糖高脂饲料喂养联合腹腔注射链脲佐菌素的方法构建DCM大鼠模型。模型复制成功后,各组按照上述设定剂量灌胃给药,每日1次,连续6周。采用动物血糖仪检测空腹血糖值;超声心动图评估大鼠心功能,包括左室短轴缩短率(LVFS)、左室射血分数(LVEF);HE染色法观察心肌组织病理变化;透射电镜观察心肌组织线粒体超微结构;JC-1染色法检测心肌细胞线粒体膜电位;通过试剂盒检测心肌组织中三磷酸腺苷(ATP)含量及活性氧(ROS)的表达水平;Western Blot法检测心肌组织中PPARγ、PGC-1α蛋白表达水平。结果与正常组比较,模型组大鼠的空腹血糖水平明显升高(P<0.05),LVFS、LVEF明显降低(P<0.05);心肌组织明显受损,心肌线粒体肿胀;心肌细胞线粒体膜电位未降低细胞的百分比明显降低(P<0.05);心肌组织中ATP含量明显降低(P<0.05),ROS表达水平明显升高(P<0.05);心肌组织中PPARγ、PGC-1α蛋白表达明显下调(P<0.05)。与模型组比较,丹参素各剂量组及二甲双胍组大鼠空腹血糖水平明显降低(P<0.05),LVFS、LVEF明显升高(P<0.05);心肌组织损伤减轻,心肌线粒体结构损伤有所减轻;心肌细胞线粒体膜电位未降低细胞的百分比明显升高(P<0.05);心肌组织中ATP含量明显升高(P<0.05),ROS表达水平明显降低(P<0.05);心肌组织中PPARγ、PGC-1α蛋白表达明显上调(P<0.05)。与丹参素高剂量组比较,丹参素高剂量+GW9662组大鼠空腹血糖水平明显升高(P<0.05),LVFS、LVEF明显降低(P<0.05);心肌组织损伤、心肌线粒体结构损伤加重,心肌线粒体肿胀;心肌细胞线粒体膜电位未降低细胞的百分比明显降低(P<0.05);心肌组织中ATP含量明显降低(P<0.05),ROS表达水平明显升高(P<0.05);心肌组织中PPARγ、PGC-1α蛋白表达明显下调(P<0.05)。结论丹参素改善DCM大鼠线粒体功能可能与激活PPARγ/PGC-1α通路有关。

醒脑静调节CREB/PGC-1α信号通路对创伤性脑损伤大鼠神经炎症的影响

目的分析醒脑静调节cAMP反应元件结合蛋白(CREB)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1-α(PGC-1α)通路对创伤性脑损伤(TBI)大鼠神经炎症的影响。方法将75只SD大鼠分为对照组、模型组、醒脑静低剂量组(0.52mL/100g)、醒脑静高剂量组(1.04mL/100g)、醒脑静高剂量组+666-15(CREB抑制剂)组(10mg/kg),每组15只,除对照组外均构建创伤性脑损伤模型,计算大鼠神经损伤严重程度评分(NSS),干湿比重法测定大鼠脑含水量,TUNEL法测定大鼠神经细胞凋亡情况,ELISA法测定大鼠脑组织中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素1β(IL-1β)、白介素6(IL-6)水平,Western blot法测定大鼠CREB/PGC-1α通路蛋白表达。结果与对照组相比,模型组大鼠NSS评分、脑含水量、神经细胞凋亡率、脑组织TNF-α、IL-1β、IL-6水平、p-CREB/CREB、PGC-1α蛋白表达升高(P<0.05);与模型组相比,醒脑静低剂量组、醒脑静高剂量组大鼠NSS评分、脑含水量、神经细胞凋亡率、脑组织TNF-α、IL-1β、IL-6水平降低,脑组织p-CREB/CREB、PGC-1α蛋白表达升高(P<0.05);与醒脑静高剂量组相比,醒脑静高剂量+666-15组大鼠NSS评分、脑含水量、神经细胞凋亡率、脑组织TNF-α、IL-1β、IL-6水平升高,脑组织p-CREB/CREB、PGC-1α蛋白表达降低(P<0.05)。结论醒脑静可能通过激活CREB/PGC-1α通路抑制TBI大鼠神经炎症。

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。

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。

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。

复方鱼腥草提取物对2型糖尿病大鼠肾脏组织中Sirt1/PGC-1α通路的影响

目的探讨复方鱼腥草提取物(牛蒡子及鱼腥草的挥发油、水提物、醇提物的混合物)对2型糖尿病大鼠肾脏组织中Sirt1/PGC-1α通路的影响。方法将SD大鼠随机分为正常组、模型组、罗格列酮组(0.3 mg·kg^(-1))、白藜芦醇组(0.12 g·kg^(-1))及复方鱼腥草提取物组(4.5 g·kg^(-1)),每组10只。采用高糖高脂饲料喂养4周联合小剂量腹腔注射1%链脲佐菌素(STZ,30 mg·kg^(-1))复制2型糖尿病大鼠模型。检测各组大鼠24 h尿蛋白、24 h尿白蛋白、尿肌酐以及血清肌酐水平,计算肌酐清除率、肾脏指数。采用HE染色法观察肾脏组织病理形态学变化;免疫组化法检测肾脏组织中Sirt1表达水平;Western Blot法检测大鼠肾皮质中Sirt1、PGC-1α蛋白表达水平。结果与正常组比较,给药4、8周后,模型组大鼠的24 h尿蛋白及尿白蛋白水平、肌酐清除率、肾脏指数均明显升高(P<0.05);肾小球体积明显增大,可见肾间质伴有炎性细胞浸润,系膜区可见明显扩张;免疫组化显示肾脏组织中的Sirt1表达显著下调(P<0.01);肾皮质中Sirt1、PGC-1α蛋白表达均明显下调(P<0.05)。与模型组比较,复方鱼腥草提取物组大鼠的24 h尿蛋白及尿白蛋白水平、肌酐清除率、肾脏指数均明显降低(P<0.05);肾小球增大、系膜增生与基质聚积均有明显改善;免疫组化显示肾脏组织中的Sirt1表达显著上调(P<0.01);肾皮质中Sirt1、PGC-1α蛋白表达均明显上调(P<0.05,P<0.01)。结论复方鱼腥草提取物对2型糖尿病大鼠的早期肾脏损伤具有保护作用,其机制可能与上调肾皮质中Sirt1/PGC-1α通路有关。

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。

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。

基于AMPK/PGC-1α通路探讨芪参颗粒对心肌梗死后心力衰竭大鼠能量代谢的影响

目的探讨芪参颗粒对心肌梗死后心力衰竭大鼠能量代谢的影响。方法通过左心冠状动脉结扎建立大鼠心肌梗死后心力衰竭模型,将造模成功的大鼠随机分为模型组、芪参颗粒组(2.352 g/kg)和福辛普利组(4 mg/kg),另设假手术组。连续给药12周后,超声检测大鼠心功能,ELISA法检测血清NT-pro BNP、LDH水平,HE染色观察心肌组织病理变化,Western blot法检测心肌组织AMPK、PGC-1α、CD36、CPT-1、FABP蛋白表达。结果与假手术组比较,模型组射血分数(EF)降低(P<0.01),血清NT-pro BNP、LDH水平升高(P<0.01),心肌组织的肌丝排列紊乱,核固缩暗染,炎性细胞浸润,心肌组织AMPK、PGC-1α、CD36、CPT-1、FABP蛋白表达均降低(P<0.01);与模型组比较,芪参颗粒组和福辛普利组EF值升高(P<0.01),血清NT-pro BNP、LDH水平降低(P<0.01),心肌排列变得规律,细胞变性和炎症细胞浸润得到减轻,心肌组织AMPK、PGC-1α、CD36、CPT-1、FABP蛋白表达均升高(P<0.05,P<0.01)。结论芪参颗粒能够改善脂肪酸转运和氧化,恢复心肌能量代谢,显著改善心衰大鼠心功能,该作用可能与其调控AMPK/PGC-1α通路有关。

PGC-1α基因及其单核苷酸多态性与糖尿病肾病的相关性

目的:探讨糖尿病肾病(DKD)易感性与过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子(PGC)-1α基因SNP位点rs8192678的相关性。方法:招募200例糖尿病(DM)患者,无肾脏病损伤,200例DKD患者。利用DNA提取试剂盒提取患者外周血DNA,应用TaqMan-MGB探针法对SNP rs8192678进行基因分型,分析PGC-1α基因rs8192678(G>A)等位基因分布,并评估其与DKD易感性的相关性。利用实时定量PCR检测DM患者和DKD患者血液PGC-1αmRNA表达与rs8192678基因多态性之间的关系。观察不同中医证型DKD患者rs8192678等位基因及基因型频率分布。结果:PGC-1α基因rs8192678基因型GG在DM中比例较DKD更少见(47.5%比72.5%,P<0.001)。在三个遗传模型(加性、显性和隐性)中,在年龄和性别校正后,GG基因型与较高的DKD风险相关(P=0.000)。在DM组和DKD组全血中,AA基因型患者PGC-1αmRNA水平显著高于GG基因型(P<0.01)。PGC1-α基因rs8192678位点的等位基因中,G等位基因频率在所有DKD证型中均较A等位基因频率高。DKD患者中医证候由阴虚燥热证逐渐转向阴阳两虚证过程中,患者GG表达占比逐渐增多。结论:rs8192678的风险相关G等位基因与DKD相关,G等位基因增加了DKD风险,且DKD患者中医证候分型与PGC1-α基因rs8192678多态性位点有内在关系。

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。

基于AMPK/PGC-1α信号通路探讨菟丝子多糖改善大鼠运动能力的作用及机制

【目的】基于腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/过氧化物酶体增殖活化受体γ共激活因子1α(PGC-1α)信号通路探讨菟丝子多糖改善大鼠运动能力的作用及潜在机制。【方法】将大鼠50只分为正常对照组、运动模型组及菟丝子多糖低、中、高剂量组(10、200和400 mg/kg),除正常对照组外,其余各组大鼠进行游泳训练。游泳至力竭后,测定各组大鼠血清抗疲劳指标以及肝组织能量代谢和氧化应激指标,AMPKα和PGC-1αmRNA的表达水平,磷酸化AMPKα(p-AMPKα)、AMPKα和PGC-1α的蛋白表达水平。【结果】与运动模型组相比,菟丝子多糖低、中、高剂量组大鼠游泳力竭时间显著或极显著延长,血清尿素氮、乳酸、皮质酮以及肝组织丙二醛含量极显著减少,血清睾酮以及肝组织糖原、钠钾ATP酶、钙镁ATP酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平显著增加,肝组织AMPKαmRNA及其蛋白表达无明显变化,PGC-1αmRNA及p-AMPKα、PGC-1α蛋白表达极显著增加。【结论】菟丝子多糖可提升高强度大运动量训练大鼠的运动能力,且该作用与抗疲劳、增加能量物质储备、抑制氧化应激及活化AMPK/PGC-1α信号通路等有关。