基于高通量数据分析线粒体裂变调节因子1在乳腺癌组织中的表达及其临床意义

目的:探讨线粒体裂变调节因子1(mitochondrial fission regulator 1,MTFR1)在乳腺癌组织中的表达及临床意义。方法:应用TCGA门户网站cBioPortal分析浸润性乳腺癌组织中MTFR1基因突变、拷贝数变化、mRNA表达变化以及mRNA差异表达与预后的关系;应用UALCAN分析浸润性乳腺癌与正常组织中MTFR1的表达差异;应用LinkedOmics分析浸润性乳腺癌中MTFR1基因表达与临床指标的相关性,基因拷贝数和甲基化水平变化对MTFR1表达的影响。结果:cBioPortal分析表明32%(345/1 093)浸润性乳腺癌样本发生MTFR1基因改变,包括突变、拷贝数变化和mRNA水平变化,其中MTFR1 mRNA水平上调超过阈值(EXP≥2)比例为29%(319/1 093),且MTFR1高表达不利于患者预后(P<0.01);UALCAN分析表明浸润性乳腺癌中MTFR1 mRNA水平显著高于正常组织(P<0.01);LinkedOmics分析表明浸润性乳腺癌中MTFR1 mRNA水平分别受到人表皮生长因子受体2、雌激素受体、病理分期、PAM50分期、组织学类型及种族的显著影响(P<0.01)。最后,MTFR1 mRNA水平与其基因拷贝数变化正相关(P<0.01,相关系数为0.699 4),而与其DNA甲基化水平负相关(P <0. 01,相关系数为-0. 342 9)。结论:MTFR1在乳腺癌组织中高表达,且不利于乳腺癌患者预后,可作为乳腺癌患者预后的潜在标志物。

基于TCGA泛癌症分析线粒体裂变调节因子1的表达和预后意义

目的:基于TCGA泛癌症分析线粒体裂变调节因子1(mitochondrial fission regulator 1,MTFR1)的表达、预后意义及作用机制。方法:应用TCGA门户网站UALCAN泛癌症分析MTFR1的表达变化及预后关系;通过蛋白质相互作用平台STRING下载与MTFR1相互作用的蛋白质谱,经DAVID 6.8进行基因本体(GO)和KEGG信号通路分析。结果:UALCAN分析表明MTFR1在乳腺癌、肺鳞状细胞癌、头颈部鳞状细胞癌和食管癌中高表达(P<0.001),而在肾透明细胞癌和甲状腺癌中低表达(P<0.001)。MTFR1表达不利于乳腺癌、肺鳞状细胞癌和甲状腺癌的预后(P=0.014、P=0.022、P=0.0013),而利于肾透明细胞癌的预后(P=0.0053)。DAVID 6.8分析表明MTFR1相互作用蛋白主要定位于细胞膜;参与蛋白水解、线粒体靶向蛋白、蛋白质靶向内质网、信号肽处理过程;主要结合金属离子,具有金属肽酶、丝氨酸型肽酶和丝氨酸型内切酶活性等功能;参与的信号通路主要包括肾素-血管紧张素系统和谷胱甘肽代谢等。结论:MTFR1在乳腺癌、肺鳞状细胞癌、头颈部鳞状细胞癌和食管癌中高表达,而在肾透明细胞癌和甲状腺癌中低表达。MTFR1表达不利于乳腺癌、肺鳞状细胞癌和甲状腺癌的预后,而利于肾透明细胞癌的预后,可作为上述肿瘤预后的潜在标志物。

活性氧簇/沉默信息调节因子1在高氧致支气管上皮细胞损伤中的作用

目的探讨活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)/沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)对高氧致BEAS-2B细胞线粒体损伤的影响。方法实验分为三部分:(1)细胞分为高氧0 h(H0)组、H6组、H12组、H24组、H48组。(2)细胞分为对照组、H48组、高氧48 h+SIRT1抑制剂(H48+EX 527)组和高氧48 h+SIRT1激动剂(H48+SRT1720)组。(3)细胞分为对照组、高氧48 h+乙酰半胱氨酸(H48+NAC)组和H48组。采用活性氧试剂盒检测ROS水平,Western blot法检测SIRT1和线粒体相关蛋白表达水平,免疫荧光染色法检测线粒体相关蛋白表达,透射电镜检测线粒体形态。结果(1)与H0组相比,H6组、H12组、H24组和H48组ROS荧光强度增加(P<0.05),H48组SIRT1和线粒体相关蛋白表达水平降低(P<0.05),H24组和H48组线粒体相关蛋白荧光强度降低(P<0.05)。(2)与H48组相比,H48+SRT1720组线粒体相关蛋白表达水平升高,线粒体平均长宽比增加(P<0.05);H48+EX 527组线粒体平均面积减少(P<0.05)。(3)与H48组相比,H48+NAC组ROS荧光强度降低,SIRT1和线粒体相关蛋白表达水平升高,线粒体平均面积和平均长宽比增加(P<0.05)。结论ROS/SIRT1轴参与了高氧诱导的BEAS-2B细胞线粒体损伤。

白藜芦醇通过SIRT1/PGC-1α影响牛肌管细胞线粒体生物发生和肌纤维类型转化

以牛肌管细胞为研究对象,通过添加白藜芦醇探究其对牛肌管细胞肌纤维类型转化的影响及其作用机制。通过噻唑蓝法和比色法对细胞活力和相关代谢酶活力进行测定,对成肌调节因子、肌球蛋白重链(myosin heavy chains,MyHCs)以及线粒体生物发生相关分子的基因和蛋白表达量进行测定。结果表明,白藜芦醇处理显著提高了Myf5、Myf6、MyoG和MyoD的基因表达水平(P<0.05),促进了牛肌管细胞分化。白藜芦醇处理显著提高了慢肌纤维蛋白(slow MyHC)的表达,降低了快肌纤维蛋白(fast MyHC)表达,同时上调了MyHC I和MyHC IIa基因表达水平,下调了MyHC IIx和MyHC IIb基因表达水平(P<0.05)。白藜芦醇还能显著提高牛肌管细胞中的琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶活性,降低乳酸脱氢酶活性(P<0.05),此外,白藜芦醇显著提高了沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1α,PGC-1α)、核呼吸因子(nucleus respiratory factors,NRF)-1、线粒体转录因子A(mitochondrial transcription factor A,TFAM)的基因和蛋白表达水平(P<0.05)。添加SIRT1抑制剂6-氯-2,3,4,9-四氢-1H-咔唑-1-甲酰胺(1H-carbazole-1-carboxam,EX527)后,显著削弱了白藜芦醇诱导的肌纤维类型转化(P<0.05),白藜芦醇对SIRT1、PGC-1α、NRF-1和TFAM的基因和蛋白表达的促进作用被EX527显著削弱(P<0.05)。综上所述,白藜芦醇通过激活SIRT1/PGC-1α信号通路促进线粒体生物发生,进而促进牛肌管肌纤维类型的转化。

沉默信息调节因子2相关酶1通过PINK1-Parkin线粒体自噬减轻创伤性脑损伤研究

目的探讨沉默信息调节因子2相关酶1(SIRT1)通过PINK1-Parkin线粒体自噬发挥在创伤性脑损伤(TBI)中的神经保护作用及机制。方法第一阶段实验,小鼠随机分为4组:空白组(野生型小鼠建立假模型后接受溶剂处理)、对照组(野生型小鼠建立假模型后接受20 mg/kg SRT1720处理)、模型组(野生型小鼠建立TBI模型后接受溶剂处理)、治疗组(野生型小鼠建立TBI模型后接受SRT1720处理)。第二阶段实验小鼠随机分为5组:空白组(野生型小鼠建立假模型后接受溶剂处理)、对照组(Parkin-/-小鼠建立假模型后接受溶剂处理)、模型组(野生型小鼠建立TBI模型后接受溶剂处理)、治疗组(野生型小鼠建立TBI模型后接受SRT1720处理)、敲除组(Parkin-/-小鼠建立TBI模型后接受SRT1720处理)。采用控制性皮层损伤法建立小鼠TBI模型。比较PINK1、Parkin、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)表达、脑水肿、神经功能及神经细胞凋亡情况。结果第一阶段,与空白组比较,模型组小鼠皮质组织中PINK1及线粒体Parkin表达显著增加,细胞质Parkin表达显著下降;与模型组比较,治疗组小鼠皮质组织中PINK1及线粒体Parkin表达显著增加,细胞质Parkin表达显著下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。第二阶段实验,与空白组比较,模型组小鼠神经细胞凋亡率及Bax表达显著增加,Bcl-2表达显著下降;与模型组比较,治疗组小鼠神经细胞凋亡率及Bax表达显著下降,Bcl-2表达显著增加;与治疗组比较,敲除组小鼠神经细胞凋亡率及Bax表达显著增加,Bcl-2表达显著下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。与空白组比较,模型组小鼠脑水肿及神经功能缺损评分(mNSS)显著增加;与模型组比较,治疗组小鼠脑水肿及mNSS评分显著下降;与治疗组比较,敲除组鼠脑水肿及mNSS评分显著增加,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论SIRT1通过上调PINK1-Parkin线粒体自噬减轻TBI小鼠神经细胞凋亡,并改善神经功能障碍。

运动诱导骨骼肌线粒体生成中沉默信息调节因子1的作用

背景:沉默信息调节因子 1 是新近受到体育科学领域关注的能量代谢调节因子,在运动骨骼肌线粒体生成中与其他信号分子一起发挥作用。目的:综述沉默信息调节因子 1 在运动诱导骨骼肌线粒体生物合成中的作用及机制。方法:应用计算机检索 PubMed 和 Highwire 数据库 2000 年 1 月至 2013 年 1 月有关运动、沉默信息调节因子 1、骨骼肌线粒体生物合成的文献,检索词为 SIRT1,AMPK,PGC-1α,mitochondrial biogenesis,skeletalmuscle, exercise,限定文章语言为 English。对资料进行初审,选取沉默信息调节因子 1 与运动诱导骨骼肌线粒体生物合成有关的文献,排除重复研究。结果与结论:共收集相关文献 165 篇,排除重复研究,纳入 62 篇。沉默信息调节因子 1 作为一种 NAD+依赖的去乙酰化酶,在运动中被激活,通过上调过氧化物酶体增殖物激活受体辅激活因子表达而诱导骨骼肌线粒体生物合成,其分子机制涉及一磷酸腺苷激活的蛋白激酶、低氧诱导因子 2α等信号分子。但近年来的一些研究对沉默信息调节因子 1 在骨骼肌线粒体生物合成中的作用提出了质疑,认为其并非为运动诱导的骨骼肌线粒体生物合成所必需。沉默信息调节因子 1 在运动诱导的骨骼肌线粒体生物合成中发挥重要调控作用,但采用蛋白和活性等不同检测方法,在实验结果上可能会造成较大差异。

褪黑素通过沉默信息调节因子1减轻线粒体氧化应激对脑缺血-再灌注小鼠的作用

目的探讨褪黑素通过沉默信息调节因子1(SIRT1)减轻线粒体氧化应激机制对脑缺血-再灌注(IR)小鼠的作用。方法通过线栓法建立小鼠短暂性大脑中动脉阻塞(MCAO)IR模型,对190只小鼠经腹腔注射褪黑素和侧脑室注射SIRT1抑制剂EX527,剔除死亡小鼠30只,按随机数字表法分为IR组、褪黑素组、褪黑素+EX527组、EX527组各40只,通过2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)法测定脑梗死体积、干湿比重法测定脑水肿并进行神经功能缺损评分。通过Western blot检测线粒体和胞质SIRT1、Ac-P53、Ac-核因子κB(Ac-NF-κB)、BCL2、BAX蛋白以及细胞色素C蛋白表达。多组间比较采用单因素方差分析。结果 (1)4组间脑梗死体积、神经功能障碍评分和脑水肿的差异均有统计学意义(F值分别为16.452、23.622和18.786,均P<0.05)。4组SITR1、Ac-P53、Ac-NF-κB、BCL2、BAX表达差异均有统计学意义(F值分别为2 348.158、1 434.841、7 042.563、14 627.128和691.475,均P<0.05)。4组小鼠线粒体膜电位、线粒体活性氧和复合体Ⅰ活性差异有统计学意义(F值分别为28.454、33.728和29.716,均P<0.05)。(2)与IR组相比,褪黑素组的脑梗死体积缩小(32±5)mm^3比(57±5)mm^3,P<0.05);神经功能障碍评分降低(2.4±0.3比3.5±0.3,P<0.05);脑水肿减轻(80.2±0.9)%比(83.9±1.2)%,P<0.05);SIRT1和抗凋亡蛋白BCL2的表达增加(P<0.05);促凋亡蛋白BAX和Ac-P53、Ac-NF-κB的表达减少(P<0.05);线粒体膜电位、线粒体复合体Ⅰ活性和细胞色素C水平提高(P<0.05);胞质活性氧产物和细胞色素C水平降低(P<0.05)。(3)与褪黑素组相比,褪黑素+EX527组的脑梗死体积增大[(42±5)mm^3比(32±5)mm^3,P<0.05];神经功能障碍评分增高(3.2±0.3比2.4±0.3,P<0.05);脑水肿加重[(83.4±0.8)%比(80.2±0.9)%,P<0.05];SIRT1和抗凋亡蛋白BCL2的表达减少(P<0.05);促凋亡蛋白BAX和Ac-P53、Ac-NF-κB的表达增加(P<0.05);线粒体膜电位、线粒体复合体Ⅰ活性和细胞色素C水平降低(P<0.05);胞质活性氧产物和胞质细胞色素C水平提高(P<0.05)。结论在缺血性卒中模型小鼠中,褪黑素通过激活SIRT1信号通路,减轻线粒体氧化应激损伤和细胞死亡,从而发挥脑保护作用。

线粒体钙单向转运体调节因子1对人卵巢癌细胞株HO8910、SKOV3生物学行为的影响

目的探究线粒体钙单向转运体调节因子1(MCUR1)对卵巢癌细胞株HO8910、SKOV3生物学行为的影响。方法将人卵巢癌细胞株HO8910、SKOV3分为四组,一组为空细胞组,其余三组分别转染siRNA干扰序列,检测四组的MCUR1表达水平。选取MCUR1表达水平最低的一组和最高的一组进行后续实验。分析干扰MCUR1对细胞增殖能力、细胞凋亡能力及相关蛋白表达的影响。结果两种细胞株中,MCUR1均在siRNA-2组中表达水平最低。HO8910-siRNA组、SKOV3-siRNA组细胞增殖能力与对应NC组无明显差异(P>0.05)。HO8910-siRNA组的细胞凋亡比例为19.99%,高于HO8910-NC组的7.55%,差异具有统计学意义(P<0.05);SKOV3-siRNA组的细胞凋亡比例为21.49%,高于SKOV3-NC组的5.77%,差异具有统计学意义(P<0.05)。蛋白质免疫印迹(WB)实验结果显示,HO8910-siRNA组、SKOV3-siRNA组的P53表达水平高于对应NC组,差异具有统计学意义(P<0.0001)。结论MCUR1可能通过调控P53通路调控细胞凋亡,有望成为卵巢癌诊断和治疗的新靶点。

线粒体分布和形态调节因子1的泛癌症分析

目的分析线粒体分布和形态调节因子1(MSTO1)在多种肿瘤中的表达、预后及作用机制。方法利用癌症基因组图谱计划(TCGA)门户网站UALCAN泛癌症分析MSTO1的表达变化及其与预后的关系;用LinkedOmics网站和DAVID 6.8网站进行基因本体(GO)和KEGG信号通路分析。结果在膀胱尿路上皮癌、结肠癌、肝脏肝细胞癌、肺腺癌、直肠腺癌和胃腺癌中MSTO1基因表达较各自正常组织显著上调(P<0.01);MSTO1高表达利于卵巢癌和肾上腺皮质瘤预后(P<0.05);MSTO1高表达不利于肾透明细胞瘤、肝脏肝细胞癌、脑低级神经胶质瘤和黑色素瘤的预后(P<0.05)。基因本体(GO)和KEGG信号通路分析发现MSTO1共表达蛋白主要定位于细胞质和细胞核等,主要参与细胞分裂及细胞周期调控等过程,功能包括结合蛋白质、多聚腺苷酸RNA、ATP、核糖体等。结论MSTO1有可能成为预测肿瘤预后的潜在标志物,为肿瘤生物学研究提供了一个新的思路。

过氧化物酶体增生激活受体的共刺激因子-1α调节机制的研究进展

多种疾病可伴随着线粒体的功能障碍,引起细胞的能量衰竭,而过氧化物酶体增生激活受体的共刺激因子-1α(PGC-1α)作为核转录共刺激因子在氧化代谢及线粒体的生物合成中发挥非常重要的作用。PGC-1α的调节非常广泛而复杂,深入探索其调节机制有利于进一步认识各种疾病引起的PGC-1α的分子水平及相关信号传导的变化,本文就其正负性调节的研究进展做一综述。

转录因子MYB转录调控MTFR2通过DNA损伤修复促进胃癌细胞化疗耐药性

目的探究v-myb禽成髓细胞病病毒癌基因同源物(MYB)转录调控线粒体裂变调节因子2(MTFR2)对胃癌(GC)细胞顺铂(DDP)耐药性的影响及分子作用机制。方法TCGA数据库分析GC中差异mRNA并预测上游调控分子,qRT-PCR检测MTFR2和MYB的表达,双荧光素酶和染色质免疫共沉淀(ChIP)实验验证MTFR2和MYB的调控关系,细胞计数盒8(CCK-8)检测细胞活力并计算IC_(50)值,流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡,彗星实验检测DNA损伤,蛋白质免疫印迹法检测DNA损伤相关蛋白(γ-H2AX、ATM、p-ATM)的表达。结果MTFR2在GC组织和细胞中显著高表达,敲低MTFR2能够降低细胞增殖,阻滞S期,诱导细胞凋亡,促进DNA损伤和DDP敏感性。生信预测MTFR2存在上游转录因子MYB,MYB在GC组织和细胞中的表达显著上调,双荧光素酶和ChIP验证了MTFR2启动子区域与MYB的结合关系。回复实验发现进一步过表达MTFR2能够逆转敲低MYB对GC细胞增殖和DDP耐药性的抑制作用。结论MYB上调MTFR2的表达通过DNA损伤途径促进GC细胞增殖和DDP耐药,表明靶向MYB/MTFR2调控轴可能是克服GC DDP耐药性的潜在途径。

白藜芦醇介导SIRT1干预地塞米松诱导成骨细胞线粒体自噬的研究

目的研究白藜芦醇(RES)参与糖皮质激素诱导的成骨细胞线粒体自噬的作用机制。方法体外培养人成骨细胞hFob1.19,地塞米松(DEX)诱导细胞线粒体自噬,使用不同浓度的RES(10^(-8)~10^(-6)mol/L)处理成骨细胞5~120 min,CCK-8法检测成骨细胞的增殖,透射电镜检测成骨细胞内的自噬小体,酶联免疫吸附实验、实时荧光定量PCR和Western blotting分别检测成骨细胞内碱性磷酸酶(ALP)、caspase 3、转录沉默信息调节因子1(SIRT1)、细胞自噬标志蛋白(LC3和Beclin1)和细胞线粒体自噬标志蛋白(TOM20和Hsp60)的活性表达。结果DEX和RES作用成骨细胞2 h后,RES可明显减弱DEX对细胞增殖的抑制作用(P<0.05);透射电镜显示,DEX+RES组自噬小体明显少于DEX组(P<0.05);DEX可明显抑制成骨细胞内ALP活性,而RES明显改善了DEX对ALP蛋白活性的抑制作用(P<0.05);RES可导致成骨细胞内caspase 3的蛋白活性明显降低(P<0.05);RES以剂量依赖性和时间依赖性的方式增强成骨细胞中SIRT1的活性表达;RES单独作用成骨细胞,可显著抑制LC3和Beclin1 mRNA表达(P<0.05),并降低细胞内TOM20(线粒体自噬标记蛋白)和Hsp60(线粒体基质自噬标记蛋白)的蛋白活性;RES可部分抑制DEX对成骨细胞线粒体自噬的激活效应。结论RES通过上调SIRT1而增强成骨细胞的增殖活性,并抑制DEX诱导的成骨细胞线粒体自噬的发生。

自噬/苄氯素1调节因子1在自噬与凋亡中作用的研究进展

细胞凋亡(Ⅰ型程序性死亡)和自噬性细胞死亡(Ⅱ型程序性死亡)这2种细胞死亡方式可通过一些蛋白的相互作用而介导形成平衡对立状态。一方面,细胞凋亡由胱天蛋白酶(caspase,CASP)依赖性通路经内源性、外源性或内质网应激诱导途径予以控制,而死亡信号则可经这3种途径介导受损或感染细胞的清除[1-2]。另一方面,细胞自噬由被称为货物受体或自噬受体的特定分子调控,并通过此类受体与特定底物相互作用,介导自噬体形成。

基于HIF-1α/ERK通路探讨异丙酚对缺氧大鼠海马神经元线粒体损伤的影响

目的观察异丙酚通过缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)/细胞外调节激酶(ERK)通路对缺氧大鼠海马神经元线粒体损伤的影响。方法新生SD大鼠离体培养原代海马神经元细胞,随机分为6组。对照组(高糖DMEM培养液)、缺氧组(低糖DMEM培养液)、LP组(3 mg/L异丙酚的低糖DMEM培养液)、MP组(6 mg/L异丙酚的低糖DMEM培养液)、HP组(12 mg/L异丙酚的低糖DMEM培养液)及U0126组(终浓度12 mg/L异丙酚+50μmol/L U0126的低糖DMEM培养液)。缺氧组、LP组、MP组、HP组及U0126组于缺氧条件培养24 h;对照组于有氧条件培养24 h。透射电镜观察各组海马神经元细胞形态;MTT法检测细胞存活率;激光共聚焦显微镜检测Ca^(2+)、活性氧(ROS)的荧光强度;酶联免疫吸附试验检测细胞钙调神经磷酸酶(GaN)活性;Western blotting检测HIF-1α、ERK1/2、p-ERK1/2、天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)蛋白表达。结果缺氧组线粒体损伤严重,LP、MP和HP组线粒体损伤均有所减轻,HP组减轻最为明显,U0126组线粒体损伤较HP组严重。与缺氧组海马神经元细胞存活率(42.30±3.64)%比较,MP组(59.54±5.19)%、HP组(70.81±6.47)%及U0126组(53.08±5.61)%均升高,且HP组高于MP组和U0126组(P<0.05)。与缺氧组Ca^(2+)、ROS荧光强度[(0.107±0.004)、(0.087±0.003)]比较,LP组ROS荧光强度(0.078±0.003)及MP组、HP组及U0126组Ca^(2+)荧光强度[(0.085±0.003)、(0.067±0.002)、(0.090±0.003)]、ROS荧光强度[(0.060±0.002)、(0.051±0.005)、(0.076±0.003)]均降低(P<0.05),HP组低于MP组和U0126组(P<0.05)。与缺氧组GaN活性(0.61±0.05)u/mg比较,MP组、HP组及U0126组[(0.50±0.05)u/mg、(0.37±0.04)u/mg、(0.54±0.04)u/mg]降低,且HP组低于MP组和U0126组(P<0.05)。与缺氧组比较,LP组、MP组、HP组及U0126组HIF-1α、p-ERK1/2蛋白相对表达量升高,且HP组高于LP组、MP组和U0126组(P<0.05);与缺氧组比较,LP组、MP组、HP组及U0126组Caspase-3蛋白相对表达量降低,且HP组低于LP组、MP组和U0126组(P<0.05)。结论异丙酚可减轻缺氧大鼠海马神经元线粒体损伤,其调控机制可能与HIF-1α/ERK通路有关。

下调XBP1s通过Sirt3/SOD2/mtROS轴减轻缺氧/复氧诱导的肾小管上皮细胞衰老

目的探讨剪接型X-盒结合蛋白1(XBP1s)在缺氧/复氧(H/R)诱导的原代肾小管上皮细胞衰老中的作用及机制。方法将原代肾小管上皮细胞分为空白对照组(NC组)、H/R组、空载腺病毒阴性对照组(Ad-shNC组)、靶向沉默XBP1s腺病毒组(Ad-shXBP1s组)、空载腺病毒+H/R处理组(Ad-shNC+H/R组)、靶向沉默XBP1s腺病毒+H/R处理组(Ad-shXBP1s+H/R组)。检测NC组、H/R组、Ad-shNC组、Ad-shXBP1s组XBP1s的表达情况。检测Ad-shNC组、Ad-shNC+H/R组、Ad-shXBP1s+H/R组β-半乳糖苷酶染色情况,细胞衰老标志物p53、p21、γH2AX表达情况,氧化应激相关指标活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)水平。采用染色质免疫共沉淀验证XBP1s转录调控沉默信息调节因子3(Sirt3),检测下调XBP1s后Sirt3及下游SOD2表达,采用流式细胞术检测线粒体活性氧簇(mt ROS)。结果与NC组比较,H/R组XBP1s表达增多;与Ad-sh NC组比较,Ad-sh XBP1s组XBP1s表达减少(均为P<0.001)。与Adsh NC组比较,Ad-sh NC+H/R组β-半乳糖苷酶染色阳性细胞数增加,p53、p21、γH2AX表达增多,ROS、MDA、mt ROS水平升高,SOD活性下降,Sirt3表达量降低,Ac-SOD2/SOD2比值升高;与Ad-sh NC+H/R组相比,Ad-sh XBP1s+H/R组β-半乳糖苷酶染色阳性细胞数减少,p53、p21、γH2AX表达减少,ROS、MDA、mt ROS水平下降,SOD活性升高,Sirt3表达量升高,Ac-SOD2/SOD2比值下降(均为P<0.05)。结论下调XBP1s可减轻H/R诱导的原代肾小管上皮细胞衰老,可能是通过Sirt3/SOD2/mt ROS信号轴发挥作用。

线粒体自噬在乳腺癌发生发展中的作用及其调控机制

线粒体自噬是细胞通过自噬-溶酶体途径,在自噬相关蛋白的调控下,有选择地清除受损或功能障碍的线粒体以维持线粒体质量和细胞稳态的过程,与多种肿瘤的发生发展密切相关。越来越多研究表明,线粒体自噬在乳腺癌进展中发挥着双重作用。①促进乳腺癌进展:线粒体自噬通过触发能量代谢重编,减少ROS蓄积和维持线粒体稳态来促进乳腺癌细胞的生存和侵袭;②抑制乳腺癌进展:线粒体自噬通过减轻炎症反应和引发线粒体损伤,诱导乳腺癌细胞死亡或凋亡。其相关机制包括①PTEN诱导的激酶1/E3泛素蛋白连接酶(PINK1/Parkin)途径;②线粒体自噬受体相关蛋白途径(包括BNIP3、BNIP3L和FUNDC1);③线粒体分裂途径。本综述总结了线粒体自噬在乳腺癌中的作用、机制以及化疗耐药的研究现状,旨在为乳腺癌的研究和治疗提供参考。

亚精胺通过改善心脏线粒体能量代谢缓解压力超负荷小鼠心力衰竭

目的:探讨亚精胺(spermidine,SPD)对小鼠压力超负荷心肌肥大和心力衰竭的缓解作用及其机制。方法:(1)将8周龄的雄性C57BL/6J小鼠随机分为4组:假手术(sham)组、sham+SPD喂养组、主动脉弓缩窄(transverse aortic constriction,TAC)组和TAC+SPD组。TAC术后,sham+SPD组和TAC+SPD组小鼠经饮水喂养SPD(3 mmol/L);Western blot检测心肌组织沉默信息调节因子6(silent information regulator 6,SIRT6)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1(peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator-1,PGC-1)和线粒体融合蛋白2(mitofusin 2,MFN2)表达量;分离成年小鼠心肌细胞,观察细胞长度和宽度;麦胚凝集素染色观察心肌细胞面积;Masson染色评估心肌纤维化面积;心脏超声检查心功能及心肌肥大情况;透射电镜观察心肌线粒体形态;采用Oxygraph-2k高分辨呼吸能量代谢仪检测心肌线粒体耗氧量。(2)用血管紧张素II(angiotensin II,Ang II;1μmol/L)处理原代大鼠心室肌细胞,建立心肌细胞肥大模型。将这些心肌细胞分为对照(control,Con)组、Con+SPD(1 mmol/L)组、Ang II组、Ang II+SPD组和Ang II+SPD+SIRT6 siRNA(siSIRT6)组。共聚焦显微镜观察心肌细胞面积和线粒体。结果:(1)与sham组比较,TAC组小鼠心功能显著降低(P<0.05),病理性心肌肥大程度显著升高(P<0.05),心肌组织SIRT6、PGC-1和MFN2表达水平显著降低(P<0.05)。相比于TAC组,TAC+SPD组小鼠心肌组织SIRT6、PGC-1和MFN2表达水平显著升高(P<0.05),病理性心肌肥大程度减轻(P<0.05),心肌细胞肥大缓解(P<0.05),线粒体数目和线粒体嵴密度增多(P<0.05),线粒体功能有所改善(P<0.05),心肌纤维化减轻(P<0.05),心脏收缩功能改善(P<0.05)。(2)细胞实验中,相比于Con组,Ang II组心肌细胞SIRT6、PGC-1和MFN2表达水平显著降低(P<0.05),心肌细胞肥大程度显著增加(P<0.05);与Ang II组相比,Ang II+SPD组心肌细胞SIRT6、PGC-1和MFN2表达水平显著升高(P<0.05),细胞肥大缓解(P<0.05),线粒体动力学改善(P<0.05),而Ang II+SPD+siSIRT6组SIRT6、PGC-1和MFN2表达量无显著差异,心肌细胞肥大程度和线粒体动力学亦无显著差异。结论:SPD可以促进SIRT6、PGC-1和MFN2的表达,改善压力超负荷小鼠线粒体功能,减轻心肌肥大,从而缓解心力衰竭。

白藜芦醇通过调节沉默信息调节因子1通路改善大鼠心肌缺血再灌注损伤的作用机制

目的:研究白藜芦醇(Res)对心肌缺血再灌注(MI/R)大鼠的改善作用,并初步探讨其通过调控沉默信息调节因子1(Sirt1)信号通路的作用机制。方法:将60只大鼠按照随机数字表法随机分为假手术组、心肌缺血再灌注模型组(MI/R组)、白藜芦醇组(Res组)和Sirt1抑制剂EX527组(EX527组),每组15只。检测各组大鼠心功能指标,酶联免疫吸附试验法检测肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)水平,采用比色法检测髓过氧化物酶(MPO)活力;蛋白质印迹法检测Sirt1和核因子κB蛋白表达水平。大鼠心肌细胞H9c2分为5组:对照组、缺氧/复氧组、Res组(缺氧/复氧+20 mmol/L Res处理)和EX527组(缺氧/复氧+1μmol/L EX527处理)。采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测各组细胞活力,Rhod-2 AM标记法检测线粒体钙离子浓度,钙黄绿素AM标记法检测线粒体通透性转换孔开放程度。结果:与MI/R组比较,Res组大鼠的左心室舒张末期压(LVEDP)、心肌损伤标志物、心肌梗死面积、炎症反应、核因子κB水平、MPO活力均明显降低(P<0.05),左心室收缩压(LVSP)、+dp/dtmm、-dp/dtmm和Sirt1水平均明显升高(P<0.05),而Sirt1抑制剂EX527可逆转Res对MI/R大鼠的改善作用(P<0.05)。与缺氧/复氧组比较,Res组的细胞活力和钙黄绿素相对荧光强度明显升高,而Rhod-2相对荧光强度明显下降(P<0.05)。与Res组比较,EX527组的细胞活力和钙黄绿素相对荧光强度明显下降,而Rhod-2相对荧光强度明显升高(P<0.05)。结论:白藜芦醇可明显改善大鼠心肌缺血再灌注损伤,并抑制缺氧/复氧诱导的心肌细胞线粒体钙超载和线粒体通透性转换孔过度开放。其机制可能与调控Sirt1信号通路有关。

高糖培养对大鼠肾小管上皮细胞中SIRT1和PGC-1α水平及线粒体功能的影响

目的 探讨高糖培养肾小管上皮细胞中沉默配对型信息调节因子2同源物1(SIRT1)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(PGC-1α)表达水平及线粒体功能的影响。方法 取对数生长期的大鼠近端肾小管上皮细胞(NRK52E细胞)设立对照组(正常血糖水平,NG组)和高糖组(HG组),培养48 h后,采用流式细胞仪检测线粒体活性氧(ROS)水平和线粒体膜电位(ΔΨm),采用紫外分光光度法检测线粒体腺嘌呤核苷三磷酸(ATP),采用Western blot法检测PGC-1α、SIRT1和cleaved-Caspase-3蛋白的表达。结果 与NG组比较,HG组ROS和ATP明显增加、ΔΨm水平明显下降,PGC-1α、SIRT1蛋白表达降低,cleaved-Caspase-3蛋白表达明显增加,差异具有统计学意义(P<0.01或P<0.05)。结论 高糖诱导可使大鼠近端肾小管上皮细胞线粒体功能障碍,其机制可能与高糖降低SIRT1和PGC-1α表达有关。

右美托咪定对高氧诱导的人肺泡上皮细胞线粒体损伤及HIF-1α/ERK通路的影响

目的:观察右美托咪定(Dex)对高氧诱导的人肺泡上皮细胞HPAEpiC线粒体损伤及缺氧诱导因子⁃1α(HIF⁃1α)/细胞外信号调节激酶(ERK)通路的影响。方法:培养HPAEpiC细胞,分为对照(Control)组、高氧模型(Hyperoxia)组、高氧和药物处理(Hyperoxia+Dex)组、高氧和HIF⁃1α激动剂处理(Hyperoxia+DMOG)组以及高氧和药物、HIF⁃1α抑制剂处理(Hyperoxia+Dex+YC⁃1)组。采用活性氧(ROS)检测试剂盒和MitoSOX^(TM) Red荧光染色分别检测细胞中和线粒体中ROS含量;线粒体膜电位检测试剂盒(JC⁃1法)检测线粒体膜电位;流式细胞仪检测细胞凋亡率;Western blot检测细胞中HIF⁃1α/ERK通路相关蛋白及核呼吸因子⁃1(NRF⁃1)蛋白水平。结果:与Control组比较,Hyperoxia组HPAEpiC细胞中和线粒体中ROS含量升高,线粒体膜电位降低,细胞凋亡率增高,细胞中HIF⁃1α、p⁃ERK和NRF⁃1蛋白水平降低(P<0.05)。与Hyperoxia组比较,Hyperoxia+Dex组和Hyperoxia+DMOG组HPAEpiC细胞中和线粒体中ROS含量降低,线粒体膜电位升高,细胞凋亡率降低,细胞中HIF⁃1α、p⁃ERK和NRF⁃1蛋白水平升高(P<0.05)。与Hyperoxia+Dex组比较,Hyperoxia+DMOG组和Hyperoxia+Dex+YC⁃1组HPA⁃EpiC细胞中和线粒体中ROS含量升高,线粒体膜电位降低,细胞凋亡率增高,细胞中HIF⁃1α、p⁃ERK和NRF⁃1蛋白水平降低(P<0.05)。结论:Dex可能通过激活HIF⁃1α/ERK通路减轻高氧诱导的人肺泡上皮细胞线粒体损伤。