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金属硫蛋白(metallothioneins,MTs)是一类富含半胱氨酸残基并与金属离子结合的小分子蛋白,广泛分布于细菌、植物、无脊椎动物和脊椎动物体内[1],由于疏基和金属含量极高加上结构特殊,因此被称为金属硫蛋白.MTs广泛参与细胞生命活动的调节过程,其生物学功能主要有维持金属离子内稳态、解毒重金属、清除氧自由基、抑制炎症因子等[2].近年来,越来越多的证据显示MTs在抗氧化损伤和

线粒体功能异常与亨廷顿疾病(Huntington disease,HD)的神经元缺失有关,HD是亨廷顿蛋白(huntingtin,Htt)多聚谷氨酰胺异常扩增导致的一种神经性退行性疾病.然而,HD中突变型Htt与线粒体功能障碍的相互联系机制还不清楚.Yano等报道突变型Htt与线粒体导入蛋白TIM23之间存在复杂的相互作用,TIM23是一种将细胞其他部位的蛋白质运输到线粒体中

线粒体是真核细胞内进行氧化磷酸化和三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)合成的细胞器,为细胞活动提供能量,有"细胞动力工厂"之称.此外,线粒体还是细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生的主要场所,并能启动和执行细胞的凋亡[1].线粒体由核基因和线粒体基因组共同编码,其DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)和(或)核DNA(nuclear DNA,nDNA)的遗传缺陷均可引起线粒体功能障碍而导致疾病发生.1线粒体DNA

目的 探讨DJ-1参与缺氧心肌细胞线粒体动力学改变的机制.方法 采用慢病毒载体shRNA DJ-1感染心肌HL-1细胞株,通过流式细胞术、激光共聚焦显微镜、线粒体-细胞质亚结构分离技术和Western blot观察缺氧后线粒体融合-分裂蛋白DRP1、MFN1和MFN2蛋白表达、线粒体膜电位及线粒体形态变化.结果 正常和缺氧培养时,稳定表达shRNA DJ-1的HL-1细胞DJ-1蛋白表达均显著下调,而在缺氧培养时shRNA DJ-1细胞的线粒体标志蛋白TOM20蛋白表达显著下调.流式细胞仪结果表明,空慢病毒对照缺氧组相比正常空慢病毒对照组线粒体膜电位下调,而shRNA DJ-1加剧这种线粒体膜电位下调.分离缺氧培养心肌HL-1细胞线粒体,线粒体分裂蛋白DRP1和融合蛋白MFN2表达均增加.结论 缺氧条件下DJ-1是线粒体动力学平衡稳定的因素.

目的 探讨百草枯(PQ)中毒致肺纤维化的发生机制以及血必净在PQ中毒时的治疗作用.方法 72只雄性Wistar大鼠按随机数字表法分为对照组、PQ中毒组和血必净干预组3组,每组24只.一次性灌胃50 mg/kg PQ染毒致肺纤维化,对照组灌胃1 mL蒸馏水;血必净组在染毒后30 min腹腔注射血必净注射液4 mL/kg,12h1次;PQ组和对照组则腹腔注射等量生理盐水;给药周期均为14 d.各组于染毒后1、3、7、14d末次干预后30 min各处死6只大鼠,取肺组织,通过苏木素-伊红(HE)染色、马松(Masson)染色,光镜下观察肺组织病理学及肺纤维化改变;透射电镜下观察肺组织超微结构变化;采用碱水解法测定羟脯氨酸(HYP)含量;采用蛋白质免疫印迹试验(Western Blot)检测线粒体融合蛋白2(Mfn2)的表达.结果 ①HE染色:PQ组3d时炎症反应最重;7d时肺泡腔内渗出液逐渐机化,由肥大的成纤维细胞分泌纤细的胶原纤维,肺泡腔内可见到纤维化;14d时成纤维细胞大量增生,肺泡结构破坏并萎陷,胶原沉积,肺纤维化初步形成.血必净组各时间点肺组织病理变化较PQ组轻.②Masson染色:14d时血必净组肺泡炎、肺纤维化程度较PQ组减轻.③电镜下观察:PQ组14d时肺组织线粒体相对少,多数发生变性、肿胀和破坏;可见基膜卷折,肺泡塌陷,间质内胶原纤维增多,纤维化明显,且均较血必净组严重.④HYP含量(μg/g):PQ组、血必净组3d时肺组织HYP含量即明显高于对照组(743.3±50.2、718.1±34.0比665.8±6.6,均P<0.05),随后逐渐升高;但血必净组7d、14d时HYP含量明显低于PQ组(790.5±23.8比876.7±42.0、812.9±72.3比931.3±33.0,均P<0.05).⑤Mfn2表达:对照组Mfn2表达量相对较低;PQ组Mfn2表达量随时间延长呈应激性逐渐升高,但升高幅度较小;血必净组1d时Mfn2表达(A值)即明显高于PQ组(0.731±0.035比0.618±0.029,P<0.05),并持续高表达,7d时达峰值(0.732±0.037比0.669±0.034,P<0.05),而14 d时明显低于PQ组(0.708±0.034比0.765±0.041,P<0.05).结论 血必净可减轻PQ中毒引起的肺部炎症反应及肺纤维化程度,其作用机制可能为血必净调节并增加了肺组织中Mfn2的表达.

目的:探讨半枝莲黄酮(SBF)对大鼠脑室注射β-淀粉样蛋白25-35(Aβ25-35)结合三氯化铝(AlCl3)及重组人转化生长因子β1( rhTGF-β1)(复合Aβ25-35)引起的皮层细胞线粒体膜凋亡相关蛋白异常的干预作用。方法:雄性SD大鼠手术当天脑室注射10 ng rhTGF-β1,手术第2天开始脑室分别于上午注射Aβ25-35(4μg/d,连续注射14 d)、下午注射1%AlCl3(3μL/d ,连续注射5 d)建立神经损伤模型。术后第49天模型成功大鼠随机分为模型对照组和3个剂量SBF组。药物组大鼠分别连续灌胃SBF (35、70和140 mg/kg)36 d,每日1次。大鼠末次给药60 min后断头处死,蛋白印迹法测定各组大鼠皮层细胞线粒体膜Bcl-2、Bax、Bcl-xL和Bak的蛋白表达水平。结果:大鼠脑室注射复合Aβ25-35可使大鼠皮层细胞线粒体膜Bcl-2和Bcl-xL蛋白表达水平明显降低( P<0.05),使Bax和Bak蛋白表达水平明显增加(P<0.01)。然而,35、70和140 mg/kg SBF灌胃36 d,可以不同程度地逆转复合Aβ25-35所致上述改变。结论:脑室注射Aβ25-35联合AlCl3和rhTGF-β1可引起线粒体膜凋亡因子Bcl-2、Bax、Bcl-xL和Bak异常改变,SBF能够逆转上述凋亡因子异常改变。

目的:探讨环孢素对癫痫大鼠海马氧化应激、线粒体膜通透性及能量代谢的影响及机制.方法:应用匹鲁卡品建立癫痫持续状态模型,检测癫痫大鼠海马在环孢素干预前后丙二醛和超氧化物歧化酶的变化;检测癫痫大鼠海马在环孢素干预前后线粒体膜通透性转换、线粒体呼吸链复合物Ⅰ和Ⅲ活性及ATP含量的变化.结果:环孢素抑制癫痫大鼠海马组织线粒体膜通透性转换;明显降低癫痫大鼠海马组织丙二醛的含量,提高超氧化物歧化酶的活性(P<0.05);明显增加癫痫大鼠海马组织线粒体呼吸链复合物Ⅰ活性(P<0.05),而对粒体呼吸链复合物Ⅲ活性无显著影响;明显增加癫痫大鼠海马组织ATP的含量(P<0.05).结论:环孢素能抑制癫痫大鼠海马氧化应激反应,减轻癫痫大鼠线粒体能量代谢损伤.

以X射线照射为自由基生成诱因建立了自由基损伤的线粒体模型,考察了具有潜在促排作用的富勒烯单大环多胺衍生物(CA)对射线引起的肝线粒体损伤的保护作用.实验结果表明,辐照可产生很强的自由基,使线粒体氧化受损,表现为线粒体肿胀,发生脂质过氧化反应,产生脂质过氧化物-丙二醛等物质,加入富勒烯单大环多胺衍生物可明显减少受损伤的线粒体肿胀及脂质过氧化物的形成,从而维护线粒体结构和功能的完整性.

目的 研究线粒体膜通透性转换(MPT)与肝细胞凋亡及线粒体损伤之间的关系,初步探讨姜黄素对MPT的影响及其可能机制.方法 将15只健康雄性SD大鼠按随机数字表法分为假手术组、脓毒症组及姜黄素组,每组5只.采用盲肠结扎穿孔术(CLP)制备脓毒症大鼠模型;假手术组仅开腹翻动盲肠,不进行结扎、穿孔.姜黄素组术前以100 mg·kg-1·d-1姜黄素溶于生理盐水至10 mL/kg,连续灌胃7d,其余组灌胃等量生理盐水.术后12h取肝组织,透射电镜下观察肝细胞线粒体形态学改变;采用钙离子荧光探针Fluo-3/AM检测细胞内游离Ca2+浓度;采用蛋白质免疫印迹试验(Western Blot)检测活化天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶3(caspase-3)和B细胞淋巴瘤-2基因(Bcl-2)及其相关X蛋白(Bax)的蛋白表达;采用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测肝细胞活化caspase-3、Bcl-2、Bax的mRNA表达.结果 透射电镜下观察假手术组细胞膜完整,胞质均匀,线粒体正常、清晰;脓毒症组肝细胞线粒体明显肿胀,内膜嵴断裂或消失,双层膜结构消失;姜黄素组线粒体轻度肿胀,少数细胞出现线粒体肿胀,双侧膜结构不清.假手术组、姜黄素组、脓毒症组荧光强度指数依次增高,分别为417.33±15.88、772.95±42.37、1 560.84±160.78 (F=184.149,P=0.000).脓毒症组活化caspase-3和Bax的蛋白及mRNA表达最高,姜黄素组次之,假手术组最低[活化caspase-3蛋白(灰度值):1.698±0.061、0.694±0.045、0.246±0.027,F=1 289.667,P=0.000;活化caspase-3 mRNA(2-ΔΔα):1.031±0.135、0.578±0.144、0.183±0.036,F=66.958,P=0.000; Bax蛋白(灰度值):1.826±0.126、1.254±0.140、0.623±0.901,F=94.536,P=0.000; Bax mRNA(2-△△Ct):2.774±0.338、1.661±0.226、0.656±0.114,F=124.710,P=0.000],且各组间两两比较差异均有统计学意义(均P<0.01);而假手术组、脓毒症组、姜黄素组Bcl-2的蛋白及mRNA表达依次升高[Bcl-2蛋白(灰度值):0.716±0.091、1.328±0.147、1.656±0.104,F=84.918,P=0.000; Bcl-2 mRNA(2△△Ct):0.617±0.118、1.393±0.096、1.650±0.167,F=83.846,P=0.000].脓毒症组Bcl-2/Bax的蛋白及mRNA表达最低,假手术组次之,姜黄素组最高[Bcl-2/Bax蛋白(灰度值):0.726±0.055、1.150±0.043、1.333±0.163,F=46.265,P=0.000; Bcl-2/Bax mRNA(2-ΔΔCt):0.505±0.041、0.944±0.097、1.006±0.168,F=12.211,P=0.001].结论 MPT可导致线粒体功能损伤,并进一步引起肝细胞凋亡;姜黄素通过降低细胞内Ca+浓度、促进抗凋亡基因Bcl-2表达以及抑制caspase-3活化和Bax基因表达,从而发挥调节MPT的作用.

目的:观察梯度运动对老龄大鼠心肌细胞自噬及凋亡的影响,探讨运动训练提高老龄大鼠心脏功能的机制.方法:实验分为3组,青年组(young)、老年组(old)和老年运动组(old+Ex).超声心动图记录大鼠心脏功能,透射电镜观察心肌细胞超微结构变化、自噬体的形成以及线粒体形态学的改变,Western blotting检测心肌组织自噬相关蛋白5(Atg5)、自噬相关蛋白Beclin 1、微管相关蛋白1轻链3(LC3)及心肌线粒体细胞色素C(CytC)蛋白的表达,TUNEL方法检测心肌细胞凋亡,分光光度法检测钙诱导的线粒体通透性转换孔(mPTP)开放.结果:(1)与young组比较,透射电镜下可见old组大鼠心肌肌原纤维排列不整齐,线粒体基质疏松,线粒体膜有破裂,肌丝间有大量脂褐素颗粒沉积;心肌组织中Beclin 1与Atg5蛋白表达降低,LC3Ⅱ/Ⅰ比值降低,线粒体Cyt C表达下降,细胞凋亡指数增加,mPTP开放数目增加,左心室收缩末期与舒张末期直径明显增大,左心室射血分数与缩短分数降低(P<0.05或P<0.01).(2)与old组比较,old+Ex组大鼠心肌超微结构观察可见肌节结构清晰,线粒体基质致密,数目增多,自噬体形成增多,脂褐素颗粒沉积明显减少;并且心肌组织Beclin 1与Atg5蛋白表达增加,LC3 Ⅰ向LC3 Ⅱ转换增加,细胞凋亡指数减少,mPTP开放数目减少,心肌线粒体CytC表达上调,左室功能有明显改善(P<0.05或P<0.01).结论:运动训练通过上调老龄大鼠心肌细胞自噬,抑制细胞凋亡,改善老龄大鼠心脏功能.