粟酒裂殖酵母中Atp11在线粒体中功能的研究

ATP是由ATP合酶复合体催化合成的,在线粒体呼吸过程中起着重要作用。旨在研究粟酒裂殖酵母中Atp11(SPAC3A12.12)在线粒体中的功能。利用同源重组的方法构建Δatp11突变体,观察Δatp11缺失菌在以甘油为唯一碳源的非发酵培养基上的表型;通过生物信息学分析发现Atp11的N端含有一段由24个氨基酸残基组成的线粒体定位序列(MTS),为确定Atp11在细胞内的定位,在Atp11的C端添加一个GFP标签,观察绿色荧光在细胞内的位置;运用Western blotting检测atp11的缺失对线粒体基因组编码蛋白稳态性的影响。研究结果表明,Δatp11突变体在非发酵培养基上表现出生长缺陷,是线粒体呼吸缺陷菌;GFP绿色荧光定位实验结果证实了Atp11定位于线粒体中;Western blotting检测结果显示atp11的缺失导致Cob1、Cox1、Cox2、Cox3和Atp6蛋白的表达量显著降低。综上所述,粟酒裂殖酵母Atp11定位于线粒体且是线粒体呼吸链正常发挥功能所必须的。     

粟酒裂殖酵母中Mef2在线粒体中功能的研究

由核编码基因控制的线粒体翻译对线粒体中电子传递链复合物的合成是必不可少的。旨在揭示粟酒裂殖酵母中Mef2蛋白的主要功能。利用同源重组的方法构建Δmef2突变体,观察Δmef2在以甘油为唯一碳源的非发酵培养基的生长表型;生物信息学分析结果显示Mef2的N端含有一段由31个氨基酸组成的线粒体定位序列(MTS),为进一步确定Mef2蛋白的定位,在Mef2的C端添加一个GFP荧光标记,观察GFP绿色荧光的位置。接着采用Northern blotting检测mef2的缺失对线粒体基因组编码m RNAs的影响。最后,运用Western blotting检测mef2的缺失对线粒体基因组编码的蛋白的影响。研究结果表明,Δmef2菌株在非发酵培养基上表现出生长缺陷,是线粒体呼吸缺陷型菌;GFP绿色荧光定位实验证实了Mef2定位于线粒体中;Northern blotting实验结果显示mef2的缺失不影响线粒体基因组编码m RNAs的转录;Western blotting检测结果显示mef2的缺失导致Cox1、Cox3、Atp6和Cob1蛋白的表达量降低。综上所述,Mef2是一个与线粒体功能密切相关的蛋白,并且参与了线粒体编码蛋白Cox1、Cox3、Atp6和Cob1的翻译。     

粟酒裂殖酵母中Shy1定位及功能的研究

旨在揭示芽殖酵母线粒体蛋白SHY1(YGR112W)在粟酒裂殖酵母中同源蛋白Shy1的功能。借助基因敲除方法获得shy1基因缺失菌株获Δshy1,并观察其在以甘油为唯一碳源的非发酵培养基上的生长表型;生物信息学分析显示粟酒裂殖酵母Shy1在N端含有大概30个氨基酸的线粒体定位序列(MTS),为进一步确定Shy1蛋白的定位,借助nmt1启动子调控下的Shy1蛋白C端GFP荧光标记,观察GFP绿色荧光位置。最后利用Western blotting检测shy1的缺失对线粒体蛋白的影响。研究结果表明,shy1基因缺失菌株在以甘油为唯一碳源的非发酵培养基上表现出生长缺陷,是线粒体呼吸缺陷型菌株;当GFP标记于nmt1启动子调控下的Shy1蛋白C端时,绿色荧光观察确定Shy1蛋白定位在线粒体;Western blotting检测结果显示shy1缺失导致线粒体相关蛋白的表达量明显下降;结果表明,粟酒裂殖酵母Shy1定位于线粒体且是线粒体呼吸链正常发挥功能所必须的。     

小鼠不同组织的差异线粒体蛋白质组研究

线粒体是真核细胞的重要细胞器, 它不仅具有合成ATP等普遍性功能, 也具备一定的组织特异性, 适应不同组织的生理功能需要. 为了鉴定组织相关性线粒体蛋白, 系统地分析和比较了C57BL/6J小鼠肝脏、肾脏和心脏线粒体蛋白质组. 通过双向凝胶电泳和MALDI-TOF/TOF质谱, 在这3种小鼠组织中共发现了87种组织特异的线粒体差异蛋白; 采用ICPL的定量蛋白质组方法和Western blotting技术, 进一步证实某些典型的组织特异性蛋白. 还通过实时定量PCR和Western blotting技术分析了6种具有代表性的组织差异线粒体蛋白质在线粒体内外的分布, 并结合激光共定位技术观察它们在相应组织活细胞内的表达与定位. 研究发现, 这些核基因编码的线粒体蛋白确有组织特异性分布和线粒体内外丰度差异特性. 本结果为组织特异性线粒体蛋白质的深入研究奠定了实验基础.     

敲低ACTL6A通过Notch1信号通路促进早幼粒细胞分化

探讨ACTL6A在人类白血病NB4细胞分化中的作用及其相关机制。我们用ATRA人为诱导NB4细胞分化,Western blotting检测ACTL6A和CD11b的表达水平变化;敲低ACTL6A,通过瑞氏染色观察NB4细胞的形态学改变,Western blotting检测ACTL6A和CD11b的表达水平变化及其相关蛋白的表达水平;敲低同时用ATRA处理NB4细胞,用流式细胞术检测分化标志物CD11b的阳性率;免疫荧光检测ACTL6A在NB4细胞中的空间定位;结果显示NB4经敲低ACTL6A后,CD11b的蛋白水平表达升高;瑞氏染色观察到分化改变;免疫荧光检测到ACTL6A主要分布于细胞核; Western blotting检测到Notch1,Hes1,Sox2蛋白表达水平明显下调。研究表明,敲低ACTL6A可以促进人类白血病NB4细胞分化;其机制涉及Notch1信号通路的抑制。     

H2O2诱导的线粒体损伤神经元内硫氧还蛋白mRNA水平的变化

线粒体缺陷和氧化应激参与了神经退行性疾病的发病机制。叠氮钠(NaN3)是线粒体细胞色素C氧化酶(COX)的特异性抑制剂,能诱导线粒体缺陷。本实验通过细胞活性检测(MTT法),形态学观察,分析H2O2对原代培养的正常神经元及NaN3诱导的线粒体缺陷神经元的损伤作用的差异。并通过RT-PCR半定量法检测H2O2损伤后两类神经元内硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)mRNA水平的变化,以阐明细胞内这一重要氧化还原调节蛋白在神经元损伤时的作用机制。实验表明,在正常神经元内,H2O2的损伤对Trx表达量的改变似乎不明显;而线粒体缺陷神经元内Trx的表达量下降,且对于H2O2的损伤具有浓度、时间依赖性。提示：在线粒体功能缺陷神经元中,Trx似乎发挥更重要的作用。     

H2O2诱导的线粒体损伤神经元内硫氧还蛋白 mRNA水平的变化

线粒体缺陷和氧化应激参与了神经退行性疾病的发病机制.叠氮钠(NaN3)是线粒体细胞色素C氧化酶(COX)的特异性抑制剂,能诱导线粒体缺陷.本实验通过细胞活性检测(MTT法),形态学观察,分析H2O2对原代培养的正常神经元及NaN3诱导的线粒体缺陷神经元的损伤作用的差异.并通过RT-PCR半定量法检测H2O2损伤后两类神经元内硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)mRNA水平的变化,以阐明细胞内这一重要氧化还原调节蛋白在神经元损伤时的作用机制.实验表明,在正常神经元内,H2O2的损伤对Trx表达量的改变似乎不明显;而线粒体缺陷神经元内Trx的表达量下降,且对于H2O2的损伤具有浓度、时间依赖性.提示在线粒体功能缺陷神经元中,Trx似乎发挥更重要的作用.     

Mitofilin对线粒体功能和疾病发生的影响

Mitofilin是一种线粒体内膜蛋白,与多种线粒体蛋白相互作用,共同参与线粒体内膜嵴形态的维持、线粒体内蛋白质的转运过程等。干扰mitofilin~表达不仅引起线粒体结构的异常,而且明显抑制了线粒体功能的正常发挥。最近的研究表明,在多种疾病中mitonlin都异常表达,从而导致线粒体结构的完整性和功能的障碍,促进了疾病的发生发展。     

原子力显微镜检测过表达α-突触核蛋白引起的线粒体结构变化

目的：利用原子力显微镜等方法,明确α-突触核蛋白（α-synuclein, α-syn）过表达对线粒体的影响。方法：将腺相关病毒（AAV）载体介导表达的α-syn (AAV /α-syn)病毒包装颗粒,给大鼠脑内黑质区定位注射,建立α-syn过表达的大鼠模型,并以AAV介导表达的报告基因LacZ (AAV/LacZ)为动物对照组。提取大鼠黑质脑组织的线粒体,并通过JC1染色检测线粒体膜电势（ΔΨ）变化和Western Blot检测线粒体中α-syn蛋白量的变化;采用原子力显微镜观测线粒体表面结构的变化。结果：实验组大鼠黑质脑组织过表达α-syn基因,第16周时,Western blot显示线粒体中α-syn蛋白量增加约2倍;JC1染色发现ΔΨ下降;原子力显微镜观测可见线粒体体积增大,线粒体膜表面出现较多孔道样改变。结论：大鼠黑质脑组织过表达α-syn基因,第16周时,可导致α-syn蛋白在线粒体积聚;并可引起线粒体增大、膜形成孔道样改变、ΔΨ下降。     

MFRN1过表达对293T细胞生长及线粒体功能的影响

Mitoferrin-1(MFRN1)是溶质携带蛋白家族的一员,是线粒体内膜上最主要的铁运输蛋白。为了观察MFRN1过表达对293T细胞生长及线粒体功能的影响,采用包装慢病毒和感染293T细胞的方法构建MFRN1稳定过表达的细胞模型(293T-MFRN1),并对其线粒体功能进行评价。构建的稳定细胞株293T-MFRN1中MFRN1转录水平及蛋白表达水平显著增加(P0.01),MFRN1过表达细胞线粒体内总铁的含量明显增加(P0.05);电镜显示线粒体结构损伤,线粒体嵴减少、空泡化;线粒体能量代谢受抑制,细胞ATP含量显著下降,腺苷酸池总量(ATP+ADP+AMP)比对照组减少约40%;细胞生长受到抑制,在细胞培养48 h后高表达组细胞数量显著低于对照组;细胞内羟自由基(·OH)含量增加;线粒体DNA发生明显的氧化损伤。以上表明,MFRN1表达量的稳定对细胞功能极为重要,表达量异常增加将导致细胞线粒体功能障碍、细胞增殖抑制。     

PC-1在前列腺癌细胞中促进c-myc基因的表达

前列腺癌相关基因PC-1(Prostate and colon gene1)是属于癌基因D52家族成员,具有促进前列腺癌细胞雄激素非依赖性生长的功能。为了研究PC-1发挥这种生物功能的分子机制,文章在PC-1高表达的LNCaP-pc-1及对照LNCaP-zero细胞中,利用RT-PCR和Western blotting等方法检测c-myc基因表达;提取两细胞胞质和胞核蛋白,利用Western blotting分析c-myc上游调节蛋白β-catenin变化;利用c-Myc蛋白抑制剂10058-F4作用前列腺癌细胞C4-2,Western blotting检测PC-1蛋白表达变化。发现PC-1促进c-myc基因表达,并促进β-catenin入核;c-Myc蛋白抑制剂10058-F4可抑制PC-1的表达。结果表明:PC-1在前列腺癌中促进c-myc基因的表达,并且这种促进作用可能是通过Wnt/β-catenin信号通路实现的。同时,PC-1与c-Myc蛋白间可相互促进,进一步促进前列腺癌细胞雄激素非依赖性生长。     

KLF4/BNIP3介导的线粒体自噬在FNDC5抵抗阿霉素心肌毒性中的作用

摘要 目的：本研究旨在探究FNDC5（Irisin）是否通过激活KLF4而抑制BNIP3介导的线粒体过度自噬,保护线粒体功能及降低纤维化蛋白的表达,明确其在DOX导致的心肌细胞毒性中的保护作用机制。方法：将分离的心肌成纤维细胞随机进行如下分组：对照组（CON）、FNDC5处理组（FNDC5）、DOX损伤组（DOX）、FNDC5保护组（DOX-FNDC5）、DOX+Scramble siRNA损伤组(DOX-Scramble siRNA)、FNDC5+Scramble siRNA保护组（DOX-FNDC5-Scramble siRNA）、DOX+KLF4 siRNA组（DOX-KLF4 siRNA）、DOX+FNDC5+KLF4 siRNA组（DOX-FNDC5-KLF4 siRNA）,并检测ROS生成量、Western Blot检测线粒体功能及心肌成纤维细胞纤维化标志蛋白的表达等试验方法,观察FNDC5处理对DOX诱导的心肌细胞毒性的作用机制。结果：体外研究表明,与CON组细胞相比,DOX处理后可显著抑制ATP生成,而细胞凋亡率显著增加、同时线粒体自噬过度激活（BNIP3、Atg5及LC3的蛋白表达量明显增加）、细胞纤维化标志蛋白（Collagen I、α-SMA）的表达量显著增加,而FNDC5处理后可显著逆转DOX诱导的心肌细胞损伤。进一步的研究证实,FNDC5通过激活KLF4而抑制BNIP3介导的线粒体自噬,保护线粒体功能及降低纤维化。然而,FNDC5对BNIP3介导的线粒体自噬的抑制作用可被KLF4 siRNA部分抵消,细胞纤维化蛋白表达增加。结论：FNDC5通过激活KLF4信号而抑制BNIP3介导的线粒体过度自噬,保护线粒体功能及降低纤维化蛋白的表达,进而缓解DOX导致的心肌细胞毒性。     

小鼠Rdh13基因的组织表达谱及其亚细胞定位的初步观察

目的：研究视黄醇脱氢酶13（Rdh13）基因在小鼠组织中的表达谱及其亚细胞定位,为其功能研究提供线索。方法：利用生物信息学方法模拟Rdh13的三维结构,采用半定量RT-PCR和Western blot的方法检测小鼠14种组织中Rdh13的表达水平;采用Western blot的方法检测其亚细胞分布;进一步应用免疫荧光共定位的方法观察Rdh13的亚细胞定位。结果：Rdh13具有SDR家族保守的辅酶结合位点（TGX3GXG）和催化活性位点（YX3K）;RT-PCR和Western blot实验证实Rdh13在小鼠多种组织中广泛表达,但其表达水平存在一定差异;不同于其它RDHs家族成员,Western blot和免疫荧光共定位提示Rdh13蛋白在细胞中定位于线粒体。结论：Rdh13是一个与Rdh12结构相似的SDR家族成员,在小鼠多个组织中广泛表达;Rdh13蛋白定位于线粒体,有可能作为保护线粒体不受视黄醛毒性作用的屏障。     

NDV诱导HeLa细胞发生核糖体应激及对翻译起始复合体的影响

[目的]研究新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV) HBUN/LSRC/F3株(以下简称NDV F3)诱导宫颈癌细胞(HeLa)发生核糖体应激后对eIF2α介导的翻译起始复合体eIF4F的调控作用。[方法]流式细胞术及CCK-8检测细胞凋亡;实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测c-Myc基因表达;流式细胞术分析细胞周期;Western blotting技术检测c-Myc、RPS7、Bcl-2、NP、eIF4E及eIF2α蛋白的表达;Western blotting和免疫荧光染色技术检测NP、eIF4E蛋白定位。[结果]与阴性对照组相比,NDV F3抑制HeLa细胞增殖并诱导细胞凋亡。细胞周期中G₀/G₁期出现停滞,c-Myc表达呈时间依赖性抑制,c-Myc与Bcl-2蛋白表达量在0-48 h内逐渐下降,NP蛋白在24 h时生成并逐渐增加,RPS7、eIF4E和eIF2α蛋白含量在0-48 h内呈先增加后降低趋势。Western blotting定位分析及激光共聚焦显微镜结果显示NP蛋白主要存在细胞质中,NP与eIF4E存在共定位现象。[结论]NDV F3诱导HeLa细胞凋亡并引发核糖体应激反应,NP与eIF4E相互作用而抑制eIF2α介导的翻译起始复合体eIF4F形成,阻断其与宿主mRNA之间的联系,同时促进NDV F3 mRNA的翻译,最终造成宿主蛋白翻译抑制。     

Rab GDP解离抑制因子的定位和表达

目的:构建含人GDI1和GDI2基因的真核表达载体进行定位和蛋白表达研究。方法:用PCR从U251细胞cDNA克隆GDI1和GDI2基因,构建真核表达载体pEGFP-N2-GDI1和pEGFP-N2-GDI2,转染HEK293T细胞。荧光显微镜观察GDI1和GDI2蛋白的细胞内定位,再通过SDS-PAGE和Western blotting鉴定蛋白的表达。结果:成功克隆到1 341bp和1 335bp的人源GDI1和GDI2基因,并准确插入真核表达载体pEGFP-N2中,荧光观察这两个蛋白定位到细胞浆中,并能利用标签抗体检测到GDI1和GDI2的表达。结论:GDI1和GDI2能够定位到细胞浆,并能通过Western blotting检测,为进一步研究GDI1和GDI2的功能奠定了基础。     

依达拉奉对MPP+处理的PC12细胞线粒体融合和分裂平衡的保护作用

本文旨在探讨依达拉奉(edaravone, Eda)对帕金森病细胞模型线粒体融合、分裂动态平衡的作用及机制。用500μmol/L1-甲基-4-苯基吡啶离子(1-methyl-4-phenylpyridinium, MPP^+)处理PC12细胞建立帕金森病细胞模型,采用噻唑蓝(MTT)比色法检测不同浓度Eda对MPP^+处理的PC12细胞存活率的影响,用激光共聚焦显微镜检测线粒体形态,用Western blot检测线粒体融合与分裂相关蛋白OPA1、MFN2、DRP1和Fis1的表达变化。结果显示,预先加入不同浓度的Eda能减轻MPP^+处理的PC12细胞损伤,作用呈一定的量效关系;经MPP^+处理48 h,PC12细胞线粒体出现碎片化,OPA1和MFN2蛋白表达下调,DRP1和Fis1蛋白表达上调,而Eda预处理能逆转PC12细胞的上述变化,但对Fis1的蛋白表达没有影响。以上结果提示,Eda可上调OPA1和MFN2的蛋白表达,下调DRP1的表达,从而抑制线粒体碎片化,发挥神经细胞线粒体保护作用。     

脂多糖LPS诱导的神经炎症对小鼠认知功能的影响及相关机制分析

为研究脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)对小鼠认知功能的影响,本研究将18只C57BL/6小鼠随机分为两组,即正常对照组和LPS处理组,每组各9只小鼠。在腹腔注射LPS 24 h后行水迷宫实验检测小鼠行为学变化。此外,本研究采用Western blotting和免疫组化检测小鼠脑内小胶质细胞特异性标记物离子通道相关钙衔接蛋白(ionized calcium binding adapter,IBA1)的表达,TUNEL凋亡法检测小鼠脑内神经元凋亡情况。实验结果发现LPS处理后小鼠认知功能下降。Western blotting和免疫组化结果均提示LPS处理后小鼠脑中IBA1表达量增加,小胶质细胞激活;TUNEL提示LPS处理后小鼠脑内出现大量凋亡神经元,由此推断LPS可能通过激活小胶质细胞,扩大神经炎症反应,增加神经元凋亡导致小鼠认知功能下降。     

人EGFR显性负性突变体负调控内源性EGFR功能的机制分析

通过定向克隆法构建真核表达载体pEGFPN1-DNEGFR,脂质体介导下转染体外培养的SGC-7901细胞,应用Western blotting检测DNEGFR-EGFP蛋白的表达,激光共聚焦显微镜对DNEGFR-EGFP亚细胞结构定位检测;并经RT-PCR、Western blotting检测DNEGFR-EGFP对内源性EGFRmRNA水平、蛋白及磷酸化水平的影响.成功检测到DNEGFR-EGFP蛋白的表达,DNEGFR-EGFP蛋白主要定位于细胞膜,DNEGFR-EGFP能降低内源性EGFR蛋白磷酸化水平,而对内源性EGFRmRNA水平及蛋白水平无影响.研究证明DNEGFR通过降低内源性EGFR蛋白磷酸化水平负调控EGFR功能,为靶向EGFR显性负性策略在肿瘤生物治疗中的进一步研究打下基础.     

线粒体解偶联蛋白UCP2的研究进展

本文综述了线粒体解偶联蛋白2（uncoupling protein2,UCP2）研究方面的进展。UCP2定位于线粒体内膜上,通过消散线粒体内膜的质子梯度调节线粒体的功能,包括线粒体内膜电位、ATP合成、呼吸链ROS产生、线粒体钙库的存储和释放等。目前,UCP2的质子漏机理并不清楚,但体内实验表明UCP2活性可被过氧化物激活。特别是近年来UCP2调控胰岛素分泌方面的研究取得了重要进展。     

线粒体分裂抑制剂Mdivi-1改善血管紧张素Ⅱ介导的内皮功能紊乱（英文）

动力相关蛋白(dynamin-related protein 1,Drp1)与线粒体的动态变化有着密切的联系,是介导线粒体分裂的主要功能蛋白。本研究旨在探讨血管紧张素II(angiotensin II,Ang II)对血管内皮细胞线粒体融合和分裂的影响以及Drp1功能抑制剂Mdivi-1对Ang II介导的内皮损伤是否有减轻作用。Ang II或联合Drp1抑制剂Mdivi-1处理人脐静脉内皮细胞(human umbilical vascular endothelial cells,HUVECs)后,用Western blot检测Drp1、e NOS和凋亡相关酶的蛋白表达,用Mito Tracker Red染色观察细胞内线粒体形态,用JC-1探针染色检测线粒体膜电位变化,用DCFH-DA染色检测细胞活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)生成,用Transwell实验检测细胞迁移情况,用Annexin V/PI染色检测细胞凋亡情况。结果显示,Ang II处理12 h后,HUVECs的Drp1的表达水平显著升高,内皮细胞迁移、凋亡及ROS的生成显著增加,e NOS表达量显著降低;同时,Ang II处理还诱导了线粒体形态的改变,使网状的线粒体变成了短管状,并伴随着线粒体膜电位的下降。Mdivi-1可以显著逆转Ang II对内皮功能的上述损伤作用,提高内皮细胞线粒体膜电位及e NOS的表达量,降低细胞内ROS水平,抑制内皮细胞凋亡及迁移能力。以上结果提示,Drp1抑制剂Mdivi-1可以减轻Ang II介导的内皮损伤。