ATP酶抑制因子1对脂多糖诱导的小鼠肺泡巨噬细胞炎症反应及线粒体自噬的影响

目的:本研究旨在探索ATP酶抑制因子1(ATPase inhibitory factor 1,IF1)在脂多糖(lipopolysaccha⁃ride,LPS)诱导的肺泡巨噬细胞炎症模型中的作用。方法:用LPS刺激小鼠肺泡巨噬细胞系MH-S作为体外细胞炎症模型。利用CRISRP activation质粒构建过表达IF1的MH-S细胞系,采用Western blot及RT⁃qPCR检测IF1的表达;ELISA法检测细胞炎症因子白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和IL-1β水平;JC-1和MitoSOX™Red分别检测细胞线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平;Western blot检测自噬相关蛋白LC3、线粒体膜蛋白TOM20和线粒体自噬蛋白parkin水平;荧光共定位检测线粒体的标记探针MitoTracker Red与自噬相关蛋白LC3的共定位情况。结果:LPS刺激肺泡巨噬细胞后IF1表达水平降低,细胞炎症因子分泌增加(P<0.01),MMP下降,ROS水平升高、LC3-II/LC3-I比值与parkin蛋白水平升高,TOM20蛋白水平下降(P<0.01),Mito-Tracker Red与LC3蛋白共定位增加。上调IF1后,过表达组中IF1表达水平升高,细胞炎症因子分泌也相应减少,MMP和ROS水平恢复,LC3-II/LC3-I比值与parkin蛋白水平下降,TOM20蛋白水平升高,MitoTracker Red与LC3蛋白共定位减少。结论:IF1可能通过抑制肺泡巨噬细胞线粒体自噬并改善线粒体功能,从而减轻巨噬细胞炎症因子的分泌。

线粒体ATP合酶抑制因子1在肿瘤中作用的研究进展

线粒体ATP合酶抑制因子1(IF1)是ATP合酶的生理性抑制因子,可与ATP合酶结合,改变线粒体的多个功能指标,如ATP水平、线粒体膜电位、线粒体活性氧(ROS)等。多年来不断有研究发现IF1在肿瘤组织中高表达,并参与肿瘤的形成、进展及转移过程。目前的主要作用包括抑制ATP合酶活性;激活ROS介导的增殖反应;改善线粒体嵴结构及抑制细胞凋亡。同时IF1的表达与肿瘤的预后相关。文章就IF1在肿瘤的作用机制以及与线粒体ATP合酶、mtROS、线粒体结构的关系进行系统综述,希望能为治疗肿瘤提出新的突破口。

线粒体ATP合酶抑制因子(ATPIF1)在能量代谢中的作用

线粒体是真核细胞中动态双层膜结构的细胞器,由外至内可以划分为四个功能区,分别是线粒体外膜(OMM),线粒体膜间隙,线粒体内膜(IMM)和线粒体基质。在线粒体内膜上的复合体V(complex V)即为ATP合酶,其主要功能是合成ATP。实际上,ATP合酶既合成也水解ATP,对细胞ATP水平有双向调节作用。ATP合酶的活性受抑制因子(ATPIF1)的调节。ATPIF1与ATP合酶结合后,对其ATP合成和水解功能进行抑制,从而影响线粒体和细胞内ATP水平。ATPIF1活性受到组氨酸质子化状态和丝氨酸磷酸化修饰的调节。在缺氧,交感神经兴奋和肿瘤等条件下,ATPIF1发挥重要代谢调节作用,但其在代谢紊乱疾病中的作用尚不明确。本文在综述ATPIF1文献的基础上,对其在糖脂代谢紊乱疾病中的作用进行分析及展望。

ATPase抑制因子1是与HCMV pUL23蛋白相作用的宿主蛋白分子-酵母双杂交技术筛选与鉴定

目的:利用酵母双杂交技术筛选与人巨细胞病毒相互作用的宿主蛋白分子,为探讨人巨细胞病毒pUL23蛋白在HCMV生活周期中的作用机制提供依据。方法:利用GAL4酵母双杂交系统筛选人胚肾cDNA文库,以获得与人巨细胞病毒pUL23蛋白相互作用的宿主蛋白分子,再通过回交试验和体外GST-pulldown试验验证两者之间的相互作用。结果:酵母双杂交筛选得到宿主蛋白分子ATPase inhibitory factor1(ATIF1),回交试验和体外GST-pulldown试验再次确认ATIF1能够与人巨细胞病毒pUL23蛋白相互作用。结论:pUL23确实能够与ATIF1相互作用,它们之间的相互作用可能为研究pUL23在病毒生活周期发挥的功能提供依据。

三磷腺苷合酶抑制因子1基因敲除对小鼠成纤维细胞中三磷腺苷水平及脂肪细胞分化的影响

目的探讨三磷腺苷合酶抑制因子1(ATPIF1)基因敲除对小鼠成纤维细胞中三磷腺苷(ATP)水平及脂肪细胞分化的影响。方法取5只ATPIF1基因敲除小鼠作为观察组,另取5只C57BL/6小鼠作为对照组。取各组小鼠耳组织,采用Ⅰ型胶原酶和中性蛋白酶Ⅱ的消化作用制备成纤维细胞并用高糖培养基培养,传代1~2次后,待细胞长满且接触抑制3 d后,更换含白色脂肪细胞诱导剂Ⅰ的细胞培养基诱导4 d,再更换含白色脂肪细胞诱导剂Ⅱ的细胞培养基诱导4 d。在诱导前及诱导4、8 d分别采用ATP检测试剂盒和三酰甘油(TG)检测试剂盒检测成纤维细胞中ATP和TG水平。结果诱导前,对照组小鼠原代成纤维细胞中ATP水平明显低于观察组(P<0.05);诱导4、8 d,对照组与观察组小鼠原代成纤维细胞中ATP水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。诱导4、8 d,对照组小鼠原代成纤维细胞中TG水平低于观察组(P<0.05)。结论 ATPIF1基因敲除可增加小鼠成纤维细胞中ATP水平,促进成纤维细胞向白色脂肪细胞分化,提高成熟白色脂肪细胞储存TG的能力。

三磷腺苷合酶抑制因子1基因敲除对小鼠巨噬细胞线粒体功能和三磷腺苷水平的影响

目的探讨三磷腺苷合酶抑制因子1(ATPIF1)基因敲除对小鼠巨噬细胞内三磷腺苷(ATP)水平及线粒体功能的影响。方法选取5只野生型C57BL/6小鼠为WT组,5只ATPIF1基因敲除小鼠为KO组。处死小鼠后,提取小鼠骨髓细胞进行培养,并诱导其分化成熟为骨髓来源巨噬细胞(BMDM)。在未加脂多糖(LPS)的基础状态及LPS刺激2、4h后收集细胞,应用ATP检测试剂盒检测细胞内ATP水平,应用细胞能量代谢分析仪检测细胞氧消耗率,采用实时荧光定量聚合酶链反应检测细胞内三羧酸循环中关键酶丙酮酸激酶(PKm)、异柠檬酸脱氢酶(IDH)、柠檬酸合酶(CS)、α-酮戊二酸脱氢酶(OGDC)mRNA相对表达量。结果与WT组比较,在基础状态下KO组小鼠BMDM内ATP水平、基础氧耗量、用于ATP合成的氧耗量、最大氧耗量及PKm、IDH、CS、OGDCmRNA相对表达量显著增加(P<0.05,P<0.01);LPS刺激2、4h后,KO组小鼠BMDM内ATP水平、基础氧耗量、用于ATP合成的氧耗量和最大氧耗量及CS、OGDCmRNA相对表达量均显著增加(P<0.05)。结论ATPIF1基因敲除可增加小鼠BMDM内ATP水平,并提高三羧酸循环相关酶mRNA表达和线粒体氧化磷酸化水平。

线粒体ATP合酶抑制因子1在线粒体稳态中的调节作用

线粒体作为细胞的重要能量来源,其数量、质量及功能的稳定对维持细胞的正常活动至关重要,且其稳态的调节依赖于线粒体质量控制系统(包括线粒体自噬、线粒体融合/分裂及线粒体生物合成等)。线粒体蛋白ATP合酶抑制因子1(ATP synthase inhibitor 1,IF1)是线粒体基质中抑制F1FoATP酶/合酶活性的天然小分子蛋白质。在细胞缺氧缺血等特殊生理情况下,IF1通过改变自身的聚合状态,抑制F1FoATP酶水解ATP的活性,从而抑制细胞内的ATP被过度水解。最近的研究证实,IF1的抑制作用是双向的,其即可抑制F1FoATP酶活性,又可抑制F1FoATP合酶活性。因此,IF1可通过靶向F1FoATP酶/合酶活性及相关信号通路,参与调节线粒体质量,维持线粒体稳态。该文综述IF1在线粒体质量控制中的相关调节机制,包括IF1维持线粒体氧化还原平衡、IF1介导线粒体自噬、IF1促进线粒体融合/分裂三条通路,以及三者之间相互作用的关系,为探索IF1在相关疾病的发生、发展及治疗中的作用提供理论参考。