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。

线粒体融合蛋白在4℃间歇性冷暴露保护肝脏冷损伤中的作用研究

目的研究间歇性冷暴露对大鼠肝脏冷损伤的保护效应及线粒体融合分裂调控在其中的作用。方法SD大鼠随机分为4组,两组室温饲养(RT),两组经过4℃间歇性冷暴露3周(CIC),RT和CIC各一组经过-15℃急性冷暴露4 h(C组),4组为:RT组、RT+C组、CIC组、CIC+C组;通过TUNEL染色法检测肝细胞凋亡,western blot方法检测相关蛋白表达情况;采用ATP检测及线粒体膜电位检测方法观察线粒体功能变化情况。结果相对室温组,4℃间歇性冷暴露能显著缓解-15℃冷暴露(CIC+C组)引起的大鼠肛温下降(P<0.05),减少肝脏凋亡细胞数量(P<0.05),有效维持肝细胞ATP生成水平(P<0.05)和降低AMPK磷酸化水平(P<0.05),线粒体融合蛋白Mfn1/2在显著升高(P<0.05),缓解线粒体膜电位下降水平(P<0.05)。结论间歇性冷暴露通过增加Mfn1/2蛋白改善线粒体功能,对-15℃冷暴露诱导的肝脏损伤具有保护作用。

线粒体动态变化与肿瘤转移的相关性研究进展

线粒体是一种高度动态并且处于不断分裂和融合的细胞器,这种动态变化在维持线粒体功能中起着非常重要的作用。研究表明,在许多疾病尤其是癌症中线粒体的功能发生明显的变化,所以靶标线粒体治疗的发展是提高肿瘤治疗最有效的方法之一;线粒体的功能主要是调节细胞周期,基因表达,代谢,细胞运动以及应激反应等。线粒体动态变化参与调节线粒体功能。线粒体的融合和分裂的动态过程主要由一些大GTPases蛋白参与调节,如参与调节线粒体分裂的Drp1/Fis1以及参与调节线粒体内外膜融合的Opa1和Mfn1/2。越来越多研究表明,线粒体动态变化能够调节肿瘤细胞的转移,尤其肺癌和乳腺癌。本综述概括了近年有关线粒体动态变化与肿瘤转移相关的研究结果,为今后肿瘤的临床防治提供可能的新靶点和理论基础。

基于线粒体动力学探讨雷公藤多苷对IgA肾病大鼠的作用机制

目的探讨雷公藤多苷(multi-glycosides of Tripterygium wilfordii,GTW)对IgA肾病(IgA nephrophathy,IgAN)大鼠线粒体动力学相关蛋白的影响及肾脏保护作用机制。方法SPF级雄性SD大鼠,随机分为空白组、造模组、醋酸泼尼松组(prednisone acetate tablets,PAT;6.25 mg·kg·d^(-1))、GTW组(6.25 mg·kg·d^(-1))。采用“牛血清白蛋白(BSA)+四氯化碳(CCl 4)+脂多糖(LPS)”法建立IgAN大鼠模型。收集大鼠24 h尿液检测尿蛋白总量(24 h-UTP)并对尿液中红细胞计数,采集大鼠腹主动脉血液生化检测血清白蛋白(ALB)、谷丙转氨酶(ALT)、尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)水平;利用免疫荧光和HE染色观察肾脏组织病理;RT-PCR法和Western blot法检测大鼠肾组织中调控线粒体分裂融合的关键蛋白:动力相关蛋白1(Drp1)、线粒体融合蛋白1(Mfn1)和线粒体融合蛋白2(Mfn2)及PTEN诱导的假定激酶1(Pink1)mRNA及蛋白表达水平。结果GTW明显降低IgAN大鼠尿红细胞计数和24 h-UTP,降低血清ALT、BUN、Scr水平,提高血清ALB水平,改善IgAN大鼠肾组织病理状态,提高肾组织中Mfn1、Mfn2、Pink1蛋白和mRNA表达水平,降低Drp1蛋白和mRNA表达水平。结论GTW可能通过促进Mfn1、Mfn2、Pink1及降低Drp1的表达,调节线粒体结构,维持线粒体动力学动态平衡,以降低尿红细胞计数和蛋白尿,改善肾脏功能。

线粒体外膜融合机制的研究进展

线粒体是双层膜的细胞器,不断进行着融合和分裂的动态平衡。线粒体融合对其行使正常生理功能至关重要,并与多种人类疾病的发生密切相关。线粒体外膜的融合由mitofusin蛋白介导。哺乳动物有两种mitofusin蛋白,即MFN1和MFN2。二者均属于dynamin蛋白超家族。MFN1和MFN2均通过跨膜结构域定位在线粒体外膜上,通过同源或异源相互作用介导线粒体外膜的融合,其具体机制尚不清楚。近年来,我们和其他课题组通过解析不同GTP水解状态下MFN1/2片段的晶体结构,揭示了它们在GTP水解过程中的聚合状态和构象变化。根据结构信息,我们分析了MFN2和MFN1的差异和协同作用,为全面了解mitofusin介导线粒体融合的具体分子机制奠定了坚实基础。