糖尿病心肌中线粒体膜通透性转化孔变化的研究进展

心肌保护措施在糖尿病心肌病中弱化或缺失的现象已引起研究者们的广泛关注,线粒体膜通透性转化孔(MPTP)异常开放作为细胞死亡的终末环节在糖尿病心肌病的发生及发展过程中起着至关重要的作用。该文重点探讨了糖尿病心肌病MPTP结构、开放程度及其调节机制的变化,同时阐述了糖尿病心肌病中己糖激酶的变化。特异性靶向干预线粒体凋亡途径、抑制MPTP异常开放将成为治疗糖尿病心肌病的新靶点。

线粒体膜通透性转换孔结构与功能研究进展

线粒体膜通透性变化在细胞凋亡或坏死中具有重要作用,线粒体膜通透性转换孔可影响线粒体膜通透性变化。目前对线粒体膜通透性转换孔的分子结构和功能尚不明确。文章对腺嘌呤核苷酸转位酶(ANT)、电压依赖性阴离子通道(VDAC)、亲环蛋白D(Cyp D)、磷酸盐载体(PiC)、Bcl-2蛋白家族等可能参与线粒体膜通透性转换孔结构组成或功能调节的分子研究进展进行综述。

大强度运动对大鼠心肌线粒体膜通透性转换孔状态的影响

目的:观察大鼠一次性大强度游泳运动后不同时相心肌线粒体膜通透性转换孔(PTP孔)的性状和心肌超微结构等指标的变化情况,探讨线粒体损伤与PTP孔变化之间的关系。方法:将32只成年雄性SD大鼠随机分为A组(空白对照组,n=8)和B组(大强度运动组,n=24)。B组又随机分为运动后即刻组(B1组,n=8),运动后12h组(B2组,n=8)和运动后24h组(B3组,n=8)。检测各组大鼠线粒体前向角散射(FSC)、线粒体90°侧向角散射(SSC)和线粒体内Rhodamine123的荧光强度值(FL1);电镜观察各组大鼠左室前壁心肌纤维超微结构变化情况。结果:B2组FSC值显著高于其他3组(P<0.05),B2组SSC值和FL1值显著低于其他3组(P<0.05)。电镜结果表明,大强度运动可造成大鼠心肌线粒体损伤,以运动后12h损伤最为严重。结论:大强度游泳运动可能诱发大鼠心肌线粒体膜通透性转换孔的开放,促使线粒体外的物质内流并影响线粒体内结构的改变;大面积的线粒体损伤可能与心肌线粒体膜通透性转换孔的开放有重要的关联性。

线粒体膜通透性转运孔与缺血缺氧性脑损伤

线粒体膜通透性转运孔（Mitochondrial permeability transition pore,MPTP）是一种横跨于线粒体外膜和内膜之间的跨膜多蛋白孔。缺血缺氧可影响MPTP的功能,引起线粒体膜通透性改变,从而影响线粒体的功能。而线粒体功能障碍在缺血缺氧性脑损伤发生过程中起重要的作用。本文旨在阐述线粒体膜通透性转运孔与脑缺血缺氧性脑损伤之间的关系。

法舒地尔通过调节线粒体膜通透性转换孔的开放减少大鼠缺血再灌注心肌损伤

目的通过观察法舒地尔及线粒体膜通透性转换孔(mitochondrial permeablity transition pore,MPTP)开放剂苍术苷干预下大鼠缺血再灌注心肌的坏死和凋亡情况,探讨法舒地尔是否通过调节MPTP的开放减轻大鼠缺血再灌注心肌损伤。方法 25只Sprague-Dawley(SD)雄性大鼠按随机数字表法随机分为5组(每组5只),除了空白对照组外,建立在体大鼠心肌缺血再灌注模型(缺血35 min,再灌注120 min)。分别予以法舒地尔(0.5 mg/kg)、苍术苷(5 mg/kg)、法舒地尔+苍术苷干预。用3,5一氧化三苯基四氮唑(TTC)检测大鼠心肌梗死面积,末端脱氧核糖核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法(TdT-mediated dUTP nick end labeling,TUNEL)法检测大鼠心肌凋亡。结果法舒地尔组的心肌梗死面积明显比缺血再灌注组的减少,差异有统计学意义(22%±8.2% vs.41%±6.4%,P<0.05);苍术苷组的心肌梗死面积与缺血再灌注组的比较,差异无统计学意义(P>0.05);法舒地尔+苍术苷心肌梗死面积比法舒地尔组的增大,两者比较差异有统计学意义(32%±8.5% vs.22%±8.2%,P<0.05)。与缺血再灌注组比较,法舒地尔组心肌细胞凋亡细胞数下降,差异有统计学意义(10.3±4.5 vs.18.7±5.4,P<0.05);法舒地尔+苍术苷组心肌细胞凋亡指数比法舒地尔组大,差异有统计学意义(13.5±5.2 vs.10.3±4.5,P<0.05)。结论法舒地尔可能通过调节MPTP的开放减少大鼠缺血再灌注心肌损伤。

抑制线粒体膜通透性转换孔开放对心力衰竭的影响

目的观察线粒体膜通透性转换孔开放抑制剂对心力衰竭兔能量底物利用、血流动力学参数及心肌兴奋恢复性质的影响。方法构建容量及压力负荷型心力衰竭家兔离体灌注工作心脏模型,同步测量左室收缩压、左室舒张末压、左室压力最大上升速率及下降速率。程序电刺激诱发心肌动作电位与舒张间期构建心肌动态恢复曲线,利用高效液相色谱法测定衰竭心肌三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、一磷酸腺苷(AMP)含量。结果抑制线粒体膜通透性转换孔开放显著提高衰竭心肌内腺苷酸含量(P<0.05),改善血流动力学指标(P<0.05)及降低恢复曲线斜率(P<0.05)。结论抑制线粒体膜通透性转换孔开放可改善心肌舒缩及兴奋恢复性质,可能与其对衰竭心肌能量代谢的影响有关。

线粒体膜通透性转换孔及其受线粒体ATP敏感性钾通道开放的影响作用机制

线粒体膜通透性转换孔(MPTP)开放是引起线粒体死亡的关键事件,多种因素可引起MPTP开放,其中线粒体ATP敏感性钾离子通道开放对MPTP的影响作用尤其受到学者的关注,在心肌细胞缺血损伤的不同时间作用不同,其作用介质与细胞内Ca2+浓度、线粒体跨膜电位、活性氧簇等有一定关系。

亲环素D介导的线粒体通透性转换孔开放对骨肉瘤MG63细胞生物学行为的影响

目的:探讨干扰线粒体关键蛋白亲环素D(CypD)对骨肉瘤MG63细胞增殖、迁移、凋亡等生物学行为的影响。方法:构建3种转染不同siRNA的MG63细胞系,分别为CypD-siRNA1、CypD-siRNA2和CypD-siRNA3组,采用qRT-PCR和Western blot检测3组细胞中CypD的表达水平,筛选用于后续实验的CypD-siRNA。将MG63细胞分为阴性对照组(转染siRNA-NC)和敲减组(转染CypD-siRNA2)。采用CCK-8法和平板克隆实验检测细胞的增殖能力,Transwell小室实验检测细胞的迁移能力;采用MitoSOX Red检测线粒体活性氧(mROS)水平,钙黄绿素-钴评价线粒体通透性转换孔的开放状态;采用流式细胞术检测细胞凋亡情况,Western blot法检测细胞迁移和凋亡相关蛋白的表达。结果:与CypD-siRNA1组和CypD-siRNA3组相比,CypD-siRNA2组中CypD mRNA和蛋白表达水平下降(P<0.05)。与阴性对照组相比,敲减组细胞克隆形成数和迁移数减少,细胞增殖能力下降,细胞凋亡率升高,N-cadherin和Vimentin蛋白表达水平降低(P<0.05),Bax/Bcl-2、Cleaved Caspase 3/Caspase 3以及E-cadherin和细胞色素C蛋白表达水平升高(P<0.05)。敲减组细胞mROS水平高于阴性对照组,而线粒体通透性转换孔开放程度低于阴性对照组(P<0.05)。结论:敲减CypD表达可上调MG63细胞氧化应激水平,抑制其增殖、迁移能力,并通过线粒体途径诱导其凋亡。

线粒体膜通透性转运孔的研究进展

线粒体膜通透性转运孔(MPTP)是一种跨膜多蛋白孔,在细胞凋亡的过程中起重要的作用。本文简要介绍MPTP的结构、特征、MPTP与凋亡的关系和MPTP在血液病研究中的进展。

光活化BPD-MA对膀胱癌细胞线粒体膜通透性转运孔的影响

目的:探讨光活化BPD-MA对膀胱癌细胞线粒体膜通透性转运孔的影响。方法:应用流式细胞仪分析光活化BPD-MA后膀胱癌细胞线粒体膜通透性转运孔(permeability transition pore,PTP)的开放状况。结果:激光活化BPD—MA光动力作用后线粒体前向光散射(forward light scatter,FSC)分布峰位置由低道数往高道数移动,FSC增大,线粒体膨胀;Rhodamine123荧光分布峰位置由高道数往低道数移动,荧光强度降低,线粒体膜电位下降;90°侧向光散射(90°light scatter,SSC)分布峰位置由低道数往高道数移动,SSC增大,线粒体颗粒性状发生改变。表明激光活化BPD-MA光动力作用诱导人膀胱癌细胞株BIU-87线粒体膜PTP孔开放,而单纯激光照射和单纯光敏剂BPD-MA处理均无明显影响。结论:激光活化BPD-MA光动力作用导致的PTP开放可能是BPD-MA光动力诱导人膀胱癌细胞株BIU-87凋亡的机制之一。

线粒体膜通透性转换孔与非酒精性脂肪肝病

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)包括肝细胞脂肪变性(Hepatic Stestosis)、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)以及由此而引起的肝纤维化和肝硬化(Cirrhosis),更有个别在此基础上发展为肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)。近年来随着生活水平的改善和生活方式的改变,NAFLD的发病率不断升高,但其病因和发病机制尚未完全明了。肝细胞凋亡和半胱天冬蛋白酶系统(Caspase)的激活可能导致了肝脏损伤和NAFLD的进展。线粒体膜通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)是线粒体内外信息交流的中心枢纽,其开放状态可以导致线粒体跨膜电位(ΔΨm)毁减、细胞色素C(Cytochrome-C,Cyt-C)和凋亡诱导因子(apoptosis-inducing factor,AIF)释放到胞浆,从而决定着线粒体功能的发挥并诱导细胞凋亡的发生。因此探讨MPTP与NAFLD的关系对研究NAFLD的发病机制具有重要意义。本文综述了MPTP在非酒精性脂肪肝发病中的作用。

线粒体膜通透性转换孔在大鼠非酒精性脂肪性肝病中的作用研究

随着人们生活水平的提高及生活方式的改变，我国非酒精性脂肪性肝病（N A FLD ）的发生率不断升高，但其病因和发病机制尚未完全明了。近年来关于肝细胞凋亡在其发生发展中的作用研究取得较大进展，揭示了肝细胞凋亡在N A FLD向非酒精性脂肪性肝炎（NASH）及肝纤维化乃至肝硬化、肝癌进展中扮演了至关重要的角色［1，2］。线粒体作为日益受到重视的细胞凋亡调控器，其内外膜上存在有跨膜孔道，线粒体膜通透性转换孔（M PT P）在病理状态下呈持续的开放状态引起线粒体膜通透性转换（M P T ）的发生，使线粒体内外膜间隙中的细胞色素C（Cty‐c）和凋亡诱导因子（AIF）释放到胞质，活化半胱天冬蛋白酶3（caspase‐3）引起瀑布式级联反应，诱导细胞凋亡的发生［3］。本研究通过检测Cty‐c在肝细胞胞质中的表达及肝细胞线粒体于540 nm吸光度（ A 540值）变化以反映M PT P开放情况，同时在NAFLD模型大鼠病情进展过程中选择多个时间点观察肝组织病理学变化、肝细胞凋亡指数（AI）与MPTP开放的关系，以进一步了解MPTP在NAFLD发生、发展中的作用及可能机制。

低氧对小鼠骨骼肌离体线粒体膜通透性转换孔功能的影响

目的:探讨低氧对小鼠骨骼肌离体线粒体膜通透性转换孔(MPTP)功能的影响。方法:雄性SPF级C57BL/6小鼠32只,随机分成低氧组和常氧组,每组16只。两组均用差速离心法分离线粒体。低氧组放入低氧环境中,常氧组置于空气中,30 min后用荧光分光光度计检测骨骼肌离体线粒体膜电位,酶标仪检测MPTP开放程度,ELISA法检测细胞色素C(CytC)含量,分光光度计法检测超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量。结果:低氧组骨骼肌离体线粒体膜电位降低,差异有统计学意义(P<0.05);MPTP开放增加,CytC含量增加,SOD活性降低,GSH含量降低,MDA含量增加,差异均有统计学意义(P<0.01)。结论:低氧可导致小鼠骨骼肌离体线粒体MPTP功能异常,促进MPTP开放、释放CytC,这可能与低氧导致的氧化应激有关。

线粒体膜通透性转换孔与心肌缺血-再灌注损伤的研究进展

缺血性心脏病发病率不断上升,成为全世界致死和致残的首要疾病,严重威胁人类的健康。随着经皮腔内冠脉血管成形术、心脏动脉搭桥术、溶栓等技术的广泛应用,缺血性心脏病的死亡率明显地下降,然而有时候缺血后再灌注,不仅不能使缺血的心肌功能恢复,反而加重心肌的功能障碍和结构损伤,称为心肌缺血-再灌注损伤。

线粒体膜通透性转换孔在细胞凋亡中的作用

线粒体在细胞的各种凋亡途径中起中枢作用,其调控细胞凋亡主要通过线粒体膜通透性转换孔实现,但目前对于线粒体膜通透性转换孔的结构模型、参与细胞凋亡的方式和调控节点尚不清楚。文章从线粒体具体参与凋亡的机制出发,对现在公认的线粒体膜通透性转换孔的结构模型、细胞凋亡状态下线粒体膜通透性转换孔各组分的病理变化以及可能涉及的损伤机制的研究进展进行综述,展望可能实现的调控手段。

铜对肉鸡肝细胞线粒体膜通透性及呼吸的影响

为进一步了解铜对生物体的生物学效应,选用硫酸铜作为铜源,向即时分离的肉鸡肝细胞线粒体培养液内加入终浓度分别为5、10、20μmol/L的铜(以铜计),孵育10 min后,观察肝细胞线粒体膜通透性及呼吸的变化。结果显示,铜对线粒体膜通透性转换孔有较显著的影响,造成线粒体不同程度的肿胀,表现为线粒体悬液在540 nm处的吸光值下降,且铜浓度越高,吸光值下降越明显,在孵育6 min后3种浓度的吸光值下降百分比差异显著(P<0.05)。随着铜浓度的升高,线粒体呼吸逐渐减弱,RCR、P/O、OPR均显著降低(P<0.05),这些变化可能是微量元素铜对生物机体产生毒害作用的本质原因之一。

运动延缓衰老的可能机理:活性氧生成对线粒体膜通透性转换的作用

目的 :以游泳训练为有氧运动模型 ,观察运动对衰老大鼠肝脏线粒体活性氧 (ROS)产生的影响及ROS对线粒体膜通透性转换 (MPT)的作用 ,以探讨运动延缓衰老的线粒体膜分子机理。方法 :1 2只SD大鼠随机分为衰老对照组 (C ,n =6)和衰老训练组 (T ,n =6) ;测定肝脏线粒体ROS生成、MDA含量和MPT。结果 :T组肝脏线粒体ROS生成和MDA含量均显著低于C组 (分别P <0 .0 5和P <0 .0 0 5 ) ;T组线粒体膜通透性转换孔 (PTP)半时开放时间较C组延长 ,即对Ca2 + 的敏感性降低 (P <0 .0 5 )。线粒体PTP半时开放时间与ROS生成和MDA含量呈负相关 (分别为r=-0 .494和r=-0 .479,均P <0 .0 0 1 )。结论 :有氧运动训练可能通过降低衰老组织线粒体ROS产生和减轻氧化损伤 ,而降低线粒体PTP开放的敏感性。

外源性硫化氢后处理对大鼠心肌缺血/再灌注损伤线粒体通透性转换孔的影响

目的探讨硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)供体——硫氢化钠(sodium hydrosulfide,NaHS)后处理对大鼠离体心脏缺血/再灌注损伤时线粒体通透性转换孔(mitochondrial per-meability transition pore,MPTP)的影响。方法 60只♂SD大鼠,随机分为5组(n=12):空白组(Control)、缺血/再灌注组(I/R)、NaHS后处理组(N)、苍术苷组(A)、NaHS后处理+苍术苷组(N+A)。采用Langendorff离体心脏灌注模型。Con组持续灌注120 min,其余各组均平衡灌注30 min,全心缺血30 min,复灌60 min。其中,N组复灌即刻给予含有NaHS的K-H液后处理,A组复灌初给予含有苍术苷(MPTP特异性开放剂)的K-H液灌注10 min,N+A组在NaHS处理后,给予苍术苷处理10 min。记录各组平衡末、复灌10、30、60 min心功能指标。复灌末各组取心脏,TUNEL法观察心肌细胞凋亡情况,氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法分析心肌梗死面积。结果与I/R组相比,NaHS后处理组可改善缺血/再灌注损伤心功能的各项指标(P<0.05),减少心肌梗死面积(P<0.05),降低凋亡指数(P<0.05)。苍术苷则可以取消NaHS的作用。结论外源性H2S后处理能减轻大鼠心肌缺血/再灌注损伤,该作用与其抑制MPTP开放有关。