能量感应网络AMPK/SIRT1/PGC-lα对骨骼肌纤维类型转化调节

腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、沉默信息调节因子1(SIRT1)和过氧化物酶体增殖激活受体γ辅助激活因子α(PGC-1α)构成一个调节细胞能量输出的信号网络,即能量感应网络,共同调节机体能量代谢、线粒体功能以及肌纤维类型的转化。本文拟综合国内外最新研究报道,总结AMPK/SIRT1/PGC-lα能量感应网络在肌纤维类型转化过程中所发挥的重要作用,为畜牧生产以及人的营养研究提供参考。

糖尿病肾病大鼠肾脏氧化应激及PGC-1α mRNA表达变化

目的观察糖尿病大鼠肾皮质氧化应激及PGC-lα mRNA表达变化,初步探讨糖尿病肾病与PGC-lα及线粒体功能的关系。方法正常对照(NC)组(n=6)和早期糖尿病肾病(DN)组(n=7)大鼠处理后取肾皮质,用化学比色法检测氧化应激指标超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量以及线粒体功能指标琥珀酸脱氢酶(SDH)活性,实时荧光定量RT-PCR检测PGC-lα mRNA表达,比较2组间上述指标的变化。结果与NC组比较,早期DN组大鼠肾皮质的MDA量增高,SOD和SDH活性降低(P<0.05);早期DN组大鼠肾皮质的PGC-lα mRNA表达下降。结论糖尿病肾病大鼠肾皮质存在线粒体功能障碍而导致的氧化应激与PGC-lα的表达下调有关。

PGC-1α基因在两种类型鸡骨骼肌间的表达差异

为了检测过氧化物体增殖物激活受体γ辅激活因子1-α(PGC-1α)基因mRNA在鸡骨骼肌组织中的分布以及在速生型隐性白羽鸡和慢生型清远麻鸡品种间的表达差异,采集不同周龄(0、2、4、6、8、10、12)隐性白羽鸡和清远麻鸡的胸肌和腓肠肌组织样,提取总RNA,以β-actin基因为内参基因,进行实时荧光定量PCR。对PGC-1α基因mRNA进行均一化处理,利用荧光阈值(Ct值)计算PGC-1α基因mRNA在不同骨骼肌组织以及速生型和慢生型鸡品种间的表达量。发现PGC-1α基因在鸡骨骼肌组织不同发育阶段广泛表达,在初生时表达量最高,并显著高于其他各周龄的表达量;相同周龄时,慢生型清远麻鸡骨骼肌中PGC-1α表达量大多高于速生型隐性白羽鸡。表明不同类型鸡骨骼肌PGC-1α mRNA表达具有特定的发育模式,并可能与鸡肉品质存在关联。

安石榴苷对慢性支气管炎大鼠抗氧化能力的影响

目的:研究安石榴苷对慢性支气管炎大鼠抗氧化能力的影响及其作用机制。方法:采用混合烟雾吸入法建立烟熏致大鼠慢性支气管炎模型,将大鼠随机分为:空白对照组、模型组、不同浓度安石榴苷(10、20及40mg/kg)处理组。处理结束后测定各组大鼠肺组织及血清中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性以及丙二醛(MDA)的含量。ELISA法检测各组大鼠血清中TNF-α、IL-8,IL-1β、IL-6的含量。Westernblot法检测PPARγ、PGC-1α、Nrf2、γ-GCS的表达。结果:模型组大鼠肺组织及血清中的SOD、CAT、GSHPx活性均显著低于对照组,MDA含量显著高于对照组。与模型组相比较,20、40mg/kg安石榴苷可显著增加大鼠肺组织及血清中的SOD、CAT、GSH-Px的活性,抑制MDA的产生。ELISA结果表明20、40mg/kg安石榴苷可显著抑制TNF-α、IL-8、IL-1β、IL-6的产生。Western blot结果表明安石榴苷可显著促进PPARγ、PGC-1α、Nrf2、γ-GCS的表达。结论:安石榴苷通过活化PPARγ/PGC-1α和Nrf2/γ-GCS信号通路,进而提高慢性支气管炎大鼠的抗氧化能力,缓解炎性反应。

人参皂苷Re通过Nrf2/HO-1/PGC-1α通路调控线粒体生物发生减轻H9c2心肌细胞缺氧/复氧损伤的研究

该文探讨了人参皂苷Re通过核因子E2相关因子2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2,Nrf2)/血红素氧合酶-1(heme oxidase-1,HO-1)/过氧化物增殖体激活受体γ共激活因子-1α(PGC-1α)调控线粒体生物发生减轻H9c2细胞缺氧/复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)损伤的机制。将H9c2细胞缺氧培养4 h再复氧培养2 h构建心肌细胞H/R损伤模型。Re预给药干预后,首先检测细胞活性、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、细胞内活性氧(Cyto-ROS)和线粒体内活性氧(Mito-ROS)水平,评估Re通过抗氧化应激对H9c2细胞H/R损伤的保护作用。其次通过荧光探针检测线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,ΔΨ_(m))、线粒体膜通透性开放孔(membrane permeability open pore,mPTP)变化情况,通过免疫荧光检测TOM20表达水平,研究Re对线粒体的保护作用。进一步用免疫印迹检测caspase-3、cleaved caspase-3、Cyto C、Nrf2、HO-1、PGC-1α蛋白表达水平,探讨Re抗氧化应激保护线粒体减轻H/R损伤的具体机制。结果显示,与模型组相比,Re有效减轻H9c2细胞H/R损伤氧化应激反应,Re可显著升高细胞中SOD活性,降低MDA含量,降低Cyto-ROS和Mito-ROS水平;Re对线粒体有较好保护作用,升高ΔΨ_(m),降低mPTP开放,升高TOM20表达;进一步研究表明Re促进Nrf2、HO-1、PGC-1α蛋白表达,降低凋亡相关调节因子caspase-3向cleaved caspase-3活化、Cyto C蛋白表达。综上所述,人参皂苷Re减轻H9c2细胞H/R损伤的具体机制与通过Nrf2/HO-1/PGC-1α通路促进线粒体生物发生,进而升高线粒体数量、改善线粒体功能,增强细胞抗氧化应激能力,减轻细胞凋亡有关。

二氧化氮(NO_2)吸入暴露对大鼠心肌线粒体的损伤作用

除呼吸系统外心脏可能是二氧化氮(NO2)作用的重要靶器官之一,而线粒体是心脏运作高度依赖的细胞器,故通过研究线粒体相关指标的变化,探究空气NO2污染与心血管系统疾病的相关性对有效预防这类污染物暴露和干预由此引发的疾病治疗具有重要意义.建立Wistar大鼠NO2动式吸入染毒模型,考察慢性(对照、1×10-6和2.5×10-6)和急性(对照、2.5×10-6、5×10-6和10×10-6)暴露条件下大鼠心肌细胞线粒体超微结构变化、线粒体膜电位和活性功能水平变化,以及调控线粒体呼吸链组分相关因子PGC-1α、NRF1和TFAM蛋白表达变化.结果显示,长期低浓度NO2暴露致使心肌细胞线粒体数量减少并伴有肿胀;活性均显著降低,分别为对照组的0.79倍(P<0.05)和0.56倍(P<0.05);膜电位较对照组均显著下降,分别为0.89倍(P<0.05)和0.79倍(P<0.05);调控线粒体呼吸链组分相关因子PGC-1α、NRF1和TFAM蛋白表达较对照组下调,并在2.5×10-6时均显现出显著性差距,分别为对照组的0.76倍(P<0.05)、0.85倍(P<0.001)和0.52倍(P<0.05).而急性较高浓度NO2暴露时结果不同,大鼠心肌细胞线粒体数量增加;活性在5×10-6和10×10-6时显著性上升,分别为对照组的1.52倍(P<0.001)和2.12倍(P<0.001);膜电位在各浓度均显著增加,分别为对照组的1.50倍(P<0.05)、1.62倍(P<0.05)和2.25倍(P<0.001);调控线粒体呼吸链组分相关因子PGC-1α、N R F1和TFA M表达依赖性上调,同时在10×10-6下呈现显著增高趋势,分别为对照组的1.51倍(P<0.001)、1.47倍(P<0.05)和1.60倍(P<0.001).本研究表明,长期低浓度NO2暴露会引起心肌细胞线粒体氧化磷酸化功能减弱,进而导致线粒体功能退化;然而,急性较高浓度NO2暴露则引发相反的生物学效应,大鼠心肌细胞线粒体增强相关功能以适应外界刺激,这与线粒体功能代偿作用有关.由于线粒体功能和结构的完整性对于心血管系统疾病的生理机能至关重要,其损伤很可能是空气NO2污染与心血管系统疾病发生发展相关的重要分子机制.