线粒体融合蛋白Mfn2在阿尔茨海默病中的研究进展

线粒体融合蛋白2(Mfn2)作为调节线粒体融合的关键因子,通过调控线粒体的融合裂变过程来维持线粒体数量、结构和生物功能等动态变化,线粒体动力学的稳态是调节细胞器功能的前提,线粒体功能障碍是包括阿尔茨海默病(AD)在内的神经退行性疾病的特征之一。在AD患者的大脑中,β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集和Tau蛋白过度磷酸化的同时,Mfn2的表达水平明显下降,因此,Mfn2在AD的发病过程中可能发挥重要的作用。本文主要综述了Mfn2在AD线粒体动力学中的作用。了解Mfn2与AD发病机制的相关性,将为开发与线粒体功能障碍相关疾病的治疗提供重要信息。

线粒体融合蛋白2在缺血再灌注损伤中作用的研究进展

线粒体融合蛋白2(Mfn2)介导线粒体融合与分裂过程,参与调控线粒体动力学,是线粒体形态、结构和功能的动力素相关蛋白。缺血再灌注损伤(IRI)是外科手术中一种常见的并发症,也是创伤性休克、严重感染等致命疾病的主要死亡原因。近年来发现,Mfn2在IRI中具有修复作用,包括肠IRI、肺IRI、肾IRI和心脏IRI等。Mfn2通过多个途径参与不同IRI的修复,减缓疾病进展。深入研究Mfn2与IRI的关系及相关机制,可为IRI的防治提供新的靶点和思路。

线粒体融合蛋白2在胰腺导管腺癌中的研究进展

胰腺癌是最常见的消化系统恶性肿瘤之一,其恶性程度高,早期病情隐匿,5年生存率仅为15%~20%。因此寻找精准有效的分子诊断标志物及治疗靶点至关重要。线粒体融合蛋白2(MFN2)是人体一种重要的多功能蛋白,在生理和病理条件下参与各种生物过程,包括线粒体融合、线粒体自噬、脂质代谢、细胞增殖及凋亡等,其生物学活性与恶性肿瘤的发生、发展密切相关。本文对MFN2的生物学功能及其在胰腺导管腺癌中的作用进行综述,期望为胰腺导管腺癌的诊断、治疗及预后评估提供新的肿瘤标志物及治疗方法。

线粒体解偶联蛋白2基因多态性及启动子区域基因型与糖尿病肾病发病的关系

目的观察线粒体解偶联蛋白2(UCP2)基因多态性,分析UCP2基因启动子区域基因型与糖尿病肾病(DKD)发病的关系。方法2型糖尿病(T2DM)患者180例,根据尿白蛋白/肌酐比值(ACR)和预估肾小球滤过率(eGFR)分为DKD患者92例[糖尿病肾病组,ACR≥30 mg/g、eGFR<60 mL/(min·1.73 m^(2))]和单纯糖尿病患者88例[单纯组,ACR<30 mg/g、eGFR≥60 mL/(min·1.73 m^(2))],采用多重聚合酶链反应进行UCP2基因测序,另利用二元Logistic回归分析UCP2基因启动子区域位点-866G/A三种基因型(A/A、G/A、G/G)与DKD的关系。结果糖尿病肾病组-866G/A位点G/G基因型频率为33.0%、G/A基因型频率为40.9%、A/A基因型频率为26.1%,单纯糖尿病组分别为30.4%、56.5%、13.0%,两组A/A基因型频率比较,P均<0.05;糖尿病肾病组Ala55Val位点C/C基因型频率为31.8%、C/T基因型频率为42.0%、T/T基因型频率为26.1%,单纯糖尿病组分别为28.3%、57.6%、14.1%,两组比较,P均>0.05;糖尿病肾病组45bp INS/DEL位点DEL/DEL基因型频率为73.9%、DEL/INS基因型频率为23.9%、INS/INS基因型频率为2.3%,单纯糖尿病组分别为84.8%、13.0%、2.2%,两组比较,P均>0.05。在-866G/A隐性模型中,A/A基因型是DKD发生的风险因素,相比于G/A和G/G,A/A基因型发生DKD的风险增高2.359倍[2.359(1.091~5.099),P=0.029];当矫正性别、年龄后,A/A基因型发生DKD的风险增高2.491倍[2.491(1.142~5.437),P=0.022];当进一步矫正性别、年龄、糖尿病病程、糖化血红蛋白、尿酸、总胆固醇后,A/A基因型发生DKD的风险增高2.491倍[2.489(1.004~6.172),P=0.049]。在-866G/A显性模型中,相比于G/G基因型,G/A和A/A基因型发生DKD的风险无统计学差异。结论UCP2基因启动子区域存在3个位点的基因多态性,包括-866G/A、Ala55Val以及45bp插入缺失突变,其中-866G/A与DKD的发生密切相关,A/A基因型患者发生DKD的风险高于G/A、G/G基因型。

线粒体解偶联蛋白2在大鼠实验性牙周炎相关肾损伤中的作用研究

目的探索线粒体解偶联蛋白2(UCP2)在结扎诱导的实验性牙周炎相关肾损伤中的变化,研究UCP2对牙周炎诱导肾损伤的影响。方法选取12只Wistar雄性大鼠随机分为2组:对照组和牙周炎组。使用0.2 mm正畸结扎丝结扎在大鼠上颌第一磨牙的牙颈部,建立牙周炎模型。8周后观察2组大鼠口内情况,检测牙周临床指标牙龈出血指数(BI)、牙周探诊深度(PD)、牙齿松动度(TM)。收集大鼠上颌骨并扫描Micro CT,观察牙槽骨吸收情况,记录组织矿物质密度(TMD)、骨矿物质密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁骨分离度(Tb.Sp)等参数,测量上颌第一磨牙釉牙骨质界到牙槽嵴顶的距离(CEJ-ABC)。冻存大鼠肾组织以检测氧化应激指标丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD),并进行实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)观察UCP2、核因子红系2相关因子2(Nrf2)抗体、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α(PGC-1α)基因表达情况。使用大鼠牙龈组织进行免疫组织化学染色,观察牙龈组织UCP2表达情况。使用大鼠固定的肾组织进行苏木精-伊红(HE)、过碘酸雪夫(PAS)、MitoSOX Red、JC-1、免疫组织化学染色,观察大鼠肾组织病理学表现、活性氧(ROS)水平、线粒体膜电位水平及UCP2、Nrf2、PGC-1α蛋白表达情况。收集大鼠血清检测肾脏功能指标血尿素氮(BUN)、肌酐(Cre)、白蛋白(Alb)的表达。结果相较于对照组,牙周炎组大鼠第一磨牙周围的牙龈组织发红肿胀,质地松软,临床检查探诊出血且PD增加,牙齿松动,牙槽骨吸收,TMD、BMD、BV/TV、Tb.Th指数降低,Tb.Sp指数及CEJ-ABC增加,牙龈UCP2蛋白表达升高。相较于对照组,牙周炎组大鼠肾组织内MDA、ROS水平上升,MMP、GSH和SOD水平下降,UCP2基因及蛋白表达升高,Nrf2、PGC-1α基因及蛋白表达下降。肾脏功能指标BUN、Cre、Alb两组差异无统计学意义。结论UCP2可通过氧化应激在牙周炎诱导的肾损伤中发挥作用。

Mfn2过表达诱导乳腺癌细胞线粒体自噬促进细胞凋亡的机制研究

目的:探究线粒体融合基因2(Mfn2)过表达诱导乳腺癌细胞凋亡的作用及机理。方法:收集乳腺癌患者肿瘤组织及癌旁组织标本,通过实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)、蛋白质免疫印迹(Western Blot)及免疫组织化学染色检测两种组织中Mfn2表达差异。将MCF-7细胞分为对照组、NC组、Mfn2组、Mfn2+3-MA组,按照分组进行对应处理后,收集4组细胞,CCK-8法测定细胞增殖活性,流式细胞术检测细胞凋亡率,DCFH-DA探针检测细胞内活性氧(ROS)水平,JC-1染色检测线粒体膜电位,Western Blot检测细胞中PTEN诱导激酶1(PINK1)、E3泛素连接酶(Parkin)、微管相关蛋白1轻链3(LC3)Ⅱ/LC3Ⅰ、p62蛋白表达。结果:与癌旁组织比较,乳腺癌组织中Mfn2 mRNA相对表达量和蛋白相对表达量显著下调(P<0.05),阳性细胞比例显著减少(P<0.05)。转染Mfn2重组过表达质粒的MCF-7细胞中Mfn2 mRNA相对表达量和蛋白相对表达量显著高于未转染的MCF-7细胞、转染阴性对照NC重组质粒的MCF-7细胞(P<0.05)。与对照组比较,Mfn2组MCF-7细胞增殖活性显著降低(P<0.05),细胞凋亡率显著增加(P<0.05),细胞内ROS水平显著升高(P<0.05),线粒体膜电位显著下降(P<0.05),细胞中PINK1、Parkin、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达水平均显著上调(P<0.05),p62蛋白表达水平显著下调(P<0.05);与Mfn2组比较,Mfn2+3-MA组MCF-7细胞增殖活性显著升高(P<0.05),细胞凋亡率显著减少(P<0.05),细胞内ROS水平显著降低(P<0.05),线粒体膜电位显著升高(P<0.05),细胞中PINK1、Parkin、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达水平均显著下调且p62蛋白表达水平显著上调(P<0.05)。结论:乳腺癌组织中Mfn2低表达,在乳腺癌细胞中过表达Mfn2能够通过诱导线粒体自噬促进细胞凋亡,起到肿瘤抑制作用。

微囊蛋白-1调节铁死亡介导的线粒体稳态改善2型糖尿病伴高血压的肾功能损伤

目的探究微囊蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)通过调节铁死亡介导的线粒体稳态来对2型糖尿病(T2DM)伴发高血压大鼠肾功能损伤的改善作用。方法于2021年5月至2022年5月采用自发性高血压大鼠(SHR)建立T2DM大鼠模型,将大鼠按随机数字表法分为对照组、SHR+T2DM组、pCDNA3.1(+)-NC组和pCDNA3.1(+)-Cav-1组,每组10只。测定大鼠收缩压、空腹血糖值(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、糖化血红蛋白(GHbA1C)浓度、评价胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、血肌酐、尿素氮含量,并计算尿清蛋白与肌酐比值(UACR)HE染色检测肾组织病理学变化;检测肾组织中亚铁离子(Fe^(2+))、丙二醛含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性;二氢乙锭(DHE)荧光染色法检测肾组织中活性氧水平;线粒体膜电位荧光探针(JC-1法)检测肾组织中线粒体膜电位(MMP)水平;蛋白质印迹法检测肾组织中谷胱甘肽过氧化酶4(GPX4)、x-CT蛋白表达。结果SHR+T2DM组收缩压(189.46±7.51)mmHg、FBG(23.46±1.28)mmol/L、FINS(1.62±0.15)mU/L、HOME-IR(1.52±0.13)、GHbA1C(689.31±45.81)nmol/L、血肌酐(83.69±4.25)mmol/L、尿素氮(19.32±2.54)mmol/L、UACR(76.51±8.09)、Fe^(2+)(0.45±0.05)mg/g、丙二醛(58.32±3.26)nmol/L、活性氧含量23.46±1.84均高于对照组[(110.34±5.26)mmHg、(5.12±0.94)mmol/L、(0.68±0.07)mU/L、0.31±0.04、(310.48±23.26)nmol/L、(32.08±3.61)mmol/L、(6.89±1.86)mmol/L、8.31±0.94、(0.13±0.02)mg/g、(15.68±2.15)nmol/L、1.31±0.23],SOD活性(11.56±1.62)U/mg、MMP水平0.25±0.03、GPX4(0.35±0.04)和x-CT蛋白0.51±0.06表达均低于对照组[(35.61±2.17)U/mg、0.62±0.08、1.00±0.10、1.00±0.09](P<0.05);和SHR+T2DM组相比,pCDNA3.1(+)-Cav-1组收缩压(136.27±6.09)mmHg、FBG(10.37±1.05)mmol/L、FINS(0.91±0.10)mU/L、HOME-IR(0.64±0.08)、GHbA1C(426.17±25.94)nmol/L、血肌酐(51.36±3.87)mmol/L、尿素氮(10.71±2.18)mmol/L、UACR(38.62±4.18)、Fe^(2+)(0.18±0.03)mg/g、丙二醛(21.39±2.64)nmol/L、活性氧含量5.47±1.06均明显降低,SOD活性(29.83±1.94)U/mg、MMP水平0.51±0.06、GPX4(0.86±0.09)和x-CT蛋白0.91±0.08表达升高(P<0.05)。结论Cav-1可通过抑制铁死亡来维持线粒体功能的稳态,进而对T2DM合并SHR大鼠的肾组织发挥保护作用。

TIM-1-Fc融合蛋白对哮喘小鼠Th1/Th2和Th17/Treg免疫失衡的调节

目的制备T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域1(T cell immunoglobulin domain and mucin domain protein-1,TIM-1)-Fc融合蛋白并探讨TIM-1-Fc融合蛋白对卵白蛋白(ovabumin,OVA)诱导的哮喘小鼠的干预作用及潜在作用机制。方法通过基因工程技术获得TIM-1-Fc融合蛋白。采用腹腔注射OVA氢氧化铝溶液致敏建立过敏性哮喘小鼠模型,随机分为对照组、哮喘组和TIM-1-Fc干预组。每次干预前20 min,使用40μL卵白蛋白生理盐水溶液(OVA-NS)滴鼻,TIM-1-Fc融合蛋白干预包括TIM-1-Fc滴鼻组(每只小鼠每次给予1μg/40μL TIM-1-Fc滴鼻)和TIM-1-Fc注射组(每只小鼠每次给予6μg/200μL TIM-1-Fc腹腔注射),每天1次,连续7 d,对照组用生理盐水替代。采用苏木精-伊红(HE)染色观察肺组织病理变化;采用流式细胞术检测小鼠外周血中辅助性T细胞2(type 2 T helper cells,Th2)、辅助性T细胞17(type 17 T helper cells,Th17)和调节性T细胞(Treg)比例及相关细胞因子水平。结果成功构建TIM-1-Fc融合蛋白,成功构建OVA诱导的过敏性哮喘小鼠模型。与哮喘组相比,TIM-1-Fc融合蛋白干预后显著减轻了哮喘小鼠气道炎性损伤和肺组织损伤;TIM-1-Fc融合蛋白干预能显著降低外周血中TIM-1^(+)CD4^(+)T细胞和TIM-1^(+)Th17细胞比例,使TIM-1^(+)Treg细胞增多,显著降低Th2、Th17细胞比例,提高Treg细胞比例,调节哮喘中Th1/Th2和Th17/Treg免疫失衡。结论TIM-1-Fc融合蛋白改善OVA诱导的过敏性哮喘小鼠气道炎症和肺组织损伤,其作用机制可能与TIM-1-Fc融合蛋白对Th1/Th2和Th17/Treg的免疫调节有关。

线粒体融合蛋白2与慢性阻塞性肺疾病气道重塑的相关性分析

目的探讨线粒体融合蛋白2(mitochondrial fusion 2,Mfn2)蛋白表达及其基因甲基化在慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)气道重塑中的作用。方法选择2018年1月至2019年1月新疆喀什地区第一人民医院收治的COPD并肺大疱需进行外科肺减容手术患者30例作为观察组,以同期新疆喀什地区第一人民医院确诊支气管扩张需进行肺叶切除手术的患者30例作为对照组。两组患者均通过高分辨率CT对气道重塑情况进行评估,抽取空腹静脉血检测基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP-9)、基质金属蛋白酶抑制剂-1(matrix metalloproteinase inhibitor-1,TIMP-1)及血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表达水平。术中取肺组织,采用免疫组化染色检测Mfn2的表达情况,qRTPCR及Western blotting检测Mfn2 mRNA及蛋白表达水平,甲基化特异性PCR检测Mfn2基因的甲基化情况。采用多元线性回归分析上述指标与COPD患者气道重塑的相关性。结果观察组患者支气管管壁平均厚度(average thickness of wall,WT)、支气管平均内径(average diameter of bronchus,BD)及血清MMP-9、TIMP-1及VEGF表达水平均明显高于对照组,差异有显著性(P<0.05)。观察组肺组织Mfn2免疫组化染色阳性比例、Mfn2 mRNA及蛋白表达水平明显低于对照组,Mfn2 DNA甲基化阳性率明显高于对照组,差异均有显著性(P<0.05)。多元线性回归分析显示,COPD患者血清TIMP-1、VEGF水平及肺组织Mfn2 DNA甲基化阳性率与WT和BD均呈正相关,而血清MMP-9水平,肺组织Mfn2免疫组化阳性比例、Mfn2 mRNA及蛋白表达水平与WT和BD均呈负相关(P<0.05)。结论肺组织Mfn2蛋白表达及其基因甲基化与COPD患者的WT和BD显著相关,在COPD的气道重塑中具有重要作用。

耐力训练大鼠抗动脉粥样硬化线粒体自噬通路中抗增殖蛋白2的作用

背景:运动可降低血脂,减缓动脉粥样硬化发展。动脉粥样硬化起始于线粒体功能障碍,而抗增殖蛋白2蛋白受耐力训练调控,参与线粒体自噬。目的:验证耐力训练干预动脉粥样硬化中抗增殖蛋白2蛋白在线粒体自噬通路中的作用。方法:将40只Wistar大鼠随机分为对照组、运动组、动脉粥样硬化组和动脉粥样硬化运动组,每组10只,后2组大鼠高脂饮食(9周)联合维生素D注射(第1,3,6周)构建大鼠动脉粥样硬化模型,同时2个运动组大鼠进行跑台递增训练干预9周。干预结束后进行血脂和病理检测观察造模及干预效果;酶标法和Western blot检测线粒体膜电位和自噬相关蛋白表达;免疫荧光观察主动脉中线粒体自噬蛋白的共定位情况。结果与结论:(1)血脂和病理切片显示,与动脉粥样硬化组相比,动脉粥样硬化运动组大鼠血清低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇水平和主动脉脂质沉积面积显著降低(P<0.001)。(2)线粒体膜电位显示,动脉粥样硬化运动组大鼠主动脉线粒体膜电位的显著降低得到逆转(P<0.01)。(3)Western blot显示,与对照组相比,动脉粥样硬化组大鼠线粒体抗增殖蛋白2、LC3Ⅱ/Ⅰ、PINK1和Parkin蛋白表达显著升高(P<0.05),PARL和PGAM5蛋白表达降低(P<0.05);与动脉粥样硬化组相比,动脉粥样硬化运动组大鼠线粒体PINK1和Parkin蛋白表达显著降低(P<0.05),抗增殖蛋白2、LC3Ⅱ/Ⅰ、PARL和PGAM5蛋白表达显著升高(P<0.05)。(4)免疫荧光结果显示,动脉粥样硬化组较对照组LC3和PINK1与TOMM20共定位显著增加(P<0.05),动脉粥样硬化运动组较动脉粥样硬化组LC3与TOMM20共定位显著增加(P<0.05);动脉粥样硬化组较对照组LC3和PARL与抗增殖蛋白2共定位显著增加(P<0.01),动脉粥样硬化运动组较动脉粥样硬化组LC3与抗增殖蛋白2共定位显著增加(P<0.01),PARL蛋白与抗增殖蛋白2共定位显著降低(P<0.01)。(5)结果表明,耐力训练可诱导线粒体内膜自噬受体抗增殖蛋白2表达,促进抗增殖蛋白2与线粒体自噬接头蛋白的结合完成线粒体自噬,恢复线粒体功能,减缓动脉粥样硬化发生。

卷曲螺旋结构域蛋白2通过促进线粒体自噬抑制帕金森病SH-SY5Y细胞凋亡

背景:卷曲螺旋结构域蛋白2(coiled-coil-helix-coiled-coil-helix domain-containing 2,CHCHD2)能否调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬在帕金森病中发挥神经保护作用尚未可知。目的:探讨CHCHD2在6-羟基多巴胺诱导的帕金森病细胞模型中对PINK1/Parkin信号通路介导的线粒体自噬发挥的作用及机制。方法:利用重组质粒转染技术过表达或敲低CHCHD2,用6-羟基多巴胺构建SH-SY5Y细胞帕金森病模型后分对照组、模型组、过表达阴性对照+6-羟基多巴胺组、敲低阴性对照+6-羟基多巴胺组、过表达CHCHD2+6-羟基多巴胺组和敲低CHCHD2+6-羟基多巴胺组。Western blot及RT-qPCR检测CHCHD2的表达;Western blot检测LC3Ⅰ/Ⅱ、p62、MFN1、COXⅣ、DRP1、PINK1、Parkin、TIM23、Bax、Bcl-2及cleavedcaspase3蛋白表达;CCK-8、JC-1和活性氧试剂盒检测细胞活性、线粒体膜电位和活性氧水平,单丹磺酰尸胺染色观察细胞自噬情况,透射电镜观察自噬溶酶体。结果与结论:①与对照组相比,模型组细胞活性、线粒体膜电位及CHCHD2、PINK1、Parkin蛋白表达降低,活性氧水平、凋亡水平及LC3Ⅰ/Ⅱ、p62蛋白表达升高(P<0.05),并观察到自噬溶酶体的存在;②与模型组相比,过表达CHCHD2能降低细胞活性氧水平,升高线粒体膜电位及PINK1、Parkin和MFN1蛋白表达水平,并观察到线粒体自噬溶酶体增多,而敲低CHCHD2后有与上述相反的作用,并伴有COXⅣ、TIM23和p-DRP1蛋白表达的升高(P<0.05);③与模型组相比,过表达CHCHD2能减少细胞凋亡,上调Bcl-2并下调Bax及cleavedcaspase3蛋白的表达,而敲低CHCHD2后有与上述相反的作用(P<0.05);④结果提示,CHCHD2在6-羟基多巴胺诱导的帕金森病细胞模型中可以通过促进PINK1/Parkin介导的线粒体自噬改善线粒体功能从而减轻细胞凋亡发挥神经保护作用。

重组人糖蛋白激素β5/α2融合蛋白在CHO-S细胞中的表达纯化及功能活性分析

目的在悬浮中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cells,CHO-S)中分泌表达、纯化重组hCGH-CTP融合蛋白,验证其对3T3-L1成熟脂肪细胞脂质积累的影响。方法构建CTP连接肽融合人糖蛋白激素β5/α2重组蛋白表达载体pcDNA3.1-rhCGH-CTP,将其瞬时转染CHO-S悬浮细胞中,大量表达纯化并验证rhCGH-CTP蛋白生物学活性;通过干预3T3-L1成熟脂肪细胞24 h,观察细胞内甘油三酯(TG)水平的变化。结果Western blot结果显示,rhCGH-CTP蛋白在CHO-S细胞中成功表达,表达量可达715.4 mg·L^(-1);用AKTA pure蛋白纯化系统纯化蛋白,SDS-PAGE方法鉴定纯化出的蛋白纯度较高可达90%。此外,在高表达TSHR基因的成熟脂肪细胞3T3-L1中,利用ELISA试剂盒测定不同浓度rhCGH-CTP蛋白干预后胞内cAMP含量明显升高,说明rhCGH-CTP蛋白具有生物活性;油红O染色结果发现,与对照组相比,不同浓度rhCGH-CTP蛋白干预组的成熟脂肪细胞中TG含量明显降低(P<0.05)。结论成功表达并纯化了rhCGH-CTP融合蛋白,其具有良好的生物学活性并能有效降低TG,该研究为后续深入揭示CGH蛋白的生理作用及在临床实践中的潜在应用提供了重要基础。

滋肾活血方对血管性痴呆大鼠分裂与融合蛋白Mfn1、Mfn2、Drp1、Fis1的影响

目的观察滋肾活血方对血管性痴呆(vascular dementia,VD)大鼠海马组织线粒体融合蛋白1(mitofusin 1,Mfn1)、线粒体融合蛋白2(mitofusin 2,Mfn2)、线粒体动力蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,Drp1)、线粒体分裂蛋白1(fission mitochondrial 1,Fis1)表达的影响。方法选用雄性SD大鼠60只,随机均分为假手术组、模型组、滋肾活血高剂量组、滋肾活血中剂量组、滋肾活血低剂量组、西药组。除假手术组外,其余各组均采用改良2-VO法建立VD大鼠模型。每组大鼠按9 mL/(kg·d)剂量灌胃相应药物。模型组、假手术组给予蒸馏水,滋肾活血低剂量组、滋肾活血中剂量组、滋肾活血高剂量组予以滋肾活血方溶液[9.8、17.8、35.6 g/(kg·d)]灌胃,西药组以多奈哌齐溶液[150 mg/(kg·d)]灌胃。连续喂药2周后,采用水迷宫实验评估大鼠学习记忆功能;取海马组织,采用免疫组化法检测实验大鼠海马组织中的Mfn1、Mfn2、Drp1、Fis1蛋白表达量。结果与假手术组比较,模型组大鼠逃避潜伏期(escape latency,EL)延长(P<0.05),Mfn1、Mfn2、Drp1蛋白的表达量降低(P<0.05)。与模型组对比,滋肾活血中、高剂量组大鼠EL缩短(P<0.05),Mfn1、Mfn2、Drp1蛋白表达量升高(P<0.05)。与滋肾活血低剂量组比较,滋肾活血中、高剂量组大鼠EL缩短(P<0.05),Mfn1、Drp1蛋白表达量升高(P<0.05)。结论滋肾活血方可能通过调节细胞内线粒体分裂与融合,上调Mfn1、Mfn2、Drp1蛋白的表达,从而改善认知功能。

葱白提取物对高脂血症大鼠SREBP2/PCSK9信号通路和线粒体功能的影响

目的探讨葱白提取物(FOB)对高脂血症(HLP)大鼠固醇调节元件结合蛋白(SREBP)2/前蛋白转化酶枯草溶菌素(PCSK)9信号通路和线粒体功能的影响。方法脂肪乳灌胃法构建大鼠HLP模型并进行模型鉴定,将大鼠分为:正常组、模型组、FOB低、中、高剂量组、瑞舒伐他汀组。生化方法检测血清脂质含量,苏木素-伊红(HE)染色观察肝组织形态变化,油红O染色观察脂质沉积情况,实时荧光定量聚合酶链反应(qPCR)和Western印迹分别检测低密度脂蛋白受体(LDLR)、PCSK9和SREBP2 mRNA和蛋白表达水平,透射电镜观察肝组织线粒体,流式检测活性氧(ROS)及线粒体膜电位,qPCR检测线粒体DNA(mtDNA)拷贝数、线粒体融合蛋白(mfn)1、mfn2、神经萎缩蛋白(OPA)1、线粒体动力相关蛋白(Drp)1表达水平。结果与模型组比较,FOB能够显著降低血脂水平,减少脂质沉积,修复肝组织损伤,升高LDLR水平,降低PCSK9和SREBP2水平,缓解肝组织线粒体损伤,降低ROS水平,升高线粒体膜电位,升高mtDNA拷贝数、mfn1、mfn2、OPA1水平,降低Drp1蛋白水平。结论FOB能够降低血脂、改善线粒体功能,其机制可能与FOB调控SREBP2/PCSK9信号通路有关。

Mfn2通过Ras-Raf-ERK1/2信号通路抑制ARDS肺纤维化及其机制

目的探讨线粒体融合蛋白(Mfn)2通过细胞外信号调节激酶(Ras-Raf-ERK)1/2信号通路抑制急性呼吸窘迫综合征(ARDS)肺纤维化及其机制。方法离体培养人胚肺成纤维细胞(HELF),给予脂多糖(LPS)刺激建立ARDS细胞模型,构建腺病毒重组体Adv-Mfn21-264-GFP、Adv-Mfn2265-757-GFP、Adv-Mfn21-757-GFP,分别转染HELF,使其分别过表达Mfn2的N端GTP酶结构域(aa1-264)、C端跨膜区(aa265-757)及Mfn2的全长氨基酸残基(aa1-757),将细胞分为:Control组、Adv-vector组、LPS组、Adv-Mfn21-264-GFP组、Adv-Mfn2265-757-GFP组、Adv-Mfn21-757-GFP组;噻唑蓝(MTT)法观察各组HELF细胞增殖情况,并检测细胞内胶原蛋白的表达情况,Western印迹及实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测Ras信号通路Ras、Raf-1及ERK1/2的表达。结果Control组与Adv-vector组细胞增殖水平无明显差异(P>0.05);与Control组比较,LPS组第2、3、4、5、6天细胞增殖水平均明显增加(P<0.01);转染不同Mfn2基因片段后,与LPS组比较,Adv-Mfn21-264-GFP组、Adv-Mfn2265-757-GFP组、Adv-Mfn21-757-GFP组肺成纤维细胞增生受到抑制,细胞增殖水平明显下降(P<0.01);且LPS组较Control组细胞内胶原蛋白含量明显增加,Adv-Mfn21-264-GFP组、Adv-Mfn2265-757-GFP组、Adv-Mfn21-757-GFP组较LPS组细胞内胶原蛋白含量明显减少(均P<0.01);Western印迹及RT-PCR检测结果显示,与Control组比较,LPS组Ras、Raf-1、ERK1/2蛋白及基因表达明显增加,而转染不同Mfn2基因片段腺病毒后,与LPS组比较,Adv-Mfn21-264-GFP组、Adv-Mfn2265-757-GFP组、Adv-Mfn21-757-GFP组Ras、Raf-1、ERK1/2蛋白及基因表达明显下调(均P<0.05)。结论Mfn2可能通过N端GTP酶结构域、C端跨膜区调控Ras-Raf-ERK1/2信号通路影响成纤维细胞异常增殖抑制ARDS肺纤维化。

UCP2对ANG Ⅱ诱导的内皮细胞线粒体损伤的保护作用

目的探究线粒体解偶联蛋白2(UCP2)对由血管紧张素Ⅱ(ANGⅡ)刺激引发的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)线粒体功能损害的保护作用及分子机制。方法培养HUVECs,给予ANGⅡ处理24 h,CCK8实验检测细胞活性变化;Western-blotting实验以COXⅣ为内参蛋白,检测线粒体损伤相关蛋白MDM2和ATM及UCP2表达水平变化;Real-time PCR实验以GAPDH为内参基因,检测线粒体损伤基因ATM、ENOS、MDM2和MNSOD及UCP2表达水平变化,评价细胞内氧化状态;进一步通过上调和下调HUVECs中UCP2表达,Western-blotting联合Real-time PCR检测线粒体损伤相关蛋白及基因表达水平变化。结果ANGⅡ能够抑制HUVECs增殖,同时表现出一定浓度依赖性。随着ANGⅡ浓度升高,Western-blotting检测发现ATM表达降低、UCP2和MDM2表达增高(P<0.05);Real-time PCR检测发现ATM和ENOS表达降低,MDM2、UCP2和MNSOD表达增高(P<0.05)。过表达UCP2慢病毒感染细胞后,Western-blotting检测发现MDM2及ATM表达降低,Real-time PCR检测发现ATM、MDM2及MNSOD表达降低,UCP2敲低质粒转染细胞后,Western-blotting检测发现MDM2及ATM表达增高,Real-time PCR检测发现ATM、MDM2及MNSOD表达增高(P<0.05)。结论ANGⅡ可引起HUVECs线粒体损伤,且UCP2在这一过程中发挥保护作用,可减轻ANGⅡ导致的HUVECs线粒体损伤。

胰岛素样生长因子结合蛋白2对高血糖环境诱导人足细胞凋亡的影响及机制研究

背景糖尿病肾病患者日益增加,仍有患者在现有治疗中进展为终末期肾病,因此迫切需要新型治疗靶点。目的探讨胰岛素样生长因子结合蛋白2(insulin like growth factor binding protein 2,IGFBP2)对高血糖环境诱导人足细胞凋亡的影响及机制。方法体外培养的人足细胞随机分为正常血糖(normal glucose,NG)组(5 mmol/L)以及高血糖(high glucose,HG)24 h组、HG 48 h组、HG 72 h组(30 mmol/L)。采用RT-qPCR法检测IGFBP2、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor,TNF-α)和细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)mRNA表达水平,Western blot检测IGFBP2和Cleaved Caspase 3蛋白表达水平,以此确定后续实验HG处理的最佳时间点。将IGFBP2小干扰RNA转染进入足细胞并分为NG组、阴性对照干预组(NG-NC-siRNA)、IGFBP2敲低siRNA干预组(NG-IGFBP2-siRNA1、NG-IGFBP2-siRNA2、NG-IGFBP2-siRNA3),RT-qPCR检测IGFBP2 mRNA表达水平,选择敲低效率最高的IGFBP2-siRNA用于后续实验。根据实验内容将足细胞随机分为:(1)NG组和HG组;(2)NG组和NG+125 ng/mL rhIGFBP2组;(3)HG组和HG-IGFBP2-siRNA组。(1)(2)(3)均通过RT-qPCR检测TNF-α和ICAM-1 mRNA表达水平,JC-1染色法检测线粒体膜电位,共聚焦显微镜检测线粒体超氧化物和活性氧荧光强度,流式细胞术检测细胞凋亡率。结果随HG处理时间增加,RT-qPCR结果显示IGFBP2、TNF-α和ICAM-1 mRNA水平随时间升高,Western blot结果显示IGFBP2和Cleaved Caspase 3蛋白水平随时间升高。与NG组比较,RT-qPCR结果显示IGFBP2、TNF-α和ICAM-1均在HG 72 h时mRNA水平最高(P<0.05),Western blot结果显示IGFBP2在HG 72 h时和Cleaved Caspase 3在HG 48 h时蛋白水平最高(P<0.05),据此选72 h为后续实验诱导时间点。RT-qPCR检测结果显示,与NG组相比,阴性对照干预组mRNA表达无统计学差异(P>0.05),NG-IGFBP2-siRNA2组IGFBP2 mRNA表达水平最低(P<0.05),敲除效率最高,因此选择IGFBP2-siRNA2进行后续实验。与NG组相比较,HG组线粒体膜电位绿/红色荧光强度比值、线粒体超氧化物和活性氧荧光强度以及细胞凋亡率均增强(P<0.05)。与NG组相比较,NG+125 ng/mL rhIGFBP2组的TNF-α和ICAM-1 mRNA水平、线粒体膜电位绿/红色荧光强度比值、线粒体超氧化物和活性氧荧光强度以及细胞凋亡率均升高(P<0.05)。与HG组相比较,HG-IGFBP2-siRNA组的TNF-α和ICAM-1 mRNA表达水平、线粒体膜电位绿/红色荧光强度比值、线粒体超氧化物和活性氧荧光强度以及细胞凋亡率均降低(P<0.05)。结论敲除IGFBP2后通过减弱高血糖处理下的线粒体功能紊乱和氧化应激降低人足细胞凋亡,因此抑制IGFBP2的表达有望成为糖尿病肾病的潜在治疗策略。

线粒体融合蛋白Mfn1/2的结构和功能

线粒体融合素基因(mitofusin gene,Mfn)在哺乳动物中编码两种蛋白质分子,Mfn1和Mfn2,它们在线粒体融合、分裂与细胞凋亡中起重要作用,调控着线粒体形态的动态变化。另外,Mfn1/2还参与线粒体的能量代谢并与相关疾病的发生有着密切关系。

线粒体融合蛋白2的结构和功能及其在肝脏疾病中作用机制的研究进展

肝脏是人体最大的代谢器官,肝功能受损可引起各种急慢性肝脏疾病,轻者影响生活质量,重者危及生命,因此寻找精准有效的分子诊断标志物及治疗靶点至关重要。线粒体融合蛋白2(Mfn2)为线粒体外膜上的跨膜动力蛋白,不仅能调控线粒体融合,还在细胞能量代谢、细胞凋亡、细胞增殖、线粒体内质网连接、内质网应激及线粒体自噬等过程中发挥重要作用。研究发现,Mfn2表达异常或功能缺失可致线粒体功能异常,进而引发多种肝脏疾病。本文通过对Mfn2的结构、功能及其在肝脏疾病中的作用机制进行系统综述,发现Mfn2可通过多种途径参与慢性肝病的发生、发展,调控Mfn2过表达可改善肝功能,进一步减缓或逆转疾病进展。本文旨在为Mfn2与肝脏疾病的基础研究及临床应用提供科学参考。

燧心胶囊对心衰大鼠线粒体融合蛋白Mfn1和Mfn2表达的影响

目的探讨燧心胶囊对心衰大鼠线粒体融合蛋白Mitofusin 1(Mfn1)和Mitofusin 2(Mfn2)表达的影响。方法 60只SD大鼠随机分入对照组、模型组、缬沙坦组和燧心胶囊低、中、高剂量组,每组10只,雌雄各半。除对照组外,其余各组大鼠采用阿霉素(ADR)制备慢性心衰大鼠模型。建模成功后,缬沙坦组和燧心胶囊低、中、高剂量组大鼠予以相应药物灌胃治疗,对照组和模型组大鼠给予等体积的生理盐水,周期为4周。给药结束后,测定大鼠超声心动指标,ELISA法检测血清ATP、ADP水平,RT-qPCR及蛋白印迹法测定心肌线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2 mRNA和蛋白水平。结果模型组大鼠LVIDd、LVIDs、ADP水平高于对照组,FS、EF、ATP水平,心肌线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2 mRNA和蛋白低于对照组(P <0.05)。缬沙坦组、燧心胶囊低、中、高剂量组LVIDd、LVIDs、ADP水平低于模型组,FS、EF、ATP水平,心肌线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2 mRNA和蛋白水平高于模型组(P <0.05),且随着燧心胶囊剂量的增加,LVIDd、LVIDs、ADP水平逐渐降低,FS、EF、ATP水平,心肌线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2 mRNA和蛋白水平逐渐升高(P <0.05)。燧心胶囊低、中剂量组LVIDd、LVIDs、ADP水平高于缬沙坦组,FS、EF、ATP水平,心肌线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2 mRNA和蛋白水平低于缬沙坦组(P <0.05)。燧心胶囊高剂量组LVIDd、LVIDs、FS、EF、ADP、ATP水平,心肌线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2 mRNA和蛋白水平与缬沙坦组比较差异无统计学意义(P> 0.05)。结论基于"引火归元"理论的燧心胶囊对阿霉素所致大鼠心衰及心肌线粒体损伤具有明显抑制作用,其机制可能与燧心胶囊能促进线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2 mRNA和蛋白水平表达有关。