Drp1的调控对PINK1突变转基因果蝇的保护作用

帕金森病（PD）是以黑质致密部多巴胺神经元选择性减少和胞浆内路易小体的形成为特征的神经退行性疾病。研究发现,PTEN诱导激酶1(PINK1)基因突变导致家族性早发型帕金森病的发生。在转基因果蝇中,PINK1功能丢失导致间接飞行肌缺陷,线粒体结构、功能障碍,多巴胺神经元丢失。本研究在PINK1突变PD转基因果蝇中,进行发动蛋白相关蛋白1（Drp1）过表达和敲低,探索Drp1对PD转基因果蝇的保护作用及其可能机制。本研究选用MHC-Gal4/UAS系统的PD转基因果蝇模型,特异性启动PINK1B9基因于果蝇肌肉组织中表达;运用Drp1基因过表达和RNA干扰干预PINK1B9转基因果蝇,研究其对PD转基因果蝇的作用。结果显示,不论过表达Drp1还是Drp1敲低均可挽救PINK1突变转基因果蝇,降低翅膀异常率,改善飞行能力,恢复间接飞行肌排列,调节线粒体形态,提高ATP生成量,上调NDUFS3蛋白表达水平。本文结果提示,Drp1的调控挽救PINK1突变转基因果蝇与线粒体呼吸链有关。     

阿尔茨海默病中Tau蛋白与线粒体损伤

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种神经退行性疾病,过度磷酸化tau异常聚集形成的神经纤维缠结是其主要病理特征之一。线粒体损伤在AD发病机制中发挥重要作用,是AD的早期病理事件,而其又与tau蛋白密切相关。文中总结了AD中病理性tau蛋白对线粒体动力学、形态、自噬、功能等方面造成的损伤,并展望了从保护线粒体损伤角度研发防治AD药物的可行性。     

PINK1/Parkin介导的线粒体自噬

线粒体自噬（mitochondrial autophagy, or mitophagy）指的是细胞通过自吞噬作用,降解与清除受损线粒体或者多余线粒体,其对整个线粒体网络的功能完整性和细胞存活具有重要作用。线粒体自噬过程受多种途径调控,PINK1/Parkin通路是其中的一条,其异常与多种疾病的发生密切相关,如心血管疾病、肿瘤和帕金森病等。在去极化线粒体中,磷酸酶及张力蛋白同源物(PTEN)诱导的激酶1（PTEN-induced kinase 1,PINK1）作为受损线粒体的分子传感器,触发线粒体自噬的起始信号,并将Parkin募集至线粒体;Parkin作为线粒体自噬信号的“增强子”,通过对线粒体蛋白质进一步泛素化介导自噬信号的扩大;去泛素化酶和PTEN-long蛋白参与调控该过程,并对维持线粒体稳态具有重要作用。本文主要对PINK1与Parkin蛋白质的分子结构和其介导线粒体自噬发生的分子机制,以及参与调控该途径的关键蛋白质进行综述,为进一步研究以线粒体自噬缺陷为特征的疾病治疗提供理论基础。     

β淀粉样蛋白导致的线粒体损伤研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是老年人中最常见的神经退行性疾病之一,但目前对于AD发病机制尚不清楚．越来越多的研究表明,β淀粉样蛋白 (β-amyloid,Aβ)引起的线粒体结构异常和功能损伤在AD的发病过程中发挥重要作用． Aβ引发线粒体损伤的机制主要为诱导线粒体能量代谢中几种关键酶的活性下降、线粒体分裂/融合平衡的破坏以及线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore, mPTP)开放．综述了Aβ引发线粒体损伤的以上几方面机制在近年来取得的进展．     

HepG2细胞中线粒体形状的动态变化

目的:研究HepG2细胞中线粒体形状动态变化过程中的功能变化及其初步分子机制。方法:HepG2细胞经过HBSS缓冲液饥饿处理后,使用线粒体氧化磷酸化解偶联剂CCCP、脂肪酸受体GPR40/120激动剂GW9508、脂肪酸油酸OA和钙离子载体Ionomycin等4种不同药物处理,通过共聚焦显微镜观察和流式细胞分析的手段检测细胞中线粒体形状和功能发生的改变。然后,通过基因沉默Drp1,Mff或者Fis1蛋白,初步研究调控线粒体形状改变的分子机制。结果:经过CCCP和GW9508处理细胞中产生甜甜圈线粒体,而OA和Ionomycin处理产生球状线粒体。CCCP,OA和Ionomycin使线粒体去极化,CCCP、GW9508、OA或者Ionomycin单独处理在一定程度上影响细胞中活性氧化簇ROS。甜甜圈线粒体产生由Drp1介导,而球状线粒体形成依赖于Drp1和Mff。结论:线粒体的形态与其功能相互联系,Drp1和Mff蛋白对于细胞线粒体形状动态改变过程中形状的调整和适应具有很重要的作用。     

线粒体动力相关蛋白Drp1与心肌缺血再灌注损伤机制的研究进展

线粒体动力相关蛋白(dynamin-related protein 1,Drp1)是介导线粒体分裂的主要蛋白,Drp1表达增加,线粒体分裂增加,网状结构破坏,反之则有助线粒体融合,促进损伤线粒体修复。心肌缺血再灌注损伤与活性氧(ROS)的大量产生,线粒体通透性转换孔(MPTP)的开放及细胞凋亡等密切相关。近年来大量研究发现Drp1介导的线粒体分裂参与心肌缺血再灌注损伤,本文就Drp1参与心肌缺血再灌注损伤的相关机制作一简要综述。     

长链/极长链饱和脂肪酸与阿尔茨海默病

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是老年人常见的神经系统退行性疾病,病因复杂。近年研究发现, AD患者脑中有长链/极长链饱和脂肪酸沉积,且富含饱和脂肪酸的饮食会增加AD的发病风险;将长链/极长链饱和脂肪酸直接给予神经细胞,能够增加细胞中AD特征性分子β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein, Aβ)的水平。这些结果都提示,长链/极长链饱和脂肪酸与AD的发生发展密切相关。本文综述了长链/极长链饱和脂肪酸与AD的关系及其在Aβ生成和聚集中的作用,重点阐述了这些脂肪酸导致Aβ生成的分子机制,以加深对AD病因和发病机制的认识。     

靶向调控SIRT1与阿尔茨海默病治疗

沉默信息调节因子1 (silent information regulator 1, SIRT1)是哺乳动物NAD+依赖的去乙酰化酶沉默信息调节因子(sirtuin)家族的七种蛋白质之一。SIRT1具有神经保护作用,且研究揭示SIRT1在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)中具有潜在神经保护作用。SIRT1调节许多AD相关病理过程,包括调节淀粉样蛋白前体蛋白(amyloid-β precursor protein, APP)剪切、神经炎症、神经退行性变和线粒体功能障碍等。SIRT1在AD中受到了特别的关注,药理学或遗传学手段激活sirtuin通路在AD实验模型中显示出治疗作用。本综述阐述了SIRT1在AD中的病理作用机制最新研究进展,并对SIRT1诱导剂及其在AD中的治疗潜力进行了概述。     

有氧运动改善AD模型APP/PS1双转基因小鼠中枢神经元线粒体融合分裂动态平衡

线粒体融合分裂平衡是线粒体动力学的需要。本研究观察12周规律有氧运动对APP/PS1双转基因小鼠中枢神经元线粒体融合分裂动态平衡的影响。本研究采用3月龄雄性APP/PS1小鼠（AD模型）随机分为AD安静组（AS）、AD运动组（AE）,同月龄雄性C57BL/6J小鼠做正常对照组（CS）。AE组进行12周规律跑台运动,5 d/周,60 min/d。前10 min运动速度12 m/min,后50 min运动速度15 m/min,跑台坡度为0°。八臂迷宫实验检测小鼠工作记忆错误频率和参考记忆错误频率;Western印迹检测小鼠皮层、海马组织中线粒体分裂蛋白Drp1和Fis1的含量,以及Drp1的活性（p-Drp1-Ser616）、线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2、Opa1的表达水平;透射电镜观察皮层、海马线粒体形态结构、健康线粒体比率及线粒体平均直径。本研究证实AS组较CS组工作记忆错误频率显著提高（P<0.05）,12周有氧运动显著降低工作记忆错误频率（P<0.05）。AS组小鼠皮层Fis1蛋白和海马脑区Drp1、Fis1蛋白表达水平及皮层、海马脑区Drp1蛋白的活性增加（P<0.05）。而皮层Mfn1和海马Mfn1、Mfn2蛋白表达水平显著降低（P<0.05）。12周有氧运动显著减低Fis1、Drp1蛋白表达及Drp1蛋白的活性,提高Mfn1、Mfn2蛋白表达水平（P<0.05）。AS组小鼠皮层、海马线粒体多呈现球形,部分线粒体膜结构消失,线粒体嵴结构紊乱。且AS组较CS组小鼠健康线粒体比率降低、直径缩短。12周规律有氧运动可明显改善线粒体形态和结构,提高健康线粒体比率及直径。本研究提示,12周规律有氧运动可有效抑制皮层、海马脑区线粒体分裂蛋白Drp1和 Fis1的表达,降低Drp1的活性（p-Drp1-Ser616）,上调线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2的蛋白表达水平,改善线粒体形态和结构以促进线粒体质量控制,是有氧运动改善AD模型空间学习记忆能力的分子机制之一。     

tau蛋白异常与阿尔茨海默病的关系

阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是最常见的一种老年性痴呆症,以进行性记忆丧失和认知功能障碍为临床特征,神经原纤维缠结(neurofibrillary tangle,NFT)为其主要病理学特征之一,tau蛋白的各种异常与NFT的形成密切相关。对tau蛋白的各种异常导致AD发生的研究已取得重要进展,包括tau蛋白的异常磷酸化、异常糖基化、异常截断作用及基因突变等。本文旨在概述tau蛋白的各种异常改变及其可能机制。     

丙酮酸对细胞寒冷应激损伤的保护作用研究

目的:细胞冻存、移植器官保存过程中,机体细胞会产生细胞寒冷应激过程,导致细胞产生损伤作用,而其作用机制尚不清楚,本研究通过观察4℃冷暴露对HEK293细胞增殖活性及凋亡的影响,分析线粒体分裂蛋白Drp1在此过程中的表达变化,阐明Drp1在细胞寒冷应激中作用及其机制.方法:采用MTT法观察4℃环境暴露对HEK293细胞损伤的影响,流式细胞术检测细胞凋亡;Western blot方法检测蛋白Drp1、Bcl2表达水平变化,提取线粒体观察线粒体中Drp1表达水平.结果:4℃冷暴露抑制HEK293细胞增殖(P＜0.05),Drp1线粒体表达水平增高,并向线粒体转位;丙酮酸可以逆转4℃冷暴露对细胞增值抑制,抑制Drp1线粒体表达水平增高,并向线粒体转位,增加细胞中Bcl2表达水平.结论:研究发现细胞寒冷应激可以使细胞凋亡,细胞增殖出现显著抑制,而寒冷应激引起细胞Drp1的线粒体转位,丙酮酸干预后可以对细胞起到保护作用,研究发现丙酮酸可以逆转Drp1的线粒体转位过程,增加Bcl2表达水平,可能是其产生保护作用的机制之一.     

综述:转录后基因调控异常与老年性痴呆

转录后基因调控异常与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)发生发展的关系研究越来越受到重视．本文重点论述了tau基因(MAPT)发生可变剪接异常与AD发生的关系,以及参与转录后调控的RNA结合蛋白和非编码RNA在AD发生发展中的作用．     

肽基脯氨酰顺反异构酶Pin1在阿尔茨海默病发生发展中的作用

Pin1是目前发现的人体内唯一识别蛋白质中p Ser/p Thr-Pro的顺反异构酶,与阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)的发生存在重要联系.Pin1调控AD相关分子的结构和功能,抑制神经纤维缠结、老年斑、脑血管淀粉样沉积等AD病理学特征,促进神经前体细胞分化成神经元,在一定程度上起到了阻止AD发生和发展的作用.同时,人体内Pin1功能紊乱可能是AD发生机制之一,尽管如此,Pin1能否成为预防和治疗AD的靶蛋白还有待临床验证.鉴于目前针对脑内单分子的AD药物疗效较差,联合Pin1与相关分子的"多靶点药物组合"可能是一种未来AD防治的研究策略.     

JNK/Bim/Bax 途径在 TNF-α 诱导分化PC12 细胞凋亡过程中的作用机制

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是一种神经系统退行性疾病,近年来许多研究发现AD与细胞凋亡关系密切,有研究证明肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的合成过量会造成神经细胞的凋亡从而导致AD等神经退行性疾病的发生,然而人们对TNF-α造成神经细胞凋亡的分子机制并不了解.采用激光共聚焦扫描成像技术和荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)技术在活细胞中实时对TNF-α诱导分化PC12细胞凋亡的信号通路进行了细致的研究.实验结果证明,TNF-α诱导的分化PC12细胞凋亡会经过线粒体和非线粒体途径,并通过激活核转录因子(NF-κB)上调Bcl-xL的表达来抑制经过线粒体的凋亡途径.进一步的研究证明,BimL会在线粒体上替换原来被Bcl-xL抑制的Bax,从而让Bax寡聚化,进而引发细胞凋亡,而c-Jun氨基末端激酶(JNK)抑制剂SP600125可以抑制Bax寡聚化.此外,在未分化PC12细胞中共表达GFP-BimL和YFP-Bax质粒,发现BimL可以促进Bax发生聚集,并且它们二者之...     

Aβ对阿尔茨海默病影响机制的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种以突触丢失、认知功能衰退和渐进性神经元死亡为特征的退行性神经系统疾病,主要临床表现为认知能力下降和行为障碍。在众多病因学说中,淀粉样蛋白斑块是AD病理的主要标志,在AD的发病过程中起着相当重要的作用。胞外β淀粉样蛋白(amyloidβ-protein, Aβ)在脑内的过度沉积会导致线粒体功能障碍、突触功能障碍和炎症反应等病理过程,严重干扰了大脑对信息的处理。目前该疾病仍缺乏有效的治疗方法。本文结合Aβ的毒性作用及其对AD的主要影响作一综述,以期为揭示AD病理机制及进一步促进AD在基础与应用等方面的深入研究提供一定的资料参考。     

多个GEO芯片联合分析阿尔茨海默病内嗅皮层的关键基因

运用生物信息学方法筛选阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)在内嗅皮层部位的关键基因和通路,探讨AD发生发展的潜在机制。从GEO数据库下载AD的内嗅皮层芯片数据,利用R软件中的sva包和limma包进行批次矫正,并筛选差异基因;运用Cytoscape软件中的ClueGO插件进行GO (Gene Ontology)与KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析;使用STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络,并利用Cytoscape软件中的cytoHubba插件分析关键基因。对于关键基因在脑组织不同部位及无症状AD与AD患者内嗅皮层表达的差异分析均采用Mann-Whitney U检验。分析发现,白细胞-细胞间黏附的正调控、细胞外基质组织、皮质类固醇反应、卟啉和叶绿素代谢等与AD发生发展关系密切。在差异分析筛选的17个基因中, VCAM1、CD44、FOS和SPARC在AD发生发展中发挥关键作用。这4个基因的表达水平在内嗅皮层和海马显著高于中央后回、颞叶皮层、小脑、额叶皮层(P0.05),且其在AD患者内嗅皮层中的表达水平显著高于无症状AD患者(P0.01)。以上研究结果表明, VCAM1、CD44、FOS和SPARC可能是AD在内嗅皮层部位发病的关键基因。这些关键基因可作为AD早期治疗的潜在靶点,并为阐明AD在内嗅皮层部位的发病机制提供了理论基础。     

Parkin、PINK1、DJ-1和线粒体功能障碍与帕金森病

帕金森病(Parkinson’s disese,PD)是一种常见的神经退行性疾病,但到目前为止发病机制尚不明确,环境和遗传等因素与其发病有密切关系。研究表明,蛋白质异常积聚(泛素/蛋白酶体途径)和线粒体氧化损伤(线粒体途径),可能是导致PD患者发病的关键分子机制。Parkin、PINK1和DJ-1等基因突变与常染色体隐性的家族性PD有关,这些相关基因编码的蛋白对于维持线粒体形态和功能起着重要的作用。本文将主要从Parkin、PINK1、DJ-1和线粒体功能障碍与帕金森病的关系进行综述。     

沉默信息调节因子1在阿尔茨海默病中的神经保护作用

沉默信息调节因子1(silent information regulator1,SIRT1)作为NAD+依赖的脱乙酰基酶,参与基因转录、能量代谢以及细胞衰老过程的调节。近年研究显示,SIRT1具有明显的神经保护作用。但SIRT1在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)中如何发挥对神经元的调节及保护作用仍不甚明了。本文结合近年的研究,重点总结了SIRT1在AD中的神经保护作用及其可能的分子机制,为防治神经退行性疾病提供新思路。     

抗糖尿病药物GLP-1在阿尔茨海默病中的神经保护作用及其分子机制研究进展

随着世界人口老龄化的加剧,阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)已成为日益严重的公众健康问题。大量证据表明,AD和2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)在发病机制、病理生理过程及治疗等方面关系密切。近年来,已有不少有关T2DM最新药物胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)用于AD治疗的基础与临床研究报道,GLP-1及其类似物极有可能成为防治AD的一个新策略。本文将就AD和T2DM的相关性、GLP-1及其类似物、GLP-1受体分布及生理作用、GLP-1神经保护作用分子机制的研究进展作一综述。     

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。