线粒体超微结构及其调控机制的研究进展

线粒体超微结构是用电子显微镜观察到的精细结构,其可以根据不同能量需求和生理环境变化而变化,对线粒体功能具有关键调节作用.线粒体嵴结构是一种重要的线粒体超微结构,对多种线粒体疾病产生影响.因此,研究线粒体超微结构的调节机制,理解线粒体超微结构功能,对研究线粒体疾病的发病机理及寻找相关疾病的治疗靶点具有重要指导意义.本文详细介绍了线粒体嵴结构的主要调节机制,重点关注线粒体超微结构组成成分、线粒体超微结构对线粒体功能的影响、线粒体超微结构与线粒体疾病关系方面的研究进展,以期为制定更有效的线粒体疾病治疗方案提供理论参考.     

Mieap与线粒体的质量控制

线粒体在细胞能量代谢和细胞凋亡中起着至关重要的作用.质量控制是线粒体在细胞中维持正常状态的关键机制.2011年Miyamoto等发现Mieap参与线粒体质量控制的两个新机制.Mieap诱导的溶酶体样细胞器,进入线粒体内,并在线粒体积累,能通过特异性的清除氧化的线粒体蛋白来修复异常线粒体,使得线粒体维持在正常状态.Mieap诱导的通过细胞膜内吞机制形成的囊泡,识别异常线粒体,并对其特异性的清除.Mieap诱导的这两个过程参与了线粒体质量控制,并决定线粒体的命运.     

线粒体通透性转移孔与青蒿素抗疟机制研究

目的:为增进对青蒿素作用机制的了解,探讨参与调节线粒体体积的线粒体通透性转移孔在青蒿素抗疟机制中的作用.方法:分离线粒体,采用分光光度法检测青蒿素能否直接作用于离体线粒体导致线粒体体积变化;利用等效应图分析线粒体通透性转移孔抑制剂是否拮抗青蒿素的抗疟作用.结果:青蒿素可以直接导致离体疟原虫线粒体肿胀,而不会影响鼠肝线粒体体积;两种不同的线粒体通透性转移孔抑制剂均可拮抗青蒿素的抑疟效果.结论:青蒿素可以直接作用于离体疟原虫线粒体导致线粒体肿胀,且青蒿素导致线粒体肿胀的物种选择性与细胞毒性的物种选择性一致.此外,利用抑制剂阻断线粒体通透性转移孔的开放可以拮抗青蒿素的抗疟效果,证明线粒体通透性转移孔在青蒿素抗疟过程中起重要作用.     

大鼠心肌线粒体内、外膜磷脂动态结构的研究

我们以DPH为荧光探针.用毫微秒荧光分光光度计测定了大鼠心肌线粒体及线粒体内、外膜的动态微细结构;用HPLC分析了磷脂组成.实验结果提示.完整线粒体膜流动性主要反映了线粒体外膜的运动状态.线粒体内膜微粘度及磷脂分子摇动角大于外膜,扩散速率小于外膜.除去了蛋白质的线粒体内、外膜磷脂脂质体膜流动性无明显差异.提示线粒体内膜的高微粘度与膜中所含有的多量蛋白有关.     

线粒体遗传工程及其意义

自线粒体被发现以来,对线粒体的起源、结构和功能,线粒体与核的相互作用及线粒体基因表达规律开展了一系列的研究.线粒体是半自主性细胞器,其遗传转化有着核基因转化不可比拟的优势,近年来国际上的相关研究非常活跃并日益得到关注.综述了线粒体基因组的特点、线粒体遗传转化方式、线粒体基因表达中的RNA编辑现象与规律、线粒体转化的筛选标记及线粒体遗传工程的应用等方面的最新研究进展.     

Visualization of Mitochondrial Membrane Dynamics in Primary Cultured Neurons by Cryo-electron Tomography

本文利用冷冻电子断层扫描成像技术研究了原代培养海马神经元中线粒体膜的动态变化. 线粒体的分裂与融合是线粒体膜动态变化的主要方式，也是维持线粒体功能正常的重要手段. 线粒体分裂的机制研究以往是基于荧光标记的光学显微成像，由于分辨率的限制并不能直接观察到线粒体分裂过程中的超微结构特征. 冷冻电子断层成像通过尽可能保持样品生理状态从而获得更真实的结构信息. 本文通过对原代海马神经元中的自发性线粒体膜动态变化的成像，发现中央分裂和外周分裂的线粒体都与内质网在空间上存在一定的相互作用，内质网通过缠绕在线粒体分裂位点来参与分裂过程. 值得注意的是，还发现部分线粒体会出现线粒体外膜与内膜分离的现象，形成“无基质”的特殊区域. 这些可能都表明了线粒体质量控制的方式.     

Parkin介导的线粒体自噬及细胞器互作机制

线粒体是细胞生理代谢活动发生的重要场所. 线粒体生发降解平衡是维持能量代谢稳定的重要保障. Parkin作为E3泛素连接酶，通过PINK1/Parkin、LC3等多种信号参与调控线粒体自噬过程. 此外，Parkin还能够影响线粒体相关内质网膜、调控细胞器间钙流，在线粒体-内质网对话过程中调控溶酶体途径介导的线粒体自噬. 脂肪组织是研究线粒体调节机制的理想模型：寒冷刺激诱导富含线粒体的米色脂肪生成；移除刺激后，组织中线粒体消失恢复为白色脂肪，但线粒体稳定性的调控机理目前仍有很多未知. 本文综述Parkin介导线粒体自噬途径的最新研究进展，及其参与线粒体、内质网、溶酶体等不同细胞器间相互作用的调控机制.     

线粒体自噬的研究进展

由于线粒体在生物氧化和能量转换过程中会产生活性氧,线粒体DNA又比核DNA更容易发生突变,因此线粒体是一种比较容易受到损伤的细胞器.及时清除细胞内受损的线粒体对细胞维持正常的状态具有重要的作用.细胞主要通过自噬来清除损伤线粒体,维持细胞稳态.越来越多的研究表明,线粒体自噬是一种特异性的过程,线粒体通透性孔道通透性的改变在这个过程中起着重要的作用.线粒体自噬在维持细胞内线粒体的正常功能和基因组稳定性上起着重要作用,但是线粒体发生自噬的信号通路及其调控机制还有待进一步深入研究.     

线粒体囊泡调控机制与生理功能研究进展

线粒体在细胞的生命活动过程中承担重要作用,线粒体通过自身质量控制维持线粒体健康.线粒体囊泡作为一种新型的线粒体质量控制机制,通过靶向到不同的细胞器,调控线粒体内氧化/受损蛋白的降解;激活免疫系统,发挥抗原呈递和杀灭细菌的功能,从而维持线粒体以及细胞的稳态平衡.本文就线粒体囊泡的调控机制以及生物学功能的研究进展进行综述.     

线粒体移植在治疗线粒体缺陷疾病中的研究进展

线粒体是真核细胞中重要的细胞器,是高等生命体赖以生存的能量来源.线粒体异常可引起细胞甚至器官发生病变,越来越多的疾病被证实与线粒体功能障碍有关.线粒体移植是从患者正常组织分离线粒体然后注入线粒体损伤或缺失的部位,使损伤细胞得到救治、器官功能得以恢复的全新干预技术.线粒体移植作为一种新兴治疗方案在一些疾病干预的基础研究中崭露头角,尤其是在保护心脏缺血再灌注损伤领域已经发展到临床试验阶段.本文从线粒体起源出发,总结了仍处于实验阶段的几种线粒体移植方法,概述了线粒体移植在脑缺血引起神经元损伤保护领域、心肌缺血再灌注损伤保护领域和肿瘤治疗领域的研究进展,从分子层面探讨了线粒体损伤及线粒体移植修复的机理,并提出研发患者专属的"线粒体移植治疗生物制剂"的设想,旨在为线粒体缺陷有关疾病的治疗研究提供新的视角.