线粒体融合-分裂在脓毒症发病机制中的作用

脓毒症是感染导致的全身炎症反应综合征，进一步发展可导致感染性休克和多器官功能障碍综合征。脓毒症具有高发病率及病死率，是危重症领域的研究热点。近年来，亚细胞相关研究提示线粒体损害在脓毒症患者（尤其是脓毒症休克患者）的病情发展中起着非常重要的作用。线粒体是细胞内高度动态变化的细胞器，在细胞内不断融合与分裂，形成动态平衡的网状结构。脓毒症时，线粒体融合与分裂失衡，导致细胞内分子、细胞以及器官均发生功能障碍。该文就线粒体融合．分裂改变在脓毒症发病机制中作用的研究进展作一综述。

线粒体-内质网结构偶联(MAMs)在阿尔茨海默病发病机制中的研究进展

线粒体-内质网结构偶联(mitochondria⁃associated membranes,MAMs)是线粒体外膜和内质网膜之间进行通讯交流及物质交换的特殊结构域,执行不同条件下细胞生命活动的多种生物学过程。MAMs功能障碍介导的Ca2+稳态失衡、内质网应激、线粒体自噬缺陷、线粒体分裂-融合平衡障碍、脂质代谢紊乱、炎症反应是阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)关键的发病机制。本文围绕MAMs结构与功能、参与AD病理环节、药物干预靶点等方面进行综述,探讨MAMs在AD发病中的作用及最新机制研究进展,以期为AD的防治提供新思路。

苓桂术甘汤对心梗后慢性心衰大鼠线粒体分裂-融合及Sirt3/AMPK信号通路的影响

目的:探讨苓桂术甘汤对心肌梗死(MI)后慢性心力衰竭(CHF)大鼠线粒体分裂-融合及沉默信息调节因子3(Sirt3)/单磷酸腺苷依赖的蛋白激酶(AMPK)信号通路的影响。方法:SD大鼠随机分为假手术组(生理盐水,仅穿线不结扎)、模型组(生理盐水,结扎冠状动脉左前降支近心端)、苓桂术甘汤组(4.2 g·kg^(-1))、卡托普利组(0.00257 g·kg^(-1)),每组10只,连续给药28 d。彩色多普勒超声成像仪检测大鼠心功能参数变化;苏木素-伊红(HE)染色观察心脏病理学改变;免疫荧光法检测活性氧(ROS)水平;JC-1法检测线粒体膜电位;比色法检测三磷酸腺苷(ATP)水平、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、线粒体呼吸链复合物活性(Ⅰ~Ⅳ);原位末端标记法(TUNEL)染色检测心肌组织细胞凋亡率;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测Sirt3、磷酸化(p)-AMPK、磷酸化动力相关蛋白1(p-Drp1)、线粒体分裂蛋白1(Fis1)、线粒体分裂因子(MFF)、视神经萎缩蛋白1(OPA1)蛋白表达水平。结果:与假手术组比较,模型组大鼠左室舒张末期内径(LVIDd)、左室收缩末期内径(LVIDs)显著升高(P<0.01),左室短轴缩短率(LVFS)、左室射血分数(LVEF)显著降低(P<0.01);心肌组织出现炎性细胞浸润,病理损伤明显,ROS、MDA水平与心肌细胞凋亡率显著升高(P<0.01),SOD水平、ATP含量、膜电位显著降低(P<0.01);线粒体呼吸链复合物活性(Ⅰ~Ⅳ)显著降低(P<0.01);p-Drp1、Fis1、MFF蛋白水平显著上调(P<0.01),Sirt3、p-AMPK、OPA1蛋白水平显著下调(P<0.01)。与模型组比较,苓桂术甘汤组与卡托普利组LVIDd和LVIDs显著降低(P<0.01),LVEF和LVFS显著升高(P<0.01),心肌组织炎性细胞浸润与病理损伤明显减轻,ROS、MDA水平与心肌细胞凋亡率显著降低(P<0.01),SOD水平、ATP含量、膜电位显著升高(P<0.01);线粒体呼吸链复合物活性(Ⅰ~Ⅳ)显著升高(P<0.01);p-Drp1、Fis1、MFF蛋白表达显著下调(P<0.01),Sirt3、p-AMPK、OPA1蛋白表达显著上调(P<0.01)。结论:苓桂术甘汤可缓解心肌细胞氧化应激与细胞凋亡损伤,改善线粒体功能,其作用可能与线粒体分裂-融合、Sirt3/AMPK信号通路有关。

何氏育麟方通过调控线粒体分裂-融合改善早发性卵巢功能不全模型小鼠卵巢功能实验研究

目的探究何氏育麟方改善早发性卵巢功能不全(POI)模型小鼠卵巢功能的作用机制。方法SPF级雌性育龄期小鼠50只,按随机数字表法分为正常组、模型空白组、阳性对照组及中药低、高剂量组,各10只。环磷酰胺连续腹腔注射2周建立POI小鼠模型。正常组及模型空白组给予蒸馏水灌胃,阳性对照组给予辅酶Q10溶液灌胃,中药低、高剂量组分别给予33、66 g/kg何氏育麟方灌胃。给药6周后,测定小鼠血清抗苗勒管激素(AMH)水平。取小鼠卵巢组织,电镜下观察卵母细胞中线粒体的形态;MitoSOX测定卵母细胞氧化应激活性氧水平;JC-1染色共聚焦显微镜观察卵母细胞中线粒体的膜电位。通过蛋白质印迹法检测线粒体融合蛋白1(Mfn1)、线粒体融合蛋白2(Mfn2)、线粒体动力蛋白相关蛋白1(Drp1)、线粒体分裂蛋白1(Fis1)在小鼠卵巢组织中的表达水平。结果与正常组比较,模型空白组AMH[(2204.34±250.49)pg/mL比(3024.48±325.18)pg/mL,P<0.01]、膜电位[(0.493±0.025)△Ψm比(2.737±0.338)△Ψm,P<0.01]、Mfn1蛋白表达水平[(0.307±0.076)比(1.000±0.194),P<0.01]、Mfn2蛋白表达水平[(0.179±0.056)比(1.000±0.149),P<0.01]水平降低,2',7'-二氯荧光素(DCF)荧光强度[(63.250±5.855)比(16.206±1.863),P<0.01]、Drp1蛋白表达水平[(9.266±0.096)比(1.000±0.278),P<0.01]、Fis1蛋白表达水平[(2.437±0.153)比(1.000±0.167),P<0.01]升高。与模型空白组比较,阳性对照组、中药低剂量组、中药高剂量组AMH[(2712.50±226.33)pg/mL、(2657.63±354.82)pg/mL、(2823.73±316.04)比(2204.34±250.49)pg/mL,P<0.05或P<0.01]、膜电位[(1.534±0.114)△Ψm、(1.058±0.059)△Ψm、(1.770±0.115)△Ψm比(0.493±0.025)△Ψm,P<0.05或P<0.01]、Mfn1蛋白表达水平[(0.870±0.163)、(0.738±0.109)、(0.902±0.122)比(0.307±0.076),P<0.05或P<0.01]、Mfn2蛋白表达水平[(0.769±0.116)、(0.557±0.079)、(0.802±0.094)比(0.179±0.056),P<0.01]升高,DCF荧光强度[(32.851±2.871)、(53.561±2.538)、(26.371±1.742)比(63.250±5.855),P<0.05或P<0.01]、Drp1蛋白表达水平[(4.455±1.205)、(6.966±1.016)、(2.192±1.028)比(9.266±0.096),P<0.05或P<0.01]、Fis1蛋白表达水平[(1.737±0.163)、(1.974±0.173)、(1.357±0.111)比(2.437±0.153),P<0.05或P<0.01]降低。电镜下观察卵巢线粒体形态,阳性对照组和中药低、高剂量组线粒体形态、数量及分布情况均不同程度改善。结论何氏育麟方通过影响POI模型小鼠卵母细胞线粒体分裂-融合蛋白表达,改变线粒体结构和功能,降低卵巢活性氧水平,进而改善卵巢功能。

能量需求改变时线粒体的适应性代偿

作为细胞能量供应中心的线粒体,通过氧化磷酸化为细胞提供能量,同时还参与细胞凋亡、自噬、信号转导等生物活动,故其不仅对生物体的生长、发育、代谢、遗传有着十分重要的生理意义,也与机体衰老以及肿瘤、糖尿病、心脑血管疾病等多种病理过程密切相关。不同生理、病理状态下,机体会对能量产生不同的需求,为适应各种不同的能量需要,线粒体从形态变化、质量控制和数量三个方面对机体能量变化进行代偿,本文从这三方面对线粒体在能量需求不同时产生的适应性变化进行阐述。

阿魏酸通过修复线粒体分裂-融合失衡机制改善Aβ诱导的AD模型小鼠学习记忆障碍

目的本实验旨在探讨阿魏酸(FA)通过修复线粒体分裂-融合失衡改善阿尔茨海默病(AD)小鼠学习记忆障碍以及神经元保护的作用。方法将KM小鼠随机分为空白对照组(A组)、模型对照组(B组)、阳性对照组(石杉碱甲片,C组)和低剂量阿魏酸模型组(D-低组)、高剂量阿魏酸模型组(D-高组),每组各10只。除A组小鼠外,其余小鼠一次性侧脑室注射Aβ1-42建立AD模型。采用自发活动实验和Morris水迷宫法检测FA对小鼠行为学的影响。采用PCR法检测线粒体动力学基因的mRNA水平。检测FA对AD病理标记蛋白以及线粒体分裂-融合蛋白表达的影响。另外,采用组织免疫荧光检测Aβ在大脑皮层神经元中的分布。结果①通过水迷宫实验证实,D-高组小鼠寻找站台的潜伏时间明显短于B组小鼠,但是仍然略微长于A组小鼠(P <0. 05);但是D-高组小鼠在第4象限停留时间明显长于B组(P <0. 05),与A组基本一致(P> 0. 05)。②D-高组小鼠大脑皮层组织中Drp1、钙调神经磷酸酶(calcineurin,Ca N)催化亚单位α(Cn Aα)、Cn AβmRNA明显低于B组,但是仍然高于A组小鼠(P <0. 05)。③D-高组小鼠大脑皮层组织蛋白中APP、Bace1、总Tau(Tau46)蛋白及S396位点磷酸化的Tau(p S396)蛋白表达明显低于B组,但是仍然高于A组(P <0. 05)。④除Drp1蛋白外,D-高组小鼠大脑皮层组织神经元细胞中Drp1Ser637、Cn Aα、蛋白激酶A的催化亚基c(PKAc)、线粒体融合蛋白基因2(Mfn2)水平均与A组小鼠神经元趋于一致。⑤D-高组小鼠大脑皮层神经元中Aβ的形成和聚集较B组明显减少。结论阿魏酸可以通过修复线粒体分裂-融合动力学失衡改善AD的病理损伤。