豚鼠耳蜗中ATP对一氧化氮/环磷酸鸟苷途径的激活作用

实验研究了豚鼠耳蜗中ATP和一氧化氮／环磷酸鸟苷途径(nitric oxide／cyclic guanosine monophosphate,NO／cGMP pathway)的关系。将40只耳廓反射灵敏的健康白色豚鼠随机分为5组,分别对其离体的耳蜗即刻灌流人工外淋巴基础液(artificial perilymph basic solution,APBS)以及溶于人工外淋巴基础液的ATP、一氧化氮合酶抑制剂左旋-N^G-硝基精氨酸(L-N^G-nitroarginine,L-NNA) ATP、可溶性鸟苷酸环化酶抑制剂1H-[1,2,4]草酸重氮[4,3-a]喹恶啉(1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one,ODQ) ATP和A-23187(Ca^2 载体),收集耳蜗组织标本,利用放射免疫方法测定耳蜗组织中的cGMP的平均含量,比较各组之间耳蜗组织cGMF平均含量的差异。试验结果显示,向刚离体的耳蜗中灌流ATP和A-23187可以引起耳蜗组织中的cGMP含量升高,而灌流L-NNA和ODQ则可以抑制ATP所引起的耳蜗组织中cGMP含量的升高,提示在耳蜗组织中ATP可以通过升高细胞内Ca^2 浓度的作用而激活NO／cGMF途径。从本实验结果可以提出假说：耳蜗中ATP从神经末梢释放,通过提高细胞内Ca^2 的浓度,有激活NO／cGMP途径的作用,而NO／cGMP又能对ATP进行负反馈调节,两者共同调节耳蜗的生理功能,在耳蜗中存在ATP／Ca^2 -NO／cGMP通路。     

腹膜淋巴孔与淋巴转归NO-cGMP-Ca2+信号转导途径研究

为研究一氧化氮(nitric oxide,NO)调节大鼠腹膜淋巴孔和淋巴吸收的细胞内信号转导机制,在体外培养的间皮细胞上,利用cGMP检测试剂盒和激光共聚焦扫描显微镜,研究NO对间皮细胞内cGMP和游离钙离子浓度(Ca^2 )的影响;并利用动物实验研究NO-cGMP-Ca^2 通路对大鼠腹膜淋巴孔和淋巴吸收的影响。结果发现：(1)与对照组相比,NO供体Sper NO （spermine／nitric oxide complex)可以剂量依赖性地升高间皮细胞内cGMP的浓度(P＜0．01)。此作用可被可溶性鸟苷酸环化酶(soluble guanylyl cyclase,sGC)特异性抑制剂1H-[1,2,4]噁二唑[4．3-a]喹喔啉-1-one酮(1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one,ODQ)阻断(P＜0．05,P＜0．01)。Sper／NO可使间皮细胞内[Ca^2 ],相对水平降低(P＜0．05),但此效应可被ODQ阻断;L-型电压依赖性钙通道阻滞剂nifedipine,可使细胞内的[Ca^2 ];在短时间内迅速明显下降(P＜0．05),达平衡后再加入Sper／NO并不能引起[Ca^2 ];的进一步改变(P＞0．05);(2)NO可以剂量依赖性地提高大鼠膈组织淋巴孔最大分布面积(P＜0．01)和对示踪剂的吸收量(P＜0．05),ODQ可明显抑制NO引起的淋巴孔和淋巴吸收的改变(P＜0．01)。该结果首次发现nifedipine能显著增加淋巴孔最大分布面积(P＜0．01)及膈组织对台盼蓝的吸收量(P＜O．05),而且nifedipine预处理后Sper／NO并不能使淋巴孔的淋巴吸收进一步升高(P＞0．05)。结果提示,NO可以通过降低cGMP水平降低大鼠腹膜间皮[Ca^2 ],且此过程和L-型电压依赖性钙通道有关;NO可通过NO-cGMP-[Ca^2 ],通路,促进淋巴孔的开放和吸收。     

一氧化氮通过巯基亚硝化途径抑制海马神经元的延迟整流型钾电流

应用膜片钳全细胞记录模式研究了内源性一氧化氮(NO)对培养海马神经元延迟整流型钾电流的调控作用及其机制.给予NO合成酶的底物L-精氨酸(L-Arg,2mmol/L)可显著抑制海马神经元上的延迟整流型钾电流,但其同分异构体D-精氨酸(2mmol/L)对钾电流则无明显影响.并且,经一氧化氮合成酶抑制剂L-NAME(nomega-nitro-L-argininemethylester,0.5mmol/L)预处理后,L-Arg对钾电流的抑制作用消失,表明L-Arg抑制钾电流是通过产生NO而不是精氨酸本身.特异性鸟苷酸环化酶抑制剂ODQ(1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]-quinoxalin-1-one,10!mol/L)预处理不影响L-Arg对钾电流的抑制作用,但巯基烷化剂NEM(N-ethylmaleimide,1mmol/L)预处理可完全阻断L-Arg的抑制效应.以上结果表明,内源性NO主要通过巯基亚硝化途径抑制海马神经元的延迟整流型钾电流.     

β-肾上腺素能受体在NO抑制小鼠回肠自主收缩中的作用

目的：观察一氧化氮（nitric oxide,NO）供体左旋精氨酸（L-argnine,L—Arg）对小鼠回肠自主收缩幅度的影响,探讨肛肾上腺素能受体在NO抑制小鼠回肠自主收缩中的作用。方法：应用张力换能器记录标本自主收缩的方法,以回肠肌条自主收缩幅度变化为指标,观察一氧化氮合酶（nitric oxide synthase,NOS）抑制剂L-NNA,可溶性鸟苷酸环化酶（soluble guanylyl cyclase,sGC）抑制剂ODQ（1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-aJquinoxalin-1-one）,β-肾上腺素能受体激动荆异丙肾上腺素（Isoprenaline,ISO）和拮抗剂普萘洛尔（Propranolol）对NO作用的影响。结果：①L—Arg抑制小鼠回肠自主收缩幅度,呈浓度依赖性。②L-NNA（3×10^-4mol／L）,ODQ（3×10^-4mol／L）均减弱L-Arg的抑制效应。③Propranolol（3×10^-6mol／L）明显减弱L—Arg的抑制效应。④ISCO（1×100mol／L）明显增强L—Arg的抑制效应。而Propranolol（3×10^-6mol／L）和ISCO（1×10^-7mol／L）孵育组,L—Arg的抑制作用无明显变化。结论：L-Arg经NOS催化生成NO后经cGMP途径发挥对小鼠回肠自主收缩的抑制作用,良受体途径也部分参与了NO的作用过程。     

一氧化氮对线粒体生物合成的积极影响

线粒体是细胞中的微观动力室,其产生我们体内几乎所有的能量和热,且消耗大部分氧和食物热量。它们也是细胞代谢的主要控制者和细胞死亡程序(凋亡)的执行者。一氧化氮气体(NO)——于1987年被确认为一种血管扩张剂——在细胞中,担任有着令人迷惑的排列的调节任务,其中许多与线粒体有关,Nisoli等用他们的发现,即NO刺激新的线粒体的合成(生物合成),将这些分离的领域联系起来。最初NO被确认为血管扩张剂,其调节血液流动至组织,这转而控制氧的供给和线粒体的呼吸底物,以及这些线粒体所产热的重新分配。最近,NO被发现能直接调控氧与血红素的结…     

不同香烟烟雾暴露强度对大鼠骨骼肌线粒体功能的影响

目的:探讨不同烟熏暴露强度对大鼠外周骨骼肌线粒体功能的影响。方法:将SD大鼠随机分成4个组,分别接受正常空气或3个周期烟熏暴露(分别是4周、8周、12周)。采用western blot检测大鼠外周骨骼肌与线粒体生成有关的过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1(PGC-1α)以及涉及氧化磷酸化的细胞色素c氧化酶(COX)4的蛋白表达,RT-PCR检测与线粒体氧化代谢有关的Sdhb、线粒体转录因子A(TFAM)的基因表达以及比色法检测琥珀酸脱氢酶(SDH)活性,电镜检测线粒体形态结构的改变。结果:香烟烟雾暴露能够下调大鼠伸趾长肌(EDL)PGC-1α和COX4的蛋白表达,PGC-1α的表达下调呈明显的暴露强度依赖性。香烟烟雾暴露能够诱发大鼠比目鱼肌Sdhb、TFAM基因水平的下调,降低大鼠比目鱼肌SDH活性并呈明显的暴露强度依赖性。电镜显示香烟烟雾暴露诱发伸趾长肌线粒体发生空泡样变性。结论:香烟烟雾暴露诱发大鼠骨骼肌线粒体功能障碍,但该作用与骨骼肌的纤维类型组成无明显相关性。     

PGC-1α的转录调节和翻译后修饰

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptorγ,PPARγ)辅助激活因子-1α(PPARγcoactivator-1α,PGC-1α)是线粒体生物合成的关键调节分子.外界刺激(寒冷、饥饿、运动)一方面可以改变PGC-1α的基因和蛋白质表达水平,另一方面可以通过翻译后修饰方式调节其蛋白质活性,最终调节细胞能量代谢和线粒体生物合成过程.PGC-1α表达的异常是代谢性疾病及老年性疾病等发病的重要原因.本文就PGC-1α在转录水平和翻译后修饰水平的调节方式的最新研究进展作一综述.     

大鼠心肌线粒体L-Arg/ NO系统对线粒体Ca2+转运功能的影响

目的和方法采用大鼠心肌线粒体体外孵育的方法,观察线粒体L-精氨酸/一氧化氮系统对线粒体Ca2+转运功能的影响.结果NO生成的底物L-Arg (10-4 mol/L)、外源性NO供体硝普纳(5×10-7 mol/L)孵育的线粒体NO-2的生成量分别高于对照组66%、89% (P<0.01);钙含量较对照组分别低40%、54% (P<0.01); 线粒体Ca2+的摄入量较对照组分别减少67%、85%(P<0.01), 线粒体Ca2+释放率(11%、8%)降低与对照组(14%)相比差异显著(P<0.05、P<0.01).NO合酶抑制剂左旋硝基精氨酸甲酯(L-NAME, 10-4 mol/L)与相同浓度的L-Arg共同孵育的线粒体,明显抑制了L-Arg对线粒体的效应,与单纯L-Arg组比较,NO2生成减少,线粒体钙含量和反映线粒体45 Ca2+的摄入与释放能力都接近对照组水平.结论心肌线粒体L-精氨酸/一氧化氮系统参与了线粒体对心肌细胞Ca2+浓度的调节,其生理和病理生理意义值得进一步探讨.     

人参皂苷Rb1通过上调PGC-1α缓解糖尿病心肌病

目的:研究人参皂苷Rb1对糖尿病心肌病的治疗作用并阐明其分子机制。方法:采用腹腔注射链脲佐菌素的方法,建立糖尿病心肌病动物模型。将小鼠分为3组:WT组,DM组,DM+Rb1组。超声心动图分析小鼠心功能;Western blot分析PGC-1α、cleaved caspase-3、bcl-2等蛋白表达;MitoSOX染色分析线粒体ROS含量;透射电镜分析线粒体数目。结果:与WT组相比,DM组小鼠心功能显著下降(LVEF,P<0.01),PGC-1α表达下调(P<0.01),线粒体数目减少(P<0.01);而Rb1处理后,显著改善了DM小鼠心功能(LVEF,P<0.01),恢复了PGC-1α表达(P<0.05),增加了线粒体数目(P<0.05)。同时,Rb1处理后,减少了糖尿病小鼠心肌线粒体ROS产生(P<0.01),恢复了bcl-2蛋白表达(P<0.01),降低了cleaved caspase-3蛋白表达(P<0.01),从而减少了高糖引起的细胞凋亡(P<0.05)。而siPGC-1α处理后,阻断了Rb1的上述作用。结论:人参皂苷Rb1通过上调PGC-1α改善糖尿病小鼠心功能,缓解糖尿病心肌病。其机制可能与人参皂苷Rb1降低心肌线粒体ROS产生并减少心肌细胞凋亡有关。     

一氧化氮供体对过氧化氢引起的心肌细胞损伤的保护作用

关于一氧化氮(NO)对心肌细胞是否具有保护作用目前尚存在争议,为探讨NO对过氧化氢(H2O2)引起的心肌细胞损伤是否具有保护作用及其可能的机制,实验将体外培养的新生大鼠心肌细胞分为3组(1)阴性对照组(Normal组);(2)H2O2组H2O2(0.1mmol/L)与心肌细胞共育4h;(3)S-亚硝基-N-乙酰青霉胺(SNAP)+H2O2组NO供体SNAP(0.5mmol/L)处理心肌细胞10min后,加入H2O2与心肌细胞共育4 h.用流式细胞术检测心肌细胞凋亡率,心肌细胞损伤程度以心肌细胞存活率和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性来表示,同时检测心肌细胞超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和丙二醛(MDA)含量.通过激光共聚焦显微术检测在不同处理条件下心肌细胞胞内钙的变化.结果表明,正常心肌细胞LDH活性和细胞存活率分别为631.4±75.6 U/L和93.1±6.2%,细胞凋亡率为0;H2O2处理细胞后可使细胞LDH活性显著增高(1580.5±186.7 U/L,P＜0.01),细胞存活率明显下降(58.3±7.6%,P＜0.01),流式细胞仪检测到大量心肌细胞凋亡,凋亡率为26.4±5.7%;SOD活性较正常细胞19.67±0.85 NU/ml显著下降,为14.73±1.68 NU/m(P＜0.01),MDA含量较正常细胞6.95±0.83μmol/L显著增高,为15.35±3.49μmol/L(P＜0.01).SNAP预处理细胞可显著提高心肌细胞存活率(79.7±9.3%,P＜0.01),降低LDH活性和细胞凋亡率(分别为957.8±110.9 U/L和9.1±3.3%,P＜0.01);并提高细胞抗氧化能力,表现为较H2O2处理组的SOD活性增高(21.36±3.11 NU/ml,P＜0.01),MDA含量下降(9.12±1.47 μmol/L,P＜0.01).激光共聚焦显微镜检测结果表明,H2O2可升高细胞内钙,而SNAP则可降低细胞内钙,SNAP预处理细胞后可取消H2O2升高细胞内钙的作用.上述结果提示,NO供体SNAP可对抗H2O2对心肌细胞的损伤,其机制与提高心肌细胞抗氧化损伤能力和对抗H2O2引起的细胞内钙超载有关.