简介:摘要目的观察心脏骤停(cardiac arrest, CA)大鼠自主循环恢复(return of spontaneous circulation, ROSC)后线粒体分裂、融合在心脏中的变化,探讨线粒体分裂和融合在ROSC后心肌损伤中的作用。方法将健康雄性SD大鼠按随机数字法分为复苏后(post-resuscitation, PR)4 h组、PR 24 h组、PR 72 h组及假手术(Sham)组,Sham组6只,其余每组12只。以窒息法诱导建立大鼠CA模型,CA 6 min后进行心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation, CPR)。各组动物分别在ROSC后4 h、24 h、72 h行Western blot检测线粒体Drp1、Fis1、Mfn1及Opa1的蛋白表达,行RT-PCR法检测Drp1、Fis1、Mfn1及Opa1的mRNA表达,检测心肌组织ATP水平及线粒体呼吸功能,并通过光镜观察心肌组织病理学结构。定量资料多组均数比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验。结果PR 4 h和PR 24 h组,Drp1和Fis1的蛋白及mRNA表达升高,Mfn1和Opa1的蛋白及mRNA表达下降,与Sham组比较差异有统计学意义(均P<0.05),PR 72 h组Drp1、Fis1、Mfn1及Opa1的蛋白及mRNA表达与Sham组比较差异无统计学意义(均P>0.05);与Sham组相比,PR 4 h和PR 24 h组心肌组织ATP水平[(8.57±0.44) nmol/g protein vs. (4.53±0.76) nmol/g protein,(8.57±0.44) nmol/g protein vs.(5.58±0.58) nmol/g protein]及线粒体呼吸控制率[(3.45±0.32) vs. (2.47±0.38),(3.45±0.32) vs. (2.97±0.24)]下降明显,差异有统计学意义(均P<0.05)。与Sham组相比,PR 72 h组ATP水平[(8.57±0.44) nmol/g protein vs. (7.73±0.95) nmol/g protein]及线粒体呼吸控制率[(3.45±0.32) vs. (3.39±0.34)]差异无统计学意义(均P>0.05)。PR 4 h组可见心肌组织病理损伤明显,PR 72 h组心肌组织病理损伤明显改善。结论CA/ROSC后早期的线粒体分裂融合失衡参与了复苏后心肌损伤的病理过程,其机制可能与线粒体功能受损有关。
简介:摘要目的分析精神分裂症患者与健康对照者外周血免疫细胞亚群及其线粒体质量变化特征的差异。方法选取2021年2—10月在泉州市第三医院门诊或住院治疗的20~70岁精神分裂症患者(精神分裂症组,487例)及同期同年龄段健康体检人群(对照组,175名)为研究对象。采用PANSS(Positive and Negative Syndrome Scale)评估患者的精神病理症状,采用流式细胞技术检测外周血中T淋巴细胞及其亚群的百分比、绝对计数、线粒体质量(mitochondria mass)、单细胞线粒体质量(single cell mitochondria mass)的差异对比;为研究线粒体参数与临床表现是否一致,对32例首次就诊患者进行治疗前后检测数据对比。使用人淋巴细胞线粒体功能分析系统(软件)进行线粒体检测结果校准,采用SPSS软件进行统计学分析,采用flowjo软件进行流式数据t-SNE降维分析。结果患者组 CD8+T细胞单细胞线粒体质量值均显著高于对照组(P<0.001),ROC曲线确定患者与健康人群临界值为CD8+T细胞单细胞线粒体质量>95.84。不同年龄段精神分裂症患者(20~70岁)CD8+T细胞单细胞线粒体质量均显著高于对照人群(P<0.05或P<0.001)。32例首次就诊精神分裂症患者治疗前后CD8+T细胞单细胞线粒体质量与PANSS数据呈线性正相关[P<0.05,ρ(Spearman)>0]。结论精神分裂症患者外周血中免疫细胞线粒体代谢异常,单细胞线粒体质量显著上调。
简介:摘要目的探讨Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1 (Kelch-like ECH-associated protein 1, Keap1 )/核因子E2相关因子2 (nuclear factor-E2-related factor 2, Nrf2)/抗氧化反应元件(antioxidant response element, ARE)信号通路在脑缺血/再灌注(ischemia/reperfusion, I/R )损伤中对线粒体分裂的调控。方法将提取的大鼠原代海马神经元采用随机数字表法分为4组:正常组(C组)、氧糖剥夺再灌注(oxygen-glucose deprivation/reperfusion, OGD/R)组、OGD/R+Nrf2抑制剂组(OGD/R+N组)和OGD/R+赋形剂组(OGD/R+V组)。透射电子显微镜观察线粒体形态,蛋白免疫印迹法检测线粒体动力相关蛋白(dynamin-related protein 1, Drp1 )、线粒体分裂蛋白1 (mitochondrial fission protein 1, Fis1)、Keap1、Nrf2的表达,免疫荧光技术观察Nrf2的核转位,流式细胞仪检测各组细胞的凋亡率。结果与C组比较,OGD/R组Keap1水平降低,Nrf2核内蛋白水平升高,Drp1、Fis1水平升高,免疫荧光观察Nrf2在OGD/R的过程中发生核转位,细胞凋亡率增加(P<0.05);与OGD/R组比较,OGD/R+N组Nrf2核内蛋白水平降低,Keap1水平升高,细胞凋亡率增加(P<0.05);OGD/R+V组与OGD/R组比较,Keap1、Drp1、Fis1、Nrf2核内蛋白水平及细胞凋亡率差异均无统计学意义(P>0.05)。结论在脑I/R中,Keap1/Nrf2/ARE信号通路能调控线粒体分裂、减少细胞凋亡、减轻脑损伤。
简介:摘要目的探讨振动对骨骼肌线粒体融合基因与分裂基因表达及对骨骼肌超微结构的影响,为振动性骨骼肌损伤发生机制的研究提供基础资料。方法于2019年6月,选取3.5月龄的新西兰家兔32只,按照4小时等能量频率计权加速度有效值[ahw(4)]随机分组分为低强度组(3.02 m/s2)、中强度组(6.13 m/s2)、高强度组(12.26 m/s2)和对照组(与中强度组相同的实验环境,只接触噪声不接触振动),每组8只。对实验组家兔进行45 d的后肢振动负荷实验,实验结束后取其后肢骨骼肌,用荧光实时定量PCR(RT-PCR)进行线粒体融合基因(Mfn1/Mfn2)mRNA与分裂基因(Fis1、Drp1) mRNA表达的测定,并对高强度组家兔进行骨骼肌超微结构观察。结果对照组、低强度组、中强度组、高强度组骨骼肌组织Mfn1 mRNA表达量为:3.25±1.36、3.85±1.90、4.53±2.31、11.63±7.68;Mfn2 mRNA表达量分别为:0.68±0.25、1.02±0.40、0.94±0.33、1.40±0.45;Fis1 mRNA表达量分别为:1.05±0.62、1.15±0.59、1.53±1.06、2.46±1.51;Drp1 mRNA表达量分别为:3.72±1.76、2.91±1.63、3.27±2.01、4.21±2.46。与对照组比较,高强度组家兔骨骼肌组织Mfn1 mRNA、Mfn2 mRNA、Fis1 mRNA的表达均明显增强;中强度组、低强度组的Mfn2 mRNA的表达明显增强,差异均有统计学意义(P<0.05)。超微结构观察显示,高强度组家兔骨骼肌出现线粒体灶性聚集、嵴膜损伤、空泡样改变,肌纤维Z线不齐、肌小节缺失等改变。结论振动可造成家兔骨骼肌线粒体融合与分裂基因的表达失衡,并可能导致出现线粒体形态结构的异常以及能量代谢的紊乱,可能成为振动所致骨骼肌损伤的重要靶点。
简介:摘要目的评价LPS攻击大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞(AECⅡ)时血红素氧合酶-1/一氧化碳(HO-1/CO)信号通路与线粒体分裂的关系。方法大鼠AECⅡ进行传代培养,待其分裂至合适浓度(约2×105个/ml)时接种于96孔板。采用随机数字表法将细胞分为7组(n=12):空白对照组(C组)继续培养,不做任何处理;LPS组(L组)采用10 μg/ml LPS孵育;一氧化碳释放分子-2(CORM-2)+LPS组(CL组)、HO-1诱导剂Hemin+LPS组(HL组)、HO-1抑制剂ZnPP-Ⅸ+LPS组(ZL组)分别采用100 μmol/L CORM-2孵育1 h、20 μmol/L Hemin孵育1 h以及10 μmol/L ZnPP-Ⅸ孵育0.5 h,而后用10 μg/ml LPS孵育;CORM-2+ZnPP-Ⅸ+LPS组(CZL组):采用100 μmol/L CORM-2孵育1 h,而后用10 μmol/L ZnPP-Ⅸ孵育0.5 h,最后用10 μg/ml LPS孵育;Hemin+ ZnPP-Ⅸ+LPS组(HZL组)采用20 μmol/L Hemin孵育1 h,而后用10 μmol/L ZnPP-Ⅸ孵育0.5 h,最后用10 μg/ml LPS孵育。各组于培养或LPS孵育48 h时采用MTT检测细胞活力,采用Western bolt法检测HO-1、线粒体动力相关蛋白1(Drp1)和线粒体分裂蛋白1(Fis1)的表达。结果与C组比较,其余6组细胞活力降低,HO-1、Drp1及Fis1表达上调(P<0.05)。与L组比较,CL组和HL组细胞活力升高,HO-1表达上调,Drp1及Fis1表达下调,ZL组细胞活力降低,HO-1表达下调,Drp1及Fis1表达上调(P<0.05),CZL组和HZL组上述指标差异无统计学意义(P>0.05)。与CL组和HL组比较,ZL组细胞活力降低,HO-1表达下调,Drp1及Fis1表达上调(P<0.05)。结论HO-1/CO信号通路可抑制线粒体分裂,在LPS诱导大鼠AECⅡ损伤时发挥内源性保护作用。
简介:摘要线粒体病(MD)是指由于线粒体DNA或核DNA突变导致的氧化磷酸化系统或丙酮酸脱氢酶复合物功能障碍而出现的能量代谢障碍性疾病,可发生于从新生儿期到成人期的任何年龄,并常以综合征发病。新生儿期主要临床表现包括早产、宫内生长受限、肌张力低下、呼吸困难、惊厥、喂养困难、高乳酸血症等,缺乏特异性。新生儿期发病的综合征包括Leigh综合征、线粒体脑肌病-乳酸酸中毒-卒中样发作综合征、Alpers综合征、儿童肌脑肝病谱系障碍、Barth综合征及Pearson综合征等。目前MD需依赖临床症状、生化检测、神经影像学、组织学检测和基因检测等技术进行诊断,其治疗尚缺乏特效药物,探索新的治疗途径,如基因治疗和外源性线粒体移植,是未来研究的方向。
简介:摘要线粒体病(MD)是指由于线粒体DNA或核DNA突变导致的氧化磷酸化系统或丙酮酸脱氢酶复合物功能障碍而出现的能量代谢障碍性疾病,可发生于从新生儿期到成人期的任何年龄,并常以综合征发病。新生儿期主要临床表现包括早产、宫内生长受限、肌张力低下、呼吸困难、惊厥、喂养困难、高乳酸血症等,缺乏特异性。新生儿期发病的综合征包括Leigh综合征、线粒体脑肌病-乳酸酸中毒-卒中样发作综合征、Alpers综合征、儿童肌脑肝病谱系障碍、Barth综合征及Pearson综合征等。目前MD需依赖临床症状、生化检测、神经影像学、组织学检测和基因检测等技术进行诊断,其治疗尚缺乏特效药物,探索新的治疗途径,如基因治疗和外源性线粒体移植,是未来研究的方向。
简介:摘要目的评价褪黑素受体与线粒体分裂蛋白的关系,明确褪黑素减轻LPS致大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞损伤的机制。方法将大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞以密度2×105个/ml接种于6孔板,采用随机数字表法分为5组(n=10):对照组(C组)、LPS组(L组)、LPS+褪黑素组(LM组)、LPS+褪黑素受体阻断剂组(LL组)和LPS+褪黑素+褪黑素受体阻断剂组(LML组)。采用10 μg/ml LPS孵育24 h的方法制备LPS致细胞损伤模型;于LPS孵育前12 h时,分别向LM组、LL组和LML组加入褪黑素0.1 mmol/L和/或褪黑素受体阻断剂luzindole 0.2 μmol/L。细胞孵育结束后,采用ELISA法测定培养液TNF-α和IL-6浓度。采用GENMED纯化线粒体呼吸控制率(RCR)定量检测试剂盒测定各组RCR。采用Western blot法测定细胞线粒体动力相关蛋白1(Drp1)和线粒体分裂相关蛋白1(Fis1)的表达。结果与C组比较,L组、LM组、LL组和LML组细胞培养液TNF-α和IL-6浓度升高,RCR降低,线粒体Drp1和Fis1表达上调(P<0.05);与L组比较,LM组细胞培养液TNF-α和IL-6浓度降低,RCR升高,线粒体Drp1和Fis1表达下调(P<0.05),LL组上述各指标差异无统计学意义(P>0.05);与LM组比较,LML组细胞培养液TNF-α和IL-6浓度升高,RCR降低,线粒体Drp1和Fis1表达上调(P<0.05)。结论褪黑素减轻LPS致大鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞损伤的机制与激活褪黑素受体,抑制线粒体分裂蛋白表达有关。
简介:近期本刊专家讲坛,想重点谈线粒体与糖尿病的相关问题。浅意思是因在糖尿病分型中,涉猎“线粒体基因突变糖尿病”,以及“伴糖尿病的遗传综合征”。介绍一下近来的进展,自1959年Emster等首次报导伴糖尿病的代谢亢进性线粒体综合征以来,1995年Gerbitz等报导目前伴糖尿病的线粒体遗传综合征已有60余种;更从线粒体的数量上、功能上、遗传特点上,直到线粒体在人的生存与衰老,健康与疾病等方面,远远超越与糖尿病的关系,更从大概念上了解线粒体及线粒体病。其实近几年学术上也在突出对少见病的认识!
简介:摘要线粒体一直被认为是细胞能量生产和代谢工厂,正常的线粒体功能是维持器官的正常功能和细胞稳定的重要因素之一,对于需要高能量代谢的骨骼肌和心肌尤为重要。线粒体相关疾病的形成及其分子生物学诊断需要临床和实验室的检测。线粒体疾病的基因双重性,多器官系统特征以及广泛的可识别表型是目前临床诊断所面临的挑战。为了克服这些临床诊断障碍,实验室对线粒体多方面的评价可以提供相对充足的证据,包括血液学,组织化学分析手段,神经影像分析,刺激实验检测,组织和细胞的酶学分析以及DNA检测(MancusoM.,2009)。本文就线粒体的功能性评价方法作以下综述,为临床线粒体相关疾病的诊断提供可行的方法学手段。
简介:Smac/DIABLO印第2个线粒体衍生的半胱天冬氨酸蛋白酶激活剂/低等电位点的凋亡抑制蛋白的直接结合蛋白,是近年来发现的一种线粒体促凋亡蛋白。它通过消除凋亡抑制蛋白家族的功能而增强半胱天冬氨酸蛋白酶活性,促进细胞的凋亡。本文从Smac/DIABLO的生物学特征、参与凋亡的机制、与肿瘤的关系等方面以及研究中存在的一些问题和可能的研究趋势进行综述。
简介:摘要目的探讨人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞氧糖剥夺/恢复(OGD/R)模型中应激诱导蛋白Sestrin2基因过表达对线粒体分裂的调控作用及其机制。方法(1)将SH-SY5Y细胞分为正常对照组、OGD/R组、Sestrin2过表达组及空载体组,后2组细胞预先采用慢病毒感染方法分别构建Sestrin2过表达及空载体稳转细胞株,除正常对照组细胞外均给予氧糖剥夺4 h/恢复18 h造模处理。造模完成后采用细胞计数试剂-8(CCK-8)法检测各组细胞的存活率,采用Western blotting实验检测各组细胞中Sestrin2、线粒体动力相关蛋白1(Drp1)、线粒体分裂蛋白1(Fis1)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、胞浆Kelch样环氧氯丙胺相关蛋白1(Keap1)、胞核核因子E2相关因子2(Nrf2)的蛋白水平,采用透射电镜观察各组细胞中线粒体的超微结构,采用免疫荧光染色检测各组细胞中Nrf2的核移位情况。(2)将Sestrin2过表达稳转SH-SY5Y细胞株分为Sestrin2过表达组、鸦胆子苦醇+Sestrin2过表达组、二甲基亚砜(DMSO)+Sestrin2过表达组,后2组细胞在造模前分别给予Keap1/Nrf2通路抑制剂鸦胆子苦醇(终浓度100 nmol/L)或DMSO溶液(终体积分数0.1%)预处理4 h,然后各组细胞均给予氧糖剥夺4 h/恢复18 h造模处理。造模完成后采用Western blotting实验检测各组细胞中胞浆Keap1、胞核Nrf2、Drp1、Fis1的蛋白水平。结果(1)与OGD/R组相比,Sestrin2过表达组细胞的存活率明显升高(61.33%±1.15% vs. 81.00%±3.00%),Bcl-2/Bax值明显升高(0.467±0.006 vs. 0.880±0.010),Drp1、Fis1、胞浆Keap1蛋白水平明显降低(1.089±0.033 vs. 0.865±0.014;0.829±0.009 vs. 0.350±0.007;0.967±0.017 vs. 0.881±0.024),胞核Nrf2蛋白水平明显升高(0.627±0.025 vs. 0.957±0.015),差异均有统计学意义(P<0.05);并且,Sestrin2过表达组细胞的线粒体结构明显较OGD/R组更完整,Nrf2发生了明显的核移位。(2)与Sestrin2过表达组相比,鸦胆子苦醇+Sestrin2过表达组细胞胞核Nrf2的蛋白水平明显降低(0.920±0.013 vs. 0.627±0.035),Drp1、Fis1的蛋白水平明显升高(0.994±0.020 vs. 1.084±0.005;0.728±0.010 vs. 0.906±0.022),差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 Sestrin2基因过表达可下调胞浆Keap1蛋白水平、促进Nrf2核移位而激活Keap1/Nrf2通路,从而抑制线粒体分裂,减少细胞凋亡,减轻SH-SY5Y细胞的OGD/R损伤。