低氧感受及其信号转导机制研究进展

机体和细胞能够感受与识别环境氧浓度的改变 ,并将低氧信号传入细胞内调控低氧敏感基因的表达。颈动脉体Ⅰ型细胞的氧敏感离子通道能够感受氧分压的降低 ,通过细胞膜上离子通道的开 -关来调节神经递质的释放 ,以调节呼吸功能。普遍认为细胞表面的氧感受器是一种血红素蛋白 ,能感受细胞周围环境氧浓度变化。其中辅酶Ⅱ氧化酶 (NADPHoxidase)被认为是最可能的氧感受器 (oxygensensor)。它可把细胞周围环境中的O2 转变为H2 O2 ,由H2 O2 充当信使分子。氧浓度高时 ,H2 O2浓度升高 ,低氧时则降低。通过H2 O2 浓度的变化把氧分压 (PO2 )变化的信息传入细胞内 ,调节低氧敏感基因的表达。在低氧信号转导过程中 。

低氧诱导因子与氧感受器

低氧诱导因子 (HIF)是人们探索低氧调节促红细胞生成素 (EPO)机制的过程中被发现的 ,HIF是 EPO低氧调节的关键转录因子 ,也是其他各种低氧诱导基因调节的关键转录因子 ,它的活性复合体是由 2个亚单位组成的异构体。近年来 ,通过对 HIF低氧调节的深入研究 ,发现了 2种氧依赖酶 :脯氨酸和天冬氨酸羟化酶 ,这是高等生物中首次被系统研究的氧感受器。本文分别从 HIF的结构功能、低氧对

与低氧反应相关的氧感受器研究新进展

在20世纪早期,生理学家和生物化学家就动物和人类组织细胞对其所处的环境氧浓度变化是如何应答的进行了深入的研究,并设计出一条氧感受器-信号传导-效应基因的低氧反应通路的模式。随着对低氧信号通路的研究,氧感受器的定义不再局限于以往的外周感受器（如颈动脉体、主动脉体等）和中枢感受器（延髓腹外侧细胞群）,也不再集中于某一具有感受氧浓度变化的组织结构,而已延伸到存在于某些细胞或由其分泌的一些因子（如HIF-1α）或单一分子结构（如CO）。

高原哺乳动物低氧感受器的研究进展

目前,已发现了许多与氧感受器相关的基因,如血红素蛋白、NADPH氧化还原酶、线粒体电子传递链成分、天冬酰胺羟化酶及HIF1等。虽然低氧研究在哺乳动物的器官水平及分子水平取得了很大的进展,但是低氧信号传导机制并不是很清楚。作者综述了高原地区哺乳动物低氧感受器方面的进展,通过对高原地区哺乳动物机体对低氧适应的机制进行总结,帮助人们了解哺乳动物对高原低氧环境的适应机制。

细胞氧感受器:天冬酰胺酰羟化酶

缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factor,HIF)是异二聚体的转录因子,由氧敏感的α亚基和在细胞内稳定表达的β亚基组成,在细胞缺氧应答反应中起核心作用.缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶(prolyl hydroxylase domain-containing proteins,PHDs)和天冬酰胺酰羟化酶,即缺氧诱导因子抑制因子(factor-inhibiting HIF,FIH)是调节缺氧诱导因子蛋白质水平和活性的2类关键酶,它们自身的催化活性受细胞内氧张力的调节,因而被称为细胞氧感受器.目前,大多数的研究都集中于PHDs,而对FIH的研究相对较少.本文主要就FIH的发现、晶体结构、生物学特征以及表达水平和活性调节等方面作一综述.

柴油机尾气颗粒物及关键组分苯并[a]芘通过靶向氧感受器调控无氧代谢促进心肌缺血缺氧损伤

[背景]柴油机尾气颗粒物(DPM)及其多环芳烃(PAH)组分暴露与缺血性心脏病(IHD)的发病和死亡密切关联,但DPM暴露作用于心肌缺血缺氧损伤的关键组分、作用机制和靶点尚不清楚。[目的]探讨DPM作用心肌缺氧损伤的关键PAH组分,阐明氧感受器调控的无氧代谢在DPM及关键PAH组分致缺氧损伤中的作用,以及关键PAH组分作用靶点。[方法]采用人源心肌细胞系AC16细胞,于2%O2条件下,在完全培养基或低血清培养基中经0、1、5、10μg·mL^(−1)的DPM暴露12 h,采用蛋白免疫印记法测定缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、Bax、裂解半胱天冬酶3(Cleaved-caspase3)蛋白表达,筛选出DPM促进缺血缺氧效应更加明显的培养基条件。正常条件下PAH暴露12 h,检测细胞活力。在缺血缺氧模型中,选择0、0.005、0.5、5μg·mL^(−1) PAH暴露12 h,测定HIF-1α、Bax和Cleaved-caspase3蛋白表达。DPM或PAH暴露12 h后,测量细胞中丙酮酸和乳酸的含量。并使用糖酵解抑制剂GSK2837808A进行预处理,探究糖酵解在DPM及苯并[a]芘(BaP)诱导缺氧损伤中的作用。采用分子对接技术分析PAH与氧感受器缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶(PHD2)和天冬酰胺羟化酶(FIH1)之间的结合亲和力,进一步测定DPM或BaP处理12 h后PHD2、FIH1和羟基化缺氧诱导因子-1α(OH-HIF-1α)蛋白表达。[结果]缺氧条件下,低血清培养基中DPM暴露后,HIF-1α、Bax和Cleaved-caspase3表达变化明显(P<0.01),选择缺氧低血清培养基作为模拟缺血缺氧的基础条件。蒽未诱导细胞活力降低(P>0.05),其余PAH在1μg·mL^(−1)以上时诱导细胞活力降低(P<0.05)。与对照组相比,不同浓度BaP暴露均上调HIF-1α蛋白表达(P<0.05),并且0.5和5μg·mL^(−1) BaP暴露诱导Bax和Cleaved-caspase3蛋白水平升高(P<0.01)。1、5和10μg·mL^(−1) DPM或0.5和5μg·mL^(−1) BaP暴露后,均诱导细胞内丙酮酸和乳酸含量增加(P<0.05)。与DPM或BaP暴露12 h相比,糖酵解抑制剂共处理组HIF-1α、Bax和Cleaved-caspase3蛋白水平减少(P<0.05)。5种PAH与氧感受器PHD2与FIH1的结合能力均较强,其中BaP最强。与对照组相比,DPM或BaP暴露不影响PHD2与FIH1蛋白水平(P>0.05),但BaP暴露下调OH-HIF-1α蛋白水平(P<0.01)。[结论]BaP暴露可以促进心肌细胞缺氧及损伤,是DPM作用于心肌缺血缺氧损伤的关键PAH组分。BaP暴露通过结合PHD2,抑制PHD2对HIF-1α的羟基化作用,减少OH-HIF-1α蛋白水平,诱导HIF-1α积累,继而调控心肌细胞无氧代谢增加,促进心肌细胞缺血缺氧损伤。

缺氧性肺血管收缩中氧感受器机制的研究进展

缺氧性肺血管收缩（hypoxic pulmonary vasoconstriction,HPV）是肺动脉应对缺氧环境所产生的生理反应,近年研究发现肺动脉平滑肌细胞（pulmonary arterial smooth muscle cell,PASMC）的氧感受器机制是诱发HPV产生的主要原因.这些对氧分压（pressure of oxygen,PO2）微小变化极度敏感的感受器装置通过调节机体的呼吸和循环来维持正常生理范围的O2供给.HPV可以改变血流走向,在某些疾病中,如肺气肿和囊性纤维化等,可引发缺氧性肺动脉高压,最终导致右心衰.本综述旨在明确HPV中缺氧反应耦合的氧感受器机制,分别阐述线粒体的氧感受器机制、细胞膜的氧感受器机制、细胞质的氧感受器机制,并据此为氧感受器机制的可行性假说提供评估依据,以促进对相关疾病的病理生理学机制及治疗方法的理解和改良.

氧感受与适应机制的研究进展

机体在低氧状态下会产生一系列生理反应,以适应生理功能的需要。该反应包括肾脏在内的全身各个器官和细胞分子水平的动员,并随着低氧程度和持续时间不同而变化,细胞从适应到产生损伤性改变。过去20多年来,低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor, HIF)调控机体红细胞生成的机制逐渐被阐明,这同时也为诸如肾性贫血之类的低氧相关性疾病的治疗开辟了新的方向。本文对细胞氧感受与适应机制方面的研究进展进行综述。

氧感受器及其信号转导机制的研究进展

背景 机体内存在各种氧感受器和一系列的氧感受机制以维持体内氧的稳态,以避免因氧分压（partial pressure of oxygen,PO2）剧烈改变而造成机体损害.因此人们日益关注其具体的机制. 目的 对已知的氧感受器及低氧感受和信号转导机制的基础研究和进展进行总结. 内容 分别详细阐述各类已知的氧感受器,氧感受机制和低氧信号转导. 趋向 低氧感受及缺氧反应的机制非常复杂,深入的研究对临床上预防、诊断和治疗缺氧性疾病有重要作用.

吸氧方式对心脏瓣膜病患者术后康复的影响

目的探讨吸氧方式对心脏瓣膜病患者术后康复的影响。方法选取144例行瓣膜置换术的心脏瓣膜病患者,根据入院时间不同分为对照组(82例)和观察组(62例)。停用呼吸机后,对照组采用鼻导管吸氧法,观察组采用普通面罩吸氧法。比较两组吸氧前后血气指标[动脉血氧分压(PaO_(2))、动脉血二氧化碳分压(PaCO_(2))及血氧饱和度(SaO_(2))]水平、并发症发生情况、吸氧感受及住院时间。结果吸氧后,两组PaO_(2)、SaO_(2)水平均高于吸氧前,PaCO_(2)水平均低于吸氧前,且观察组PaO_(2)(97.29±1.46)mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)、SaO_(2)(96.43±2.16)%高于对照组的(94.53±2.84)mm Hg、(93.57±3.13)%,差异有统计学意义(P<0.05);吸氧后,两组PaCO_(2)水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组并发症发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。观察组患者憋气不适、妨碍交流、影响生活及护理发生率分别为19.35%、90.32%、82.26%,高于对照组的3.66%、0、7.32%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论相较于鼻导管吸氧法,普通面罩吸氧法改善心脏瓣膜病患者术后血气指标水平的效果更好,住院时间较短,但患者吸氧感受舒适度较低,临床可根据患者具体情况选用。

低氧适应的线粒体调控机制研究进展

氧气对于生物体不可或缺,当细胞面临低氧胁迫时通过诱导低氧基因做出应答。长期以来线粒体都被认为是氧浓度感受器,其呼吸链为低氧信号产生所必需,但具体机制仍不清楚,可能通过呼吸链产生ROS调控PHD活性或ROS、NO共同作用蛋白酪氨酸硝化反应产生低氧信号;线粒体基因突变和细胞代谢通路改变、呼吸链效率调控也在机体低氧适应过程中发挥重要作用。本文对线粒体如何参与生物低氧适应的机制进行综述,以期引起更多研究者对生物低氧适应的关注和对线粒体更深入系统的研究。

低氧反应通路

氧对生命活动的重要性被发现以来 ,人们对低氧作用的研究 ,先后经历了由经典低氧反应效应到红细胞生成素 (EPO) ,由EPO到低氧诱导因子 1(HIF 1) ,由HIF 1到一系列低氧反应基因 ,再到氧感受 ,历时 2 0 0余年。直到 2 0世纪 90年代 ,人们才初步勾划出一条由氧感受器一信号转导一效应基因的低氧反应通路的现代轮廓 ,为进一步研究既提供了重要基础 ,也提出了诸多关键课题。随着这一通路研究的深入 ,人们可望在 2

免疫细胞缺氧反应及其机制

免疫细胞常处于病理性或生理性缺氧环境中,缺氧可以明显影响免疫细胞的多种生物学功能。在诸多病理情况下,如感染、炎症、创伤、休克、肿瘤、器官移植等,常发生缺氧,从而引起免疫细胞缺氧反应和功能改变。现就此作一综述。1细胞氧感受器细胞缺氧反应涉及细胞内氧感受机制。

耐辐射奇球菌光敏色素基因缺失突变株的构建及其功能研究

利用PCR和体内同源重组技术,对耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans R1)中光敏色素基因诱导缺失突变,构建了突变株bphP-。对突变株分别进行不同剂量电离辐射(IR)和不同浓度过氧化氢(H2O2)处理,并以野生株R1做对照。结果表明:与野生株相比,突变株bphP-对过氧化氢的敏感性明显上升,而对电离辐射的抗性野生型基本不变。不同性质的光照试验显示,强白光对野生菌株和光敏色素突变的耐辐射奇球菌都具有显著的抑制菌落生长作用,两者差异不明显。红光和蓝光对野生株和突变株的生长都没有明显的抑制作用。强白光照射对没有光敏色素调控体系的大肠杆菌K12菌株抑制不明显。因此,耐辐射奇球菌中光敏色素可能主要是作为氧化环境信号传递和调控的蛋白。

红细胞生成素的研究进展

红细胞生成素(erythropoietln,EPO)的研究始于1906年。1957年发现合成EPO的器官是肾脏和1984年重组人EPO的研究成功,使EPO的研究发生了两次质的飞跃。近年来,人们对EPO做了大量的研究,取得了一定的成果。本文根据目前对EPO的研究进展进行综述。