线粒体钙离子单向转运体对脑胶质瘤干细胞增殖和自我更新的影响

目的研究线粒体钙离子单向转运体(MCU)对脑胶质瘤干细胞增殖和自我更新的影响,探讨MCU作为治疗胶质瘤新靶点的可能性。方法Western印迹法和实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测脑胶质瘤干细胞(T456,T4121,T387和T3832)和胶质瘤细胞(U87和U251)中MCU蛋白和mRNA表达水平。构建短发夹RNA干涉阴性对照(shNT)、shMCU#1和shMCU#2质粒,利用磷酸钙转染法包装病毒,转染上述4种胶质瘤干细胞,分别获得该4种细胞的shNT、shMCU#1和shMCU#2细胞,并用RT-qPCR检测MCU敲低效果。将上述转染的细胞接种到96孔板中,于培养第0,2,4和6天用CellTiter-Glo?Luminescent细胞活力检测试剂盒检测细胞活力;第6天用成像显微镜观察每孔形成肿瘤球的大小并计数。用MCU抑制剂DS1657051125和50μmol·L^(-1)处理脑胶质瘤干细胞(T456和T4121)、人神经干细胞(16157)和人星形胶质细胞(NHA),同时设溶剂对照(0.1%DMSO)组,于培养第0,2,4和6天检测细胞活力,第6天观察形成肿瘤球的大小和细胞状态。构建LUC-shNT,LUC-shMCU#1和LUC-shMCU#2质粒,磷酸钙转染法包装病毒,并转染T387和T4121细胞,随后将转染的细胞注射到BALB/c裸小鼠颅内,25 d后用IVIS活体成像系统对小鼠脑内形成移植瘤体积进行生物发光检测,并记录小鼠存活时间。结果除T456细胞,4121,T387和T3832细胞MCU mRNA和蛋白表达水平均高于胶质瘤细胞U87和U251。与各自shNT对照组相比,4种脑胶质瘤干细胞shMCU#1和shMCU#2组MCU蛋白表达均显著下降(P<0.01),细胞活力亦明显降低(P<0.01),肿瘤球大小和数量显著减少(P<0.01)。与细胞对照组相比,DS1657051125μmol·L^(-1)可显著抑制T387,T4121和16157细胞活力(P<0.01),但对NHA细胞活力抑制作用相对较弱(P<0.05);DS1657051150μmol·L^(-1)可抑制T387,T4121,16157和NHA细胞活力(P<0.01)。小鼠活体成像检测显示,与接种LUCshNT细胞组相比,接种敲低MCU的T387和T4121细胞小鼠颅内移植瘤区域发光显著减弱,移植瘤小鼠平均存活时间亦明显延长。结论敲低MCU可抑制脑胶质瘤干细胞增殖和自我更新能力,并延长颅内移植胶质瘤小鼠的存活时间。

线粒体钙单向转运体相关钙超载调控钙调蛋白对雨蛙肽诱导胰腺导管上皮细胞微丝骨架的影响

目的 通过体外细胞研究探讨线粒体钙单向转运体(MCU)相关钙超载通过调控钙调蛋白(CaM)对雨蛙肽诱导的胰腺导管上皮细胞微丝骨架的影响。方法 使用10^(-7)mol/L雨蛙肽及10^(-5)mol/L MCU抑制剂钌红(RR)干预人胰腺导管上皮细胞(HPDE6-C7)24 h,将细胞分为:Control组、雨蛙肽组、RR组、雨蛙肽+RR组。Western blot法检测细胞内MCU及CaM蛋白表达,荧光探针法检测细胞内游离Ca^(2+),免疫荧光双标法检测细胞内线粒体Ca^(2+),微丝染色法观察细胞微丝骨架结构。结果 雨蛙肽组与Control组比较,MCU及CaM蛋白表达、细胞质及线粒体内Ca^(2+)含量升高(P<0.05),细胞微丝骨架破坏;雨蛙肽+RR组与雨蛙肽组比较,MCU及CaM蛋白表达、胞质Ca^(2+)及线粒体内Ca^(2+)含量降低(P<0.05),细胞微丝骨架破坏减轻。结论 MCU相关钙超载可能通过激活CaM促进雨蛙肽诱导的胰腺导管上皮细胞微丝骨架的破坏。

鱼藤酮通过降低线粒体钙离子单向转运体蛋白表达促进多巴胺能神经元铁死亡

目的研究线粒体钙离子单向转运体(MCU)参与调控鱼藤酮诱导多巴胺能神经元铁死亡的作用机制。方法运用免疫印迹试验和脂质氧化等试剂盒检测鱼藤酮处理细胞前后MCU蛋白表达水平及铁死亡水平,检测鱼藤酮干预同时上调MCU蛋白表达,铁死亡水平的变化。结果鱼藤酮处理后多巴胺能神经元谷胱甘肽(GSH)过氧化物酶-4、铁蛋白重链多肽1蛋白表达下降,胞内氧化应激水平上升;MCU蛋白表达下降,而恢复MCU蛋白表达水平后,铁死亡水平下降。结论鱼藤酮通过降低MCU蛋白表达促进多巴胺能神经元铁死亡。

线粒体钙单向转运体在模拟失重所致巨噬细胞极化改变中的调控作用研究

目的探究线粒体钙单向转运体(mitochondrial calcium uniporter,MCU)在模拟失重状态下对巨噬细胞极化的调控作用及其机制。方法体外培养小鼠骨髓来源巨噬细胞(bone marrow derived macrophage,BMDM),采用配对比较法将野生型(wild ty pe,WT)小鼠的BM DM分为2D回转模拟失重组和同步对照组,2D回转模拟失重组细胞在2D细胞回转仪中回转24 h模拟失重效应,同步对照组细胞在2D细胞回转仪中静置24 h;按照小鼠基因型将2D回转模拟失重的细胞分为LysM Cre、MCU f l/f l与同窝对照MCU f l/f l组,2组均在2D细胞回转仪中回转24 h模拟失重效应。采用实时荧光定量核酸扩增检测系统(realtime quantitative PCR detecting system,Q-PCR)和流式细胞术检测BMDM向M1、M2型巨噬细胞极化的能力;蛋白免疫印迹检测B M D M在模拟失重状态下巨噬细胞线粒体融合分裂蛋白的表达水平;实时荧光定量核酸扩增检测系统检测B M D M线粒体D N A拷贝数;转染线粒体特异性绿色荧光钙质粒Ad-4 m t-G C a M P 6检测B M D M线粒体钙信号;D C F H-DA活性氧探针检测BMDM活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。结果在24 h回转模拟失重处理后,WT小鼠的BMDM向M1型巨噬细胞极化的能力减弱(t=6.409、4.800、7.808、6.506,P均<0.01),向M2型巨噬细胞极化的能力增强(t=3.265、4.458,P均<0.05);线粒体融合蛋白Mfn2和OPA1表达下降,分裂蛋白Drp1表达增加;线粒体DNA拷贝数增加(t=10.06,P<0.01),ATP数目下降(t=15.6,P<0.01);线粒体Ca2+与ROS水平上升;BMDM MCU mRNA与蛋白表达水平都显著升高(t=7.824,P<0.01);敲除MCU后的BM DM向M2型巨噬细胞极化被抑制(t=8.574、5.155,P均<0.05),ATP水平显著下降(t=3.317,P<0.05),线粒体Ca2+与ROS水平的升高也受到抑制。结论在模拟失重状态下,MCU作为线粒体Ca2+内流的关键调控蛋白介导线粒体钙超载导致ROS水平上升,从而促进了巨噬细胞向M2型巨噬细胞极化。

基于Cre-LoxP系统的线粒体钙离子单向转运体脑条件性敲除小鼠模型的构建及鉴定

目的 应用Cre-LoxP系统构建线粒体钙离子单向转运体(MCU)脑条件性敲除小鼠。方法 采用胚胎干细胞(ES细胞)打靶技术,将两个LoxP位点转入MCU基因5号外显子两端,构建MCU^(flox/+)小鼠。经与Nestin-cre工具小鼠交配获得MCU脑条件性敲除小鼠(MCU^(flox/+):Nestin-cre^(+))。采用鼠尾PCR进行基因型鉴定,Western印迹和实时荧光定量PCR(qPCR)技术分别从蛋白质和mRNA水平检测MCU的敲除效果。统计分析敲除小鼠生长发育和繁殖情况,旷场实验评价敲除小鼠自发活动性和适应性,高架O迷宫评价敲除小鼠焦虑情绪。结果 基因型鉴定、Western印迹和qPCR结果显示MCU脑条件性敲除小鼠成功构建,敲除小鼠繁殖能力正常,子代雌雄和基因型比例符合预期。与野生型小鼠相比,MCU脑条件性敲除小鼠体重明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。敲除小鼠在旷场中运动的总距离和运动时间明显高于野生型小鼠(P<0.05),在中间区域的停留时间、高架O迷宫开放臂的进入次数和时间无显著性差异。结论 成功构建MCU脑条件性敲除小鼠,小鼠可正常生长繁育,发育略有迟缓,运动和适应能力正常,有高度活跃行为,无明显焦虑样情绪。

结构生物学技术在线粒体钙离子单向转运体结构功能研究中的运用

线粒体钙离子单向转运体是一种位于线粒体内膜上的转运蛋白,具有选择和传导钙离子的功能,参与多种细胞的生理过程。目前已经确定了该单向转运体的组成成员,其中包括离子转运蛋白MCU、MCU的负调控亚基MCUb、2个Ca^(2+)结合蛋白MICU1、MICU2以及MCU的调控亚基EMRE蛋白。近十多年来已经有大量的研究提出并构建了多种线粒体通过该单向转运体调节Ca^(2+)摄取的模型。最近对其研究的重点转向单向转运体单个组分的结构以及对它们复合体的结构表征。这些问题的解决得益于结构生物学中核磁共振技术、X射线衍射技术的持续发展和冷冻电镜技术的突破。回顾了结构生物学技术在有关单向转运体结构问题过程中的综合运用。这一内容将有助于我们了解核磁共振、X射线晶体学以及冷冻电镜技术各自的优缺点,同时深入探究线粒体钙离子单向转运体各部分的结构及其发挥功能的分子机制。

线粒体钙单向转运体在心肌低氧/复氧损伤中的作用

目的:观察线粒体钙单向转运体在心肌低氧/复氧损伤中的作用并探讨其机制。方法:应用Langendorff大鼠心脏灌流模型,低氧/复氧(H/R)采用冠脉前降支结扎30 min、复灌120 min的方法。用生物信号采集系统记录左室发展压(LVDP)、左室压最大上升/下降速率(±dP/dtmax)、左室舒张末压(LVEDP);分光光度法分别检测冠脉流出液中乳酸脱氢酶(LDH)的含量和线粒体活性氧(ROS);TTC染色法检测心肌梗死面积。结果:与单纯低氧/复氧组相比,复氧起始给予线粒体钙单向转运体抑制剂钌红(5μmol/L)明显改善左心室各项功能指标,减小心肌梗死面积,降低线粒体ROS和冠脉流出液中LDH含量;而在复氧期起始给予线粒体钙单向转运体激动剂精胺(20μmol/L),显著升高了线粒体ROS活性,冠脉流出液中LDH含量在复氧5 min、20 min、30 min时显著增多,左心室各项功能指标与心肌梗死面积与单纯低氧/复氧组相比无显著差异。ROS清除剂MPG(1 mmol/L)与精胺联合应用则取消了精胺的作用。结论:抑制线粒体钙单向转运体可能通过减少线粒体ROS的生成减轻心脏低氧/复氧损伤。

线粒体钙单向转运体在布比卡因加重糖尿病大鼠脊髓神经损伤中的作用

目的:探讨线粒体钙单向转运体(MCU)在布比卡因(B)致糖尿病(D)大鼠脊髓神经毒性损伤中表达的变化及其作用。方法:健康雄性SD大鼠,体重180～220 g,分为正常组与造模组,腹腔注射链脲佐菌素制备糖尿病大鼠模型后,随机选取48只,分为6组,每组8只,即鞘内注射生理盐水正常大鼠(C)组、鞘内注射生理盐水糖尿病大鼠(D)组、鞘内注射布比卡因正常大鼠(C+B)组、鞘内注射布比卡因糖尿病大鼠(D+B)组、鞘内注射10μmol/L Ru360+布比卡因糖尿病大鼠(D+R_1+B)组和鞘内注射50μmol/L Ru360+布比卡因糖尿病大鼠(D+R_2+B)组;各组在造模前、造模成功后、鞘内注射药物后12 h、鞘内注射药物后24 h和鞘内注射药物后48 h测定机械刺激缩足阈值(PWMT)与热刺激缩足潜伏期(PWTL)改变;测定完毕后处死大鼠,取脊髓腰膨大行RT-qPCR与Western blot测定MCU表达水平,ELISA法测定氧化损伤产物丙二醛(MDA)与8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)的含量,TUNEL法测定脊髓神经细胞凋亡率。结果:与D组比较,D+B组MCU表达显著上调(P <0. 05),PWMT、PWTL及MDA与8-OHdG含量显著升高(P <0. 05),脊髓神经细胞凋亡率显著提高(P <0. 05);与D+B组比较,D+R_2+B组MCU表达显著下调(P <0. 05),PWMT、PWTL及MDA与8-OHdG表达均显著降低(P <0. 05),脊髓神经细胞凋亡率显著下降(P <0. 05)。结论:布比卡因通过上调MCU表达活性,增强氧化应激,加重糖尿病大鼠脊髓神经损伤与提高其机械痛与热痛阈值。

大鼠神经元线粒体钙单向转运体对线粒体通透性转换孔的调控作用

目的研究离体大鼠神经元线粒体钙单向转运体对线粒体通透性转换孔的调控作用,初步探讨这种调控作用的可能性机制以及在脑保护中的重要意义。方法使用线粒体肿胀法测定线粒体通透性孔的开放程度,分别使用线粒体钙单向转运体抑制剂钌红、激动剂精胺和线粒体通透性转换孔抑制剂环孢菌素处理分离的线粒体,观察吸光度的连续变化。结果与对照组相比,钌红(5μmol/L)使吸光度降低程度与速率明显减小,而精胺(100μmol/L)使吸光度降低的程度与速率进一步增大,但是环孢菌素A(2μmol/L)能够减弱精胺的这种作用。结论在离体大鼠大脑皮层线粒体中,线粒体钙单向转运体可能对线粒体通透性转换孔有调控作用,这种调控机制在脑缺血再灌注脑保护过程中发挥作用。

线粒体钙单向转运体及其蛋白相互作用的调控

线粒体钙离子平衡对维持线粒体特性,介导多种细胞生理功能和病理过程具有重要的作用。虽然大家都知道线粒体钙离子的摄取,但直到近年来才部分揭示此过程中转运体的分子结构。本文就线粒体钙离子单向转运体（mitochondrial calcium uniporter,MCU）及其相互作用蛋白的研究进展进行综述。

线粒体钙单向转运体在β淀粉样蛋白诱导小胶质细胞凋亡中的作用机制

目的探讨线粒体钙离子单向转运体在β淀粉样蛋白诱导小胶质细胞凋亡中的作用机制。方法将体外原代培养小胶质细胞随机分为对照组、Aβ_(25-35)组、Ru360组、Spermine组,并进一步采用线粒体特异性抗氧化剂MitoQ进行干预;采用流式细胞术、荧光探针及Western blotting等技术检测细胞凋亡、线粒体钙离子浓度、ROS生成及相关蛋白表达。结果 (1)与对照组相比,Aβ_(25-35)显著增加小胶质细胞凋亡,Ru360显著减少Aβ_(25-35)诱导的小胶质细胞凋亡,而Spermine发挥相反作用;(2)与对照组相比,Aβ_(25-35)显著增加低线粒体钙离子浓度及线粒体ROS生成水平,Ru360显著降低Aβ_(25-35)诱导的线粒体钙离子浓度及线粒体ROS生成水平的升高,而Spermine发挥相反作用;(3)与对照组相比,Aβ_(25-35)组GRP78、CHOP和caspase-12的表达显著增加,Ru360显著减少Aβ_(25-35)诱导的GRP78、CHOP和caspase-12表达的增加,而Spermine发挥相反作用;(4)与Aβ_(25-35)组相比,MitoQ组显著减少线粒体ROS产物水平,并减少GRP78、CHOP和caspase-12表达。结论 (1) MCU在Aβ_(25-35)诱导的小胶质细胞凋亡发挥重要作用,抑制MCU可减少细胞凋亡,而激活MCU增强细胞凋亡;(2)氧化应激介导的内质网应激反应可能在MCU参与Aβ_(25-35)诱导的小胶质细胞凋亡中发挥重要作用。

线粒体钙单向转运体在无镁致痫海马神经元凋亡中的作用

目的:探讨线粒体钙离子单向转运体(MCU)在无镁致痫海马神经元凋亡中的作用及可能的机制。方法:将海马神经元分为空白对照组、无镁诱导组、Ru360(MCU特异性抑制剂)组、Spermine(MCU特异性激动剂)组、Mito-Q(线粒体特异性抗氧化剂)组。空白对照组用正常的含镁细胞外液处理3 h。无镁诱导组用无镁细胞外液处理3 h。Ru360组、Spermine组和Mito-Q组分别用5μmol/L的Ru360、10μmol/L的Spermine、500 nmol/L的Mito-Q处理1 h,然后用无镁细胞外液处理3 h,再维持培养24 h。取空白对照组、无镁诱导组、Ru360组、Spermine组神经元,分别采用MTT法、TUNEL染色法、钙离子荧光探针Rhod-2染色法、线粒体荧光探针MitoSOX染色法和Western blot法检测存活率、凋亡率、线粒体钙离子浓度、线粒体ROS生成水平及内质网应激相关蛋白GRP78、CHOP和Caspase-12的表达。取空白对照组、无镁诱导组、Mito-Q组神经元,检测线粒体ROS生成水平及GRP78、CHOP和Caspase-12的表达。结果:与空白对照组比较,无镁诱导组神经元存活率下降,凋亡率增加,线粒体钙离子浓度及ROS生成水平升高,GRP78、CHOP和Caspase-12表达增加(P<0.05)。与无镁诱导组比较,Ru360组神经元存活率增加,凋亡率降低,线粒体钙离子浓度、ROS生成水平和GRP78、CHOP、Caspase-12蛋白表达降低(P<0.05);而Spermine组各指标变化与Ru360组相反(P<0.05)。与无镁诱导组相比,Mito-Q组线粒体ROS生成水平和GRP78、CHOP和Caspase-12表达降低(P<0.05)。结论:MCU可能通过调节氧化应激介导的内质网应激反应,从而在无镁致痫海马神经元凋亡中发挥重要作用。

线粒体钙单向转运体在远距预处理脑保护中的作用及其机制

目的探讨肢体缺血预处理(LIP)对脑缺血/再灌注(I/R)损伤保护作用中线粒体钙单向转运体(MCU)的作用及其作用机制。方法将50只I/R损伤模型大鼠随机分为五组。模型组不干预,钌红组、精胺组、LIP组及LIP+精胺组分别于再灌注前予钌红、精胺、LIP及LIP+精胺干预。再灌注24 h观察各组神经功能评分,血清丙二醛(MDA)、乳酸脱氢酶(LDH)、超氧化物歧化酶(SOD)水平及脑皮质区Bcl-2阳性细胞数。结果钌红组及LIP组神经功能评分及血清MDA、LDH水平明显低于另三组,SOD水平及Bcl-2细胞明显高于另三组,P均<0.05。结论 CIP对I/R的脑保护作用可能与MCU有关;增强MCU活动可抑制LIP的脑保护作用。

线粒体钙单向转运体参予肿瘤坏死因子α抗心肌缺血/复灌损伤的研究

目的:探讨肿瘤坏死因子α(TNFα)诱导的抗心肌缺血/复灌损伤的保护作用是否与线粒体钙单向转运体以及相关成分有关。方法:采用离体大鼠心脏灌流方法,结扎冠状动脉左前降支30 min和复灌120 min复制局部缺血/复灌损伤模型,测定心肌梗死面积、冠脉流量和冠脉流出液中乳酸脱氢酶(LDH)含量。提取大鼠心肌线粒体,分光光度法测定520 nm吸光度。结果:与单纯缺血/复灌组相比,10 U/ml TNFα预处理明显降低心脏缺血/复灌后的梗死面积和复灌期冠脉流出液中LDH含量,促进冠脉流量的恢复;复灌开始用线粒体钙单向转运体激动剂精胺(20μmol/L)灌流10 min减弱了TNFα降低梗死面积和LDH含量的作用。10 U/ml TNFα预处理离体大鼠心脏后分离线粒体,520 nm处吸光度的下降明显低于对照组;精胺(50μmol/L)减弱了TNFα对520 nm处吸光度的影响。结论:TNFα诱导的抗心肌缺血/复灌损伤的保护作用可能与其抑制线粒体钙单向转运体的开放和抑制线粒体通透性转变孔道开放有关。

线粒体钙单向转运体在远距预处理心肌保护中的作用

目的:探讨线粒体钙单向转运体是否参予远距预处理的心肌保护作用。方法:采用在体结扎冠状动脉左前降支30 min和复灌120 min复制局部心肌缺血/复灌损伤模型,采用动脉夹夹闭右下肢股动脉5 min,松开复灌5 min,共3个循环,行大鼠肢体远距预处理。结果:与单纯缺血/复灌组相比,静脉注射线粒体钙单向转运体抑制剂钌红或肢体远距预处理明显降低心脏缺血/复灌后的梗死面积(钌红组心肌梗死面积26.34%±5.4%,远距预处理组20.38%±2.50%,与单纯缺血复灌组50.96%±5.96%相比,P<0.01)和复灌10 min血浆冠脉流出液中LDH活性[钌红组LDH活性(280.74±28.42)U/L,远距预处理组(270.5±8.91)U/L,与单纯缺血复灌组(338.75±38.60)U/ L相比,P<0.01];线粒体钙单向转运体激动剂精胺可减弱远距预处理降低心肌梗死面积(精胺+远距预处理组心肌梗死面积40.77%±9.20%与远距预处理组20.38%±2.50%相比,P<0.01)和LDH活性[精胺+远距预处理组LDH活性(382.74±43.08)U/L,与远距预处理组LDH活性(270.50±8.91)U/L相比,P<0.01]的作用。结论:肢体远距预处理诱导的抗心肌缺血/复灌损伤的保护作用可能与线粒体钙单向转运体的抑制有关。

线粒体钙单向转运体在匹鲁卡品致痫大鼠海马神经损伤中的作用

目的研究线粒体钙单向转运体(mitochondrial calcium uniporter,MCU)在氯化锂-匹鲁卡品(pilocarpine,PILO)癫痫大鼠模型神经损伤中的作用。方法将84只雄性SD大鼠随机分成空白对照(CON)组、PILO组(2 h、8 h、24 h和72 h 4个亚组)、Ru360组和精胺(Spermine)组。观察各组大鼠行为学改变,并荧光染色法测定海马组织线粒体Ca^(2+)浓度,TUNEL染色检测海马CA3区神经元凋亡,并采用Western Blot法检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、Cyt C和caspase-3表达变化。结果 (1)与CON组比较,PILO组海马神经元线粒体Ca^(2+)浓度明显升高,凋亡明显增加(P<0.05);与CON组比较,PILO组海马Bax表达水平、线粒体Cyt C释放及caspase-3激活明显增多,而Bcl-2表达水平明显减少(P<0.05)。(2)与PILO组比较,Ru360组海马神经元线粒体Ca^(2+)浓度明显降低,凋亡明显减少(P<0.05);与PILO组比较,Ru360组海马Bax表达水平、线粒体Cyt C释放及caspase-3激活明显减少,而Bcl-2表达水平明显增多(P<0.05)。(3)与PILO组比较,Spermine组海马神经元线粒体Ca^(2+)浓度明显升高,凋亡明显增加(P<0.05);与PILO组比较,Spermine组海马Bax表达水平、线粒体Cyt C释放及caspase-3激活明显增多,而Bcl-2表达水平明显减少(P<0.05)。结论 MCU在PILO癫痫大鼠海马神经损伤中发挥重要作用,抑制MCU可发挥对海马神经元凋亡的保护作用,其机制可能是通过抑制线粒体介导的细胞凋亡途径。

线粒体钙单向转运体和线粒体应激关系的研究进展

钙离子(calcium ion,Ca^(2+))在线粒体功能障碍及细胞损伤凋亡过程中发挥重要的细胞信号作用。近些年来关于Ca^(2+)通道以及其调控蛋白的研究越来越多,其中,线粒体单向转运体(uniporter)复合物的结构组成及其相关蛋白的分布特点成为主要研究热点。作为uniporter复合物中关键的通道蛋白,线粒体钙单向转运蛋白(mitochondrial calcium uniporter,MCU)可顺电化学梯度摄入Ca^(2+),将Ca^(2+)从胞质转运到线粒体基质并控制转运速率,其在胞内Ca^(2+)信号转导、Ca^(2+)稳态、线粒体能量代谢以及细胞凋亡方面具有重要意义。识别调控线粒体内Ca^(2+)信号的MCU及其相关蛋白可深入阐明线粒体应激在相关疾病中的发生发展,并为进一步的疾病治疗提供理论依据。

抑制线粒体钙单向转运体对大鼠急性胰腺炎氧化应激的作用研究

目的探讨抑制线粒体钙单向转运体(MCU)减弱线粒体钙超载对雨蛙肽诱导的大鼠急性胰腺炎(AP)及胰腺氧化应激的影响。方法将32只雄性SD大鼠分为对照组、急性胰腺炎组(AP组)、急性胰腺炎+钌红干预组(AP+RR组)、钌红组(RR组),每组8只。模型复制24 h后处置大鼠,检测各组大鼠血清淀粉酶(Amy)、脂肪酶(Lipase)、白细胞介素6(IL-6)水平,HE染色观察胰腺组织病理改变;倒置荧光显微镜下观察腺泡细胞活性氧(ROS)、线粒体内Ca^(2+)、胞内游离Ca^(2+)荧光强度;检测胰腺组织还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量;Western blotting检测胰腺组织MCU、沉默信息调节因子3(SIRT3)、MnSOD蛋白的表达;透射电镜观察腺泡细胞超微结构。结果各组大鼠胰腺HE评分和血清Amy、Lipase、IL-6水平比较,经方差分析,差异有统计学意义(P<0.05),AP组较对照组高(P<0.05)。AP组MCU相对表达量,线粒体内Ca^(2+)、胞内游离Ca;浓度高于对照组、RR组(P<0.05),AP+RR干预组低于AP组(P<0.05)。AP组MnSOD、SIRT3、GSH低于对照组(P<0.05),ROS、MDA高于对照组(P<0.05),与AP组比较,AP+RR干预组ROS、MDA低于AP组(P<0.05),MnSOD、SIRT3、GSH高于AP组(P<0.05)。结论抑制MCU可减弱腺泡钙超载,同时可能通过调节SIRT3/MnSOD途径改善雨蛙肽诱导的AP氧化应激,但对胰腺组织病理学和生化指标无明显改变。

线粒体钙单向转运体复合物与缺血/再灌注损伤

通常情况下,组织缺血后再灌注可使组织、器官功能得到恢复;但是有时缺血后再灌注,不仅不能使组织、器官功能恢复,反而会加重组织、器官的损伤。这种在缺血基础上再灌注后损伤加重的现象称为缺血/再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)损伤。I/R损伤在急性肾损伤、心肌梗死、缺血性脑卒中等多种疾病的发展中有重要作用。I/R的基本过程分为两个阶段:先是器官供血受限,随后血液恢复灌注并伴随对组织和器官的重新供氧。

综合基因组学鉴定MCU为线粒体钙单向转运体的主要部件

不同物种的线粒体均通过钌红（ruthenium red）敏感、膜电位依赖的单向转运体（uniporter）转运大量Ca2＋。尽管这种单向转运体的生物物理性质已被广泛研究,其分子组成仍未明了。