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。

基于线粒体动力学途径探究小分子Sigma-1受体对顺铂诱导的急性肾损伤模型的治疗作用

目的:基于线粒体动力学途径变化下探究小分子Sigma-1受体对顺铂(CDDP)诱导的急性肾损伤(AKI)的影响。方法:实验分为对照组、PRE-084组、CDDP组、CDDP+PRE-084组,共4组,每组10只小鼠,CDDP组和CDDP+PRE-084组经腹腔注射CDDP(15 mg/kg)诱导AKI模型,随后PRE-084组和CDDP+PRE-084组经腹腔注射PRE-084(0.6 mg/kg),每日1次,连续7 d;结束后,全自动生化仪进行血清尿素氮(BUN)与血清肌酐(Scr)水平检测,酶联免疫吸附法(ELISA)测定尿液中肾损伤分子1(KIM-1)含量,苏木精-伊红(HE)染色观察肾组织病理形态学变化,TdT介导的dUTP缺口末端标记(TUNEL)法检测肾脏细胞凋亡情况,透射电子显微镜观察肾脏组织线粒体超微结构,生物发光技术检测肾脏组织三磷酸腺苷(ATP)产生水平,免疫荧光双染测定肾脏组织中Sigma-1受体与Mfn2定位表达,蛋白质免疫印迹法(Western blot)测定肾脏组织内线粒体分裂蛋白Drp1、Fis1与线粒体融合蛋白Opa1、Mfn1的表达。结果:与CDDP组比较,CDDP+PRE-084组小鼠血清BUN和Scr水平、尿液KIM-1水平均降低(P<0.05),肾脏组织病理损伤情况得到明显改善,TUNEL阳性细胞率减少(P<0.05),线粒体肿胀、碎裂及空泡变性程度减小,形态恢复,肾脏组织ATP含量升高(P<0.05),Sigma-1受体与Mfn2荧光染色增强,Drp1、Fis1蛋白相对表达量下调且Opa1、Mfn1蛋白相对表达量上调(P<0.05)。结论:线粒体分裂与融合途径介导了CDDP所致小鼠AKI的发生,Sigma-1受体通过调控线粒体动力学途径对CDDP诱导的AKI小鼠起到保护作用。

小分子泛素相关修饰物蛋白修饰对于发动蛋白相关蛋白1维持线粒体动力学平衡的影响

线粒体是细胞内能量代谢的中心,对于维持细胞稳态而言,其形态和功能的调控至关重要。小分子泛素相关修饰物蛋白(small ubiquitin-related modifier protein,SUMO)修饰和发动蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,DRP1)在细胞调控中扮演着重要角色,尤其与线粒体动力学密切相关。SUMO修饰是一种重要的蛋白质修饰形式,通过将靶蛋白与SUMO相连来调节这些蛋白质的功能。而DRP1是线粒体分裂蛋白,负责调节线粒体的形态和功能。近年来研究发现,SUMO修饰与DRP1之间存在复杂的相互作用网络,对于线粒体的分裂、融合、自噬等起着重要作用。在DRP1的可变结构域中,有8个赖氨酸残基可以在线粒体锚定蛋白连接酶(mitochondrial-anchored protein ligase,MAPL)的作用下完成SUMO修饰。并且不同亚型的SUMO蛋白对于DRP1功能的调节也不同。SUMO1修饰会使DRP1向线粒体富集,促进线粒体的分裂;SUMO2/3修饰会使DRP1向细胞质转移,减少线粒体的分裂。在实际的细胞程序中,不同亚型SUMO的修饰水平往往是由SUMO特异性蛋白酶(SUMO-specific proteases,SENPs)的类型决定。线粒体作为细胞中重要的能量供应细胞器,其动力学的异常往往会导致诸多疾病的发生,例如:心肌缺血再灌注性损伤、阿尔茨海默病、脑血栓、视网膜病变等。本文综述了SUMO修饰与DRP1之间相互作用对于线粒体动力学调控的研究进展,为进一步揭示细胞调控机制和发展相关疾病的治疗策略提供一定的参考。

线粒体动力学相关蛋白与缺血性脑卒中研究进展

缺血性脑卒中是临床常见的急危脑血管病,对人类健康构成了极大的威胁。近年来,随着对缺血性脑卒中的深入了解,其诊断和治疗取得了显著进展。然而缺血性脑卒中的病理机制极其复杂,目前的治疗手段也受到部分限制。研究显示,线粒体功能障碍在缺血性脑卒中的发病机制中起着重要的作用。通过线粒体动力学调控线粒体功能对于改善脑缺血神经细胞的损伤至关重要。文章就线粒体动力学的分子机制及对缺血性脑卒中的作用进行综述,以期为缺血性脑卒中的治疗提供有益的参考。

褪黑素通过改善线粒体动力学缓解棕榈酸诱导的牛子宫内膜上皮细胞损伤

旨在探究褪黑素对棕榈酸(palmitic acid,PA)诱导的牛子宫内膜上皮细胞(bovine endometrial epithelial cells,BEECs)线粒体动力学的影响及机制。本试验以BEECs为研究对象,分为3组:对照组、PA组和褪黑素组,其中,对照组添加0.2 mmol·L^(-1)BSA溶剂,PA组添加0.2 mmol·L^(-1)PA,褪黑素组同时添加0.2 mmol·L^(-1)PA和100 nmol·L^(-1)褪黑素。本研究通过CCK8法(n=4)和Annexin V-FITC/PI双染法(n=3)检测细胞活力和凋亡情况;利用细胞流式术检测细胞线粒体内的ROS水平(n=3);进一步使用Seahorse XFe96细胞代谢呼吸动态分析仪检测耗氧率、基础呼吸值、ATP合成能力等线粒体呼吸功能的相关指标(n=4);qRT-PCR法检测线粒体动力学相关基因MFN1、DRP 1和PGC1-α的mRNA表达变化量(n=3);最后通过Western-Blot法检测线粒体动力学相关蛋白MFN1、p-DRP1、DRP1和PGC1-α的表达变化量(n=3)。结果显示:与PA组相比,1)添加褪黑素能显著降低BEECs线粒体ROS水平(P<0.05),并显著提高BEECs活力和显著降低BEECs凋亡率(P<0.05);2)Seahorse结果提示,添加褪黑素能显著提高线粒体基础呼吸值、ATP产量和最大耗氧量(P<0.05),此结果表明褪黑素能改善线粒体功能,促进线粒体有氧呼吸,增加ATP产量;3)qRT-PCR结果表明,添加褪黑素能显著降低MFN1、DRP 1的mRNA表达量,显著提高PGC1-α的mRNA表达量(P<0.05);4)Western-Blot检测发现褪黑素组中MFN1蛋白表达量显著下降(P<0.05),p-DRP1/DRP1和PGC1-α蛋白表达量显著上升(P<0.05)。综上,本研究表明褪黑素可能通过改善BEECs线粒体动力学功能,从而缓解PA诱导下的线粒体氧化应激和提高线粒体呼吸功能,最终增强BEECs活力和降低BEECs凋亡;本研究初步探究了褪黑素对PA诱导BEECs损伤的作用机制,为提高严重NEB奶牛低繁殖力提供了理论依据。

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。

电针对快速老化模型小鼠骨骼肌线粒体动力学的影响

目的观察电针对快速老化模型(SAMP8)小鼠运动功能及骨骼肌线粒体动力学的影响,从线粒体动力学角度探讨电针改善阿尔茨海默病(AD)运动功能障碍的作用机制。方法18只SAMP8小鼠随机分为模型组和电针组,每组9只,另9只同龄抗快速老化(SAMR1)小鼠作为对照组。电针组选取“百会”“大椎”“肾俞”,每日电针20 min,8 d为1个疗程,间隔2 d,共3个疗程,模型组和对照组不予干预。抓力测试、悬挂实验、后肢伸展实验和Morris水迷宫实验检测小鼠运动功能,HE染色观察腓肠肌组织形态,比色法检测腓肠肌组织三磷酸腺苷(ATP)含量,实时荧光定量PCR检测腓肠肌组织视神经萎缩症蛋白1(OPA1)、线粒体融合蛋白2(MFN2)和线粒体动力相关蛋白1(DRP1)mRNA表达,Western blot检测腓肠肌组织OPA1、MFN2和DRP1蛋白表达。结果与对照组比较,模型组小鼠抓力、悬挂实验评分及Morris水迷宫实验平均速度和最大速度显著降低(P<0.01);腓肠肌纤维排列混乱、间隙变宽、细胞核分布不均匀,腓肠肌组织ATP含量显著降低(P<0.01),OPA1、MFN2 mRNA和蛋白表达显著降低(P<0.01),DRP1 mRNA和蛋白表达显著升高(P<0.01)。与模型组比较,电针组小鼠抓力、悬挂实验评分及Morris水迷宫实验平均速度和最大速度显著升高(P<0.01);腓肠肌纤维排列较整齐、间隙变窄、细胞核分布较均匀,腓肠肌组织ATP含量显著升高(P<0.01),OPA1、MFN2 mRNA和蛋白表达显著升高(P<0.05,P<0.01),DRP1 mRNA和蛋白表达显著降低(P<0.01)。结论电针可改善SAMP8小鼠骨骼肌形态结构和运动功能障碍,其机制可能与调节骨骼肌线粒体动力学失衡状态,提高骨骼肌ATP含量有关。

线粒体动力学在糖尿病相关微血管损伤中的作用研究进展

糖尿病是一组因胰岛素分泌不足和(或)胰岛素利用障碍而引发的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等物质代谢紊乱的综合征,临床上以高血糖为其主要特征。随着生活水平的不断提高,人们对高糖、高脂肪、高能量食物的量不断增加,糖尿病的发病率也逐年升高。现如今,糖尿病已成为全球性疾病之一。线粒体分裂与融合可维持线粒体的形态和功能,是线粒体质量控制中不可或缺的一部分。研究发现,线粒体分裂与融合与多种疾病的发生发展密切相关,尤其是糖尿病相关微血管损伤。本文讨论线粒体分裂与融合的相关分子机制及其与糖尿病的关系,为未来糖尿病相关微血管损伤的临床治疗提供新思路。

线粒体动力学在糖尿病并发症中的作用及中医药干预研究进展

线粒体是高度动态的细胞器,为了维持其网络结构的整体稳定性而不断经历着动态分裂及融合,这个过程称为线粒体动力学。越来越多的证据表明,线粒体动力学与糖尿病并发症的发生发展密切相关,而中医药通过干预其中多条途径在糖尿病并发症的防治中具有独特优势。因此,文章以线粒体动力学为切入点,对其在糖尿病并发症中的作用及中医药干预研究进展进行综述。

生物钟调控的线粒体动力学在非酒精性脂肪性肝病中的作用

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种与代谢异常密切相关的疾病,是目前最常见的慢性肝病之一。线粒体是高度动态的细胞器,参与肝脏中的多种代谢和生物能量通路,通过线粒体动力学对环境变化做出高度动态反应。生物钟能够调控线粒体动力学,使其表现出节律性变化。当昼夜节律紊乱时,线粒体动力学失去节律性,使得线粒体不能对不同环境中不断变化的能量需求做出反应,导致NAFLD的发生发展。本文总结了生物钟调控的线粒体动力学在NAFLD病因学中的重要作用。

电针预处理对脂多糖诱导的认知障碍小鼠线粒体动力学的影响

目的观察电针预处理对脂多糖(LPS)诱导的认知障碍小鼠线粒体动力学的影响。方法将45只10~11周龄SPF级雄性C57BL/6小鼠(体重25~27 g)按随机数字表法分为对照组、模型组和电针组,每组15只。模型组和电针组侧脑室注射LPS建立神经炎症诱导的认知障碍小鼠模型,对照组注射人工脑脊液。电针组于造模前对小鼠神庭、百会、足三里、内关行电针治疗,30 min/次,5次/周,连续2周。造模后6 h,每组随机选5只小鼠处死取材,采用酶联免疫吸附试验检测其海马组织肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素1β(IL-1β)水平。造模后24 h,采用旷场实验观察各组剩余小鼠的自发活动和焦虑行为,Morris水迷宫空间探索测试评估认知功能,化学发光法检测各组海马组织腺苷三磷酸(ATP)水平,流式细胞术检测线粒体膜电位(MMP),蛋白质印迹法检测发动蛋白相关蛋白1(DRP1)和线粒体融合蛋白2(MFN2)的表达。结果模型组移动总路程、中央区停留时间和穿越中央区次数与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。电针组移动总路程、中央区停留时间和穿越中央区次数与模型组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。模型组穿越原平台次数和目标象限停留时间百分比及海马组织MMP、ATP、MFN2水平均低于对照组,海马组织TNF-α、IL-1β、DRP1水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。电针组穿越原平台次数和目标象限停留时间百分比及海马组织MMP、ATP、MFN2水平均高于模型组,海马组织TNF-α、IL-1β、DRP1水平低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论电针预处理改善LPS诱导的小鼠认知功能障碍,降低神经炎症,其机制可能与抑制线粒体分裂,促进线粒体融合有关。

基于骨骼肌线粒体动力学探讨健脾清化方对高脂饮食诱导的肥胖小鼠胰岛素敏感性的影响

目的:观察健脾清化方对高脂饮食诱导的肥胖模型小鼠(DIO)胰岛素敏感性的影响,并基于骨骼肌线粒体动力学讨论其作用机制。方法:将30只小鼠随机分为正常组(NOR组,n=6)和模型对照组(n=24),NOR组小鼠予正常饲料喂养。MOD组小鼠利用高脂饲料诱导建立C57BL/6J肥胖模型。将18只造模成功小鼠随机分为模型组(MOD组)、健脾清化方组(JPQH组)、二甲双胍组(MET组),每组6只,分别予生理盐水、健脾清化方(1.3g/mL)、二甲双胍(30 mg/mL)进行干预。干预6周后,称量小鼠体质量,检测空腹胰岛素(FINS)、胰岛素敏感性、葡萄糖耐量,反转录聚合酶链式反应法(RT-PCR)检测小鼠骨骼肌有丝分裂融合蛋白1(Mfn1)mRNA、有丝分裂融合蛋白2(Mfn2)mRNA、视神经萎缩蛋白1(Opa1)mRNA、动力相关蛋白1(Drp1)mRNA、线粒体分裂蛋白1(Fis1)mRNA表达水平,蛋白质免疫印迹法(Western blotting)检测Mfn1、Mfn2、Opa1、Fis1、Drp1、肌球蛋白重链(MYH)蛋白表达水平。结果:干预1周后,JPQH组小鼠体质量低于MOD组(P<0.05);干预2、3、4、5、6周后,JPQH组小鼠体质量与MOD组比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预2、3、4、5、6周后,MET组小鼠体质量低于MOD组(P<0.05);干预1周后,MET组小鼠体质量与MOD组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。JPQH组小鼠FINS水平低于MOD组(P<0.05),与MET组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。IPITT试验中,JPQH组小鼠各时间点血糖水平均低于MOD组(P<0.05);JPQH组小鼠0 min血糖水平高于MET组(P<0.05);JPQH组小鼠30、60、90、120 min血糖水平与MET组比较,差异无统计学意义(P>0.05);JPQH组曲线下面积AUC低于MOD组(P<0.05),与MET组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。OGTT试验中,JPQH组小鼠0 min血糖水平与MOD组比较,差异无统计学意义(P>0.05),JPQH组小鼠30、60、90、120 min血糖水平均低于MOD组(P<0.05),与MET组比较,差异无统计学意义(P>0.05);JPQH组曲线下AUC低于MOD组(P<0.05),与MET组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。JPQH组小鼠Mfn1 mRNA相对表达量低于MOD组(P<0.05),高于MET组(P<0.05);JPQH组小鼠Mfn2 mRNA相对表达量高于MOD组、MET组(P<0.05);JPQH组小鼠Opa1 mRNA相对表达量低于MOD组(P<0.05),高于MET组(P<0.05);JPQH组小鼠Fis1 mRNA相对表达量高于MOD组(P<0.05),低于MET组(P<0.05);JPQH组小鼠Drp1 mRNA相对表达量与MOD组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。JPQH组小鼠Mfn1、Mfn2蛋白相对表达量高于MOD组、MET组(P<0.05);JPQH组小鼠Opa1、Fis1蛋白相对表达量低于MOD组、MET组(P<0.05);JPQH组小鼠Drp1蛋白相对表达量与MOD组比较,差异无统计学意义(P>0.05);JPQH组小鼠MYH蛋白相对表达量低于MOD组(P<0.05),与MET组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:健脾清化方可以降低高脂饮食诱导的肥胖小鼠体质量,改善小鼠的胰岛素敏感性,降低胰岛素抵抗;健脾清化方可能通过影响骨骼肌线粒体动力学进而改善骨骼肌胰岛素抵抗,以稳定血糖。

线粒体动力学与细胞骨架的研究进展

线粒体以腺苷三磷酸(adenosine-5′-triphosphate,ATP)的形式为细胞提供能量,介导细胞凋亡、自噬并参与细胞内钙稳态调节等^([1])。机体通过调控线粒体动力学来维持细胞健康、动态的网络^([2])。众所周知,细胞骨架在维持细胞形态、运动等方面起重要作用。

线粒体动力学及线粒体自噬调控机制在心血管疾病中的研究进展

线粒体动力学及线粒体自噬是线粒体质量控制的两种重要途径,对维持线粒体正常功能至关重要,且线粒体动力学与线粒体自噬之间存在复杂的动态调控网络。心脏收缩需要大量ATP提供能量,因此线粒体质量对于维持正常的心血管功能至关重要。目前认为,线粒体融合与分裂的失衡、线粒体自噬的异常在多种心血管疾病的病理机制中发挥重要作用。因此,深入探讨线粒体动力学及线粒体自噬的分子机制、相互调控关系及其在心血管疾病中的作用可为心血管疾病的防治提供新思路。

线粒体动力学调控肿瘤相关机制的研究进展

线粒体动力学是在生理或刺激状态下,线粒体持续不断的进行分裂和融合,从而调节线粒体在细胞内的分布、数量、大小以及形状的动态平衡过程。在细胞中,线粒体动力学调控与线粒体的功能密切相关,而线粒体的功能包括提供能量、调节钙离子稳态,参与细胞程序性死亡、细胞信号转导、细胞代谢等。在肿瘤中,线粒体动力学调控与肿瘤细胞的增殖、迁移、治疗和耐药等密切相关,因此,线粒体动力学调控成为了肿瘤领域的研究热点,并在肿瘤治疗中显现出巨大潜力。该篇综述中,我们回顾了介导线粒体动力学调控的关键特征,并讨论了线粒体动力学调控肿瘤发生发展的相关机制和其在肿瘤治疗方面的可能。

降糖药与2型糖尿病的线粒体动力学及研究现状

线粒体作为大多数细胞生存的重要细胞器,在细胞能量代谢的过程当中起着十分重要的作用。在2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus, T2DM)作用机制中,尚未明确线粒体动力学功能障碍究竟扮演什么样的角色,是触发因素还是结局指标。随着对线粒体功能的研究深入,发现二甲双胍、恩格列净类、利拉鲁肽类等药物在T2DM治疗当中可能抑制线粒体动力学裂变,改善线粒体功能障碍,在此作一简单综述,为之后线粒体动力学在T2DM治疗当中的研究提供一可能的思路方向。

沉默PDCD4表达可减轻脓毒症血管内皮细胞损伤:基于改善线粒体动力学

目的探究程序性细胞死亡因子4(PDCD4)在缓解脓毒症血管内皮细胞损伤中的作用机制。方法通过体外分别培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC)和小鼠血管内皮细胞(C166)并给予脂多糖(LPS)处理,建立脓毒症血管内皮损伤细胞模型。分别设立对照组(NC)、LPS诱导组(NC+LPS)、si-PDCD4转染组(si-PDCD4)、si-PDCD4转染后LPS诱导组(si-PDCD4+LPS)、si-PDCD4转染后LPS诱导加线粒体分裂激动剂(FCCP)组(si-PDCD4+LPS+FCCP)。通过LC-MS/MS技术,分析PDCD4敲低前后蛋白组学变化。通过RT-PCR检测对照组和LPS组转染前后PDCD4、细胞炎症、凋亡以及线粒体分裂融合相关基因的mRNA表达量的变化;蛋白质印迹法检测线粒体分裂融合关键蛋白FIS1、DRP1和OPA1的表达水平;通过激光共聚焦技术观察JC-1、MitoSOX探针荧光强度以检测线粒体膜电位和线粒体活性氧变化。结果与对照组相比,LPS组炎症相关指标白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF-α)和单核细胞趋化蛋白1(MCP1)基因的mRNA表达升高(P<0.05);PDCD4在脓毒症血管内皮细胞损伤中高表达(P<0.05);蛋白组学分析结果表明,PDCD4敲低与线粒体动力学存在相关性;Westernblot结果表明与对照组相比,LPS组诱导线粒体分裂蛋白FIS1、DRP1表达增加,融合蛋白OPA1减低(P<0.05);MitoSOX和JC-1荧光探针结果提示LPS诱导下内皮细胞线粒体发生氧化应激,膜电位显著降低(P<0.05),敲减组的氧化应激和线粒体膜电位有所缓解。PDCD4敲减后的保护效应可被线粒体分裂激动剂FCCP逆转。敲减PDCD4后能够抑制LPS所引起的炎症和氧化应激水平,线粒体分裂和融合指标恢复平衡。结论沉默PDCD4基因通过调控线粒体的动力学维持线粒体功能正常,减轻氧化应激,从而有利于缓解脓毒症血管内皮细胞损伤。

从“气虚血瘀”病机探析线粒体动力学治疗缺血性心脏病的病理机制

缺血性心脏病是致死率极高的疾病之一,是一种心肌缺血缺氧的状态。心脏是人体高耗能器官,三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)的转移与利用是心肌细胞耗能的主要来源。线粒体是心肌细胞ATP生成的主要场所,维持心肌细胞的代谢,因此作为心肌细胞的“发电站”,线粒体在缺血性心脏病中发挥重要的作用。此外,心肌线粒体氧化代谢为心肌细胞提供能量,虽然心肌细胞在动物出生后不再分裂,但线粒体则可以不断更新。中医“卫气”的物质属性是现代医学的“线粒体”,西医的“线粒体”的功能体现中医“卫气”的作用,心居于胸中,主血脉,为阳中之太阳,气能行血,血液的运动有赖于气的温煦和推动。若气虚则失去温煦和推动,导致血脉闭塞瘀阻,不通则痛,发为胸痹心痛。从气虚血瘀探讨线粒体动力学不仅对于缺血性心脏病的病理机制研究具有重要的指导意义,而且对阐释益气活血法治疗缺血性心脏病的学术思想的科学内涵提供了新的思路和方法。

线粒体动力学与骨相关疾病关系的研究进展

线粒体是高度动态的细胞器,经历生物发生、分裂、融合和线粒体自噬的过程,这些事件统称为线粒体动力学。诸多研究证据表明,线粒体动力学的失衡与骨相关疾病的发生发展密切相关,调控线粒体动力学可为骨相关疾病的防治策略提供新途径。因此,笔者综述了线粒体动力学与骨相关疾病的最新研究进展,希望有助于在线粒体动力学维度上提供治疗骨相关疾病的新思路。

驻景丸加减方对形觉剥夺性近视小鼠线粒体动力学相关蛋白的影响

目的:探讨驻景丸加减方对形觉剥夺性近视小鼠视网膜色素上皮细胞线粒体结构及动力学相关蛋白的影响。方法:3周龄C57BL/6J小鼠随机分为对照组、模型组、中药组,各组均10只。模型组和中药组小鼠右眼采用形觉剥夺方法构建小鼠近视模型,形觉剥夺4wk后,中药组给予驻景丸加减方混悬液0.546g/(kg·d)(0.2mL/d)灌胃,共4wk,对照组、模型组给予等体积生理盐水灌胃。分别于实验开始时和实验结束时,应用A超检测小鼠右眼眼轴长度,带状光检影镜检测小鼠右眼屈光度。实验结束时,透射电镜观察视网膜色素上皮细胞线粒体超微结构,Western blot检测各组小鼠视网膜的线粒体融合蛋白1(MFN1)、视神经萎缩蛋白1(OPA1)、动力相关蛋白1(DRP1)表达,q-PCR检测MFN1、OPA1、DRP1基因表达。结果:实验前,对照组、模型组和中药组小鼠右眼屈光度和眼轴长度均无差异(P>0.05)。实验结束时,与对照组相比,模型组和中药组小鼠屈光度降低、伴眼轴持续延长(均P<0.05),而中药组小鼠眼轴长度明显低于模型组,而屈光度高于模型组(均P<0.05)。Western blot和q-PCR结果示,与对照组相比,模型组和中药组MFN1、OPA1相对表达量均减少、DRP1相对表达量增加(均P<0.05);与模型组相比,中药组MFN1、OPA1相对表达量增加(均P<0.05)。电镜结果示,中药组可见小鼠右眼视网膜线粒体仅轻度肿胀,而模型组可见线粒体明显肿胀、嵴紊乱变空。结论:驻景丸加减方可能通过调控线粒体动力学关键蛋白MFN1、OPA1、DRP1发挥保护视网膜线粒体的作用,对轴性近视小鼠视网膜起保护作用。