线粒体蛋白质稳态在运动延缓和改善阿尔茨海默病中的作用与机制研究进展

梳理运动通过调节线粒体蛋白质稳态从而预防和改善阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的研究进展与机制。近年研究发现:AD患者脑内线粒体蛋白质稳态失衡,引发线粒体功能紊乱;运动能够调节脑内线粒体蛋白质稳态,但具体机制尚不明确。运动可能通过4条途径调节线粒体蛋白质稳态进而预防和改善AD:1)激活线粒体未折叠蛋白反应;2)提高线粒体自噬进而清除受损的线粒体;3)调节线粒体蛋白质转运,调控线粒体蛋白质水平;4)改善线粒体氧化磷酸化,调节机体的能量代谢以及降低氧化应激。

线粒体蛋白Bcl-2和Bax在肿瘤发生中作用的初步探讨

目的:研究线粒体蛋白(MAB1273)、Bcl-2、Bax在肾细胞癌(RCC)组织内的表达及相关性分析。方法:采用免疫组织化学SP方法检测9例嗜酸细胞瘤、6例嫌色细胞癌、23例透明细胞癌以及12例正常肾组织中MAB1273、Bcl-2和Bax蛋白的表达。结果:MAB 1273和Bel-2在嗜酸细胞瘤、嫌色细胞癌、透明细胞癌中表达明显高于正常肾组织(P=0.006,P=0.008),Bax在各组间表达无明显差异(P=0.057)。通过秩相关分析,MAB1273的表达与Bcl-2的表达呈正相关(r=0.341,P=0.015),而Bcl-2表达与Bax表达呈负相关(r=0.287,P=0.043)。结论:线粒体蛋白及Bcl-2的高表达、Bax低表达可能共同参与了肾嗜酸细胞瘤、嫌色细胞癌及透明细胞癌的发生,提示线粒体蛋白表达异常参与RCC细胞凋亡调控过程。

心功能衰竭大鼠模型心肌线粒体蛋白的差异表达分析

利用差异蛋白质组的方法识别心功能衰竭大鼠心肌代谢的异常 ,以期发现新的治疗靶点。对大鼠行冠状动脉左前降支结扎 ,术后 4周 ,左心室射血分数达 4 6 .4 %± 10 .9% ,成功建立心功能衰竭大鼠模型。实验动物分心功能衰竭组 (n =8)和对照组 (n =8) ,分别取左心室进行线粒体抽提。利用双向凝胶电泳技术显示差异蛋白的表达谱。再经胶内酶解 ,行质谱鉴定和蛋白数据库分析。结果发现 ,双向电泳显示 3个蛋白位点表达有显著差异 ,其中一条蛋白被证实为乙醛脱氢酶 2 ,它在心功能衰竭心肌中的表达显著下降。在心肌梗死后 3、7、14及 2 8天心肌乙醛脱氢酶 2mRNA的表达呈逐渐下降趋势。结果提示 ,在心功能衰竭大鼠的心肌线粒体中乙醛脱氢酶 2表达显著下调 ,而乙醛脱氢酶与硝酸甘油的转化有关。这为临床心功能衰竭患者使用硝酸甘油提供了很有价值的依据。

V型细胞质雄性不育小麦线粒体蛋白质的研究

本实验以 V型细胞质雄性不育小麦幼穗为材料 ,用蔗糖衬垫法和两相法成功地分离纯化了小麦幼穗线粒体 ,并用 SDS- PAGE电泳方法结合高灵敏度的银染技术对其线粒体蛋白质进行了比较分析 ,发现雄性不育系与相应保持系之间有明显差异 ,不育系 (V1A和 V2 A)均缺少一个分子量为 14k D的蛋白质。线粒体与 V型细胞质雄性不育的产生可能存在着某种特定的关系。

植物线粒体蛋白质组与细胞质雄性不育研究进展

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是植物杂种优势利用的基础,大量研究表明CMS是线粒体基因与细胞核基因互作的结果。蛋白质是基因表达的产物,也是基因功能的执行者,研究线粒体蛋白质有利于探索CMS产生机理。本文综述了CMS相关的线粒体蛋白质的研究进展,并探讨了PPR(penta- tricopeptide repeats)基因的结构特征、生物学功能及对CMS相关基因的表达调控。

玉米T型细胞质雄性不育系与相应保持系线粒体蛋白质组中的差异蛋白

利用固相pH3-10梯度双向凝胶电泳,对玉米T型细胞质雄性不育系(T-CMS)及其相应保持系叶片(苗期、拔节期、孕穗期),胚轴,胚根和花药(花粉母细胞减数分裂期、花粉粒小孢子单一双核期)线粒体蛋白质组中的差异蛋白进行分析。PDQuest 2D图像软件分析表明,苗期和拔节期叶片约有150个蛋白质斑点,胚轴和胚根中可识别出150个线粒体蛋白质斑点,花药中约有100个斑点。利用MALDI-TOF-MS方法,运用MASCOT软件于NCBI进行数据查询,对T-CMS与相应保持系中存在的差异蛋白进行归属鉴定,在T-CMS中存在,保持系中缺失的线粒体蛋白质有:r40c1 protein(胚轴中),mature anther-specific protein,DNA-directed RNA polymerase 23kD subunit,hex- okinaseⅡ和T-CMS中缺失而在保持系中存在的有:glutathione S-transferase,putative protein。其中T-CMS与相应保持系间,线粒体蛋白质组呈现出差异的组织有胚轴、胚根和小孢子单-双核期的花药。叶片的不同发育时期线粒体蛋白质组呈现明显变化,但T-CMS与保持系间没有差异。在小孢子单-双核期(花粉败育期)的花药中,T-CMS与保持系间线粒体蛋白质组出现明显差异,线粒体蛋白质组出现变异的时期与花粉败育时期相一致。

小麦V-CMS和杂种F_1代线粒体蛋白质组表达差异

本研究以V型小麦恢复基因的近等基因系为基础材料,运用蛋白质组学技术对V-CMS及杂种F1黄化苗和幼穗时期线粒体蛋白质表达图谱进行了比较,分析了差异蛋白质点与CMS的关系。主要结果如下:(1)比较了黄化苗和幼穗线粒体蛋白质的表达图谱,鉴定了10个差异表达的蛋白质点,包括与能量代谢有关的F0-F1ATP酶复合物的亚基和一些功能未知的蛋白质;(2)比较了V-CMS及杂种F1线粒体蛋白质表达图谱,鉴定了12个差异表达的蛋白质点,能量代谢相关的F0-F1ATP酶复合物的ATP酶β亚基和NADH脱氢酶亚基J和其他一些未知蛋白。结果表明,线粒体蛋白质的表达具有组织性和时空性;线粒体能够反向调控核基因编码的蛋白质在线粒体内的堆积,V-CMS中不育基因的表达能够调控线粒体内能量代谢相关蛋白质的表达水平,小麦V-CMS败育的发生可能是一种过早的PCD过程。

细胞质雄性不育棉花线粒体蛋白质和DNA的分析

以哈克尼西棉细胞质雄性不育系和保持系的花药及黄化苗为材料，分别对线粒体蛋白质和 ＤＮＡ进行了ＳＤＳ－ＰＡＧＥ、ＲＡＰＤ和ＲＦＬＰ分析。蛋白质ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析表明，在处于败育时期的不 育系花药线粒体内缺少一种约３１ｋＤａ的多肽。 ＲＡＰＤ分析表明，不育系与保持系的线粒体基因组之间 存在着明显的差异。以４个线粒体基因为探针进行的ＲＦＬＰ分析发现，不育系线粒体ＤＮＡ缺少一个 分子量为１．９ｋｂ的与ｃｏⅡ基因具有同源序列的片段。对线粒体基因组的变异与棉花细胞质雄性不育 的关系也进行了初步探讨。

由簇毛麦V染色体引起的小麦-簇毛麦染色体代换系、易位系中线粒体蛋白质组的变化(简报)

线粒体是需氧生物中的一种半自主性细胞器，在能量代谢中，它起了一个关键的作用。柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化过程均在线粒体内完成。线粒体具有高度的生物化学和遗传上的独立性，含有DNA和核糖核蛋白体，负责合成生物体内2％-5％的蛋白质。线粒体DNA具有自身复制能力，控制着众多的遗传性状，在植物中广泛存在的细胞质雄性不育则被认为是由线粒体基因组控制的性状。由于线粒体在能量代谢、遗传性状控制等多方面的功能，近5年中，线粒体蛋白质组的研究引起了研究者们的很大兴趣。

布氏田鼠肝脏内线粒体蛋白含量及细胞色素c氧化酶活性的变化

为探讨线粒体能量代谢中细胞色素c氧化酶(cytochromecoxidase,CcO)在布氏田鼠(Microtusbrandti)生长发育过程中的作用,应用紫外分光光度法测定了不同日龄的幼鼠肝脏内线粒体蛋白含量及CcO活性。结果发现根据幼鼠肝脏内线粒体蛋白的含量可将生长发育大致分为3个阶段:1～3日龄,4～19日龄,20日龄至成体。CcO活性变化趋势则呈倒钟形,以17日龄的CcO活性为最高。据此推测布氏田鼠肝脏内CcO的活性可能与恒温机制的建立有关系。

线粒体蛋白表达与原发性胆汁性肝硬化病情进展的相关性

目的探讨线粒体蛋白对于原发性胆汁性肝硬化(PBC)病情进展的诊断价值。方法收集120例PBC患者肝组织活检标本,其中60例为PBC初期破坏性胆管炎期,60例为PBC终末期肝硬化期,通过AST和ALT水平、免疫组织化学染色及小胆管与胆管量化分析,探究丙酮酸脱氢酶复合-E2(PDC-E2)、细胞色素C氧化酶亚型I(CCO)、微管相关蛋白轻链3β(LC3)、p62、p 16INK4a及p 21WAF1/Cip 1与PBC病情进展的相关关系。结果 PBC终末期小胆管区域的PDC-E2和CCO表达明显高于PBC初期患者,差异均有统计学意义(均P<0.05)。PBC终末期和初期患者胆管区域的PDC-E2、CCO、LC3、p62、p16INK4a及p 21WAF1/Cip 1表达差异均无统计学意义(均P>0.05)。血清AST和ALT水平与两种胆管的LC3的表达呈正相关(r=0.482、0.492、0.588、0.522,均P<0.05),且与胆管内p 16INK4a及p 21WAF1/Cip 1的表达呈正相关(r=0.440、0.612、0.584、0.472,均P<0.05)。结论小胆管的线粒体蛋白表达的情况也作为评估PBC疾病进展的有效标记物,与转氨酶水平呈现正相关。

六氯苯作用下鱼肝线粒体蛋白质表达差异研究

用差速离心和核酸酶消化法从鲫鱼肝组织中提取和纯化线粒体,用不同浓度(0、10、20、30、40、50mg·L-1)的六氯苯对线粒体进行体外染毒(35℃,2h),并对线粒体蛋白质进行SDS-PAGE分析。结果显示,在一定浓度范围(0～50mg·L-1)内,随着六氯苯浓度的增加,线粒体表达的蛋白质条带呈现先增加后减少的现象,另外多肽B(Mr为63kD)的表达量明显减小甚至消失,表明六氯苯可能引起线粒体内遗传体系发生改变,导致线粒体蛋白质表达出现差异。这一结果为进一步研究六氯苯对线粒体的毒性作用机理具有一定意义,也为在亚细胞水平上研究污染物的毒性效应提供了一种可能的方式。

增强凋亡的哺乳动物新型线粒体蛋白质—Smac/Diablo

细胞凋亡的调节因素众多 ,近年来线粒体相关因素越来越受到重视。本文介绍一种新型线粒体蛋白质—Smac/Diablo在凋亡的线粒体途径中诱导凋亡的作用及相关机制。这为诱导肿瘤细胞凋亡及抗肿瘤治疗提供有益的借鉴。

不同氧浓度培养小鼠肝细胞线粒体蛋白的蛋白质组学研究

目的采用蛋白质组学方法研究低氧和高氧条件下培养小鼠肝细胞线粒体蛋白表达的变化情况并探讨其病理生理学意义。方法直接消化法分离C57BL/6小鼠肝细胞,分别于低氧、高氧或常氧条件下培养8 h后提取线粒体蛋白,然后采用双向电泳法(2-DE)分离差异表达的蛋白,凝胶银染后切取差异蛋白点进行基质辅助激光解析电离飞行时间(MALTI-TOF)质谱检测,对获取的数据采用Mascot软件在NCBInr数据库内检索。结果共检测出19种差异表达的线粒体蛋白。低氧组小鼠肝细胞线粒体蛋白图谱中有16个蛋白点表达量与常氧组有统计学差异(P<0.05);高氧组小鼠有12个蛋白点表达量与常氧组有统计学差异(P<0.05),其中低氧组和高氧组均与常氧组有统计学差异的蛋白点有9个(P<0.05)。结论高氧时线粒体复合体Ⅲ高表达可能是造成细胞氧化损伤的基本病理基础,而超氧化物歧化酶2表达上调可以清除过多的活性氧;与此同时,参与损伤基因修复的与残基X相连的二磷酸核苷表达增多可以减轻细胞内的氧化损伤。

肿瘤相关线粒体蛋白12对移植瘤细胞增殖的影响

目的探讨肿瘤相关线粒体蛋白12(TAMP12)对小鼠移植瘤细胞增殖的影响。方法采用脂质体法将TAMP12基因及空载体转染肝癌细胞系SMMC-7721,经G418筛选获得稳定高表达TAMP12细胞株(SMMC-7721-TAMP12)及对照细胞(SMMC-7721-pcDNA3.1),实时定量PCR和蛋白印迹检测TAMP12在这两组细胞中的表达。将SMMC-7721-TAMP12和对照SMMC-7721、SMMC-7721-pcDNA3.1三组细胞分别接种于BALB/cnu/nu小鼠的前肢腋下,连续观察荷瘤小鼠中肿瘤的生长状况。接种4周后处死小鼠,取瘤块分别测量瘤体质量和体积,应用实时定量PCR和免疫组化方法检测三组移植瘤中TAMP12的表达;透射电镜观察移植瘤细胞中亚细胞器形态;并应用基因芯片技术检测三组移植瘤肿瘤细胞中的基因差异表达。结果将经实时定量PCR和蛋白印迹检测显示高表达TAMP12的SMMC-7721和对照细胞分别接种裸鼠后,三组荷瘤小鼠中肿瘤的生长曲线呈现明显差异,转染TAMP12的荷瘤小鼠中肿瘤生长速度明显快于对照组荷瘤小鼠。肉眼观察可见实验组肿瘤组织中血管较对照组丰富;电镜观察发现实验组的细胞分裂增殖明显。基因芯片显示,该基因的高表达可促进多个与细胞增殖相关的基因表达上调。结论TAMP12基因具有促进细胞增殖的作用,其机制可能与调节细胞增殖的胰岛素样受体介导的信号转导通路有关。

肿瘤相关线粒体蛋白12对肝癌细胞凋亡的抑制作用

目的:探讨肿瘤相关线粒体蛋白12(TAMP12)对肿瘤细胞凋亡的抑制作用。方法:(1)构建重组逆转录病毒表达载体并转染包装细胞PA317,将获得的病毒颗粒感染TAMP12低表达的肝癌细胞株HepG2。应用RT-PCR检测TAMP12 mRNA表达变化;激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)观察双色荧光标记蛋白的亚细胞定位和定量表达。(2)应用Hoechst 33258染色和FACS检测5-氟尿嘧啶(5-FU)处理后对诱导HepG2细胞凋亡的影响。结果:(1)CLSM检测显示TAMP12主要表达于HepG2细胞线粒体中。转染细胞中TAMP12基因和蛋白呈稳定高表达。(2)5-FU诱导细胞发生凋亡后,转染细胞的核形态较为完整,但对照细胞的染色质发生凝聚、边缘化、核固缩;且FACS检测显示转染细胞的凋亡率显著低于对照细胞(P<0.05或P<0.01)。结论:TAMP12具有抑制肝癌细胞凋亡的作用。

社鼠褐色脂肪组织和器官总蛋白及线粒体蛋白的季节变化

对社鼠 (Rattusniviventerconfucianus)的褐色脂肪组织 (BAT)、肝脏、心脏和后肢肌肉组织总蛋白和线粒体蛋白含量的季节性变化进行测定和分析。结果表明 :BAT的平均鲜质量和相对质量从春季到冬季逐渐增加 ,各季节之间存在极显著差异 ;BAT组织总蛋白各季节无显著差异 ,线粒体蛋白以春季最高 ,夏季最低 ,各季节之间有显著差异 ;肝脏组织总蛋白和线粒体蛋白含量均呈冬春季高、夏季低的特点 ,各季节之间的差异分别达到极显著和显著水平 ;心脏组织总蛋白无季节性差异 ,线粒体蛋白的季节变化与BAT的线粒体蛋白相似 ;后肢肌肉组织总蛋白在各季节间无显著差异 ,线粒体蛋白表现为春秋季高、夏冬季低 ,有显著差异。社鼠的BAT、肝脏、心脏与产热有密切的关系 ,而后肢肌肉与产热的关系尚难以定论。栖于亚热带地区的社鼠常年生活在较为温暖的环境中 ,低温并不是影响社鼠生存的决定因子 ,因此BAT、肝脏、心脏和后肢肌肉的组织总蛋白、线粒体蛋白含量的季节变化较高寒地区鼠类更为温和。

线粒体蛋白质翻译延伸因子(TUFM)在不同毒力新城疫病毒感染的鸡胚成纤维细胞中的表达水平

为研究线粒体蛋白质翻译延伸因子Tu(TUFM)在不同毒力新城疫病毒(NDV)感染的鸡胚成纤维细胞(CEF)中表达水平的变化,运用比较蛋白质组技术分析感染了NDV的CEF差异表达的蛋白点。与24 h的阴性对照组相比,感染NDV后24 h时TUFM表达量在毒力最弱的WX-10-07-Pi感染组中显著升高;毒力最强的JS-5-05-Go引起宿主表达TUFM量随感染时间增加逐渐增强。推测TUFM的表达水平与NDV毒力强弱具有一定相关性。

骨骼肌线粒体蛋白输入机制的运动适应性研究进展

线粒体具有基因半自主性,99%的线粒体蛋白均由n DNA编码,需要经过转录、翻译,通过存在于线粒体膜上的蛋白输入机制(PIM:protein import machinery)输入至线粒体的不同区域,发挥功能。线粒体蛋白输入路径主要包括:1)线粒体基质蛋白输入;2)线粒体外膜蛋白输入;3)线粒体内膜蛋白输入;4)线粒体膜间隙蛋白输入等4个通路。PIM是线粒体生物发生的物质保障,是维持骨骼肌线粒体发挥正常功能的重要环节。骨骼肌线粒体PIM的运动适应性研究将进一步揭示运动性线粒体生物发生的分子机制及运动诱发线粒体与其它细胞器之间的相互作用。