线粒体动力学在糖尿病心肌病中的作用及调节机制

心血管并发症是糖尿病患者死亡的首要原因。其中,糖尿病心肌病是排除了高血压、冠心病所致的心肌损伤后的一类特异性心肌病,其特征在于心肌细胞的代谢异常和心脏功能的逐渐衰退,临床表现为早期心肌舒张功能受损,晚期心肌收缩功能受损,最终发展为心力衰竭。线粒体是心肌细胞内提供能量的主要细胞器,线粒体动力学是指线粒体进行融合和分裂的动态过程,是线粒体质量控制的重要途径,线粒体动力学在维持线粒体稳态与心脏功能中起着至关重要的作用。调节线粒体分裂的蛋白主要是Drp1及其受体Fis1、MFF、MiD49和MiD51,执行线粒体外膜融合的蛋白为Mfn1/2,内膜融合蛋白为Opa1。本文综述了近期在糖尿病心肌病线粒体动力学方面的系列研究成果：1型与2型糖尿病心肌病的线粒体动力学失衡均表现为分裂增加与融合受阻,前者的分子机制主要是Drp1上调与Opa1下调,后者的分子机制主要为Drp1上调与Mfn1/2下调,线粒体分裂增加和融合受阻可导致线粒体功能障碍,促进糖尿病心肌病的发生、发展。中药单体安石榴苷、丹皮酚和内源性物质褪黑素等活性成分可通过抑制线粒体分裂或促进线粒体融合,改善线粒体功能,减轻糖尿病心肌病症状。本文...     

线粒体动力学及线粒体自噬调控机制的研究进展

线粒体形态和功能的异常与多种疾病的发生密切相关。线粒体通过不断的分裂和融合,维持线粒体网络的动态平衡,该过程称为线粒体动力学,是维持线粒体形态、分布和数量,保证细胞稳态的重要基础。此外,机体还通过线粒体自噬过程降解胞内功能异常的线粒体,维持线粒体稳态。线粒体动力学与线粒体自噬二者之间可相互调控,共同维持线粒体质量平衡。探讨线粒体动力学和线粒体自噬的调控机制对揭示多种疾病发生的分子机制、开发新的靶向线粒体动力学蛋白或线粒体自噬调控蛋白的药物具有重要意义。本文从线粒体动力学与线粒体自噬出发,对线粒体动力学调控机制、线粒体自噬及其发生机制以及二者的相互作用关系、线粒体动力学及线粒体自噬与人类相关疾病等方面作一综述。     

综述: 与神经退行性疾病相关的RNA结合蛋白在线粒体损伤中的作用

线粒体是细胞内制造能量的细胞器,它还负责各种细胞信号的整合,参与协调多种复杂的细胞功能.线粒体是动态变化的,连续不断地进行分裂与融合,这是其功能维持和增殖遗传的关键.在过去20年中,参与线粒体分裂与融合的核心因子陆续被发现,它们在进化上高度保守,但是在形成分裂与融合复合物中的详细分子机制还有待于深入研究.线粒体分裂与融合的动态变化,是线粒体质量控制的重要组成部分,其动态平衡在细胞发育和稳态维持中起重要作用.线粒体动态变化失衡和功能失调,则会导致多种神经退行性疾病的发生.这些研究的发现为探索线粒体生物学及与疾病的关系开拓了令人振奋的新方向.     

肥胖所致心肌重构及相关线粒体稳态失衡机制研究进展

肥胖是心血管疾病的重要危险因素,可导致心肌重构等多种心血管疾病。肥胖可影响血流动力学、破坏自主神经平衡、诱导脂肪组织功能障碍和线粒体稳态失衡,从而损伤心肌功能。代谢稳态所需的关键生物化学反应主要发生在线粒体中,线粒体稳态是决定细胞活力的关键因素之一。线粒体稳态的平衡由线粒体分裂和融合、线粒体嵴重构、线粒体生物合成、线粒体自噬、线粒体氧化应激等动态过程调节。线粒体分裂和融合以及线粒体嵴形态不断变化以维持线粒体结构的完整性,且线粒体通过生物合成和自噬降解以维持"健康"的线粒体状态,而活性氧簇可作为信号分子调控细胞内信号转导。肥胖时的脂质过度沉积及脂质合成与分解不平衡诱发线粒体结构和功能的稳态失衡,激活细胞凋亡级联反应并导致心肌重塑。本文就肥胖所致心肌重构的可能机制以及线粒体稳态失衡在其中的重要作用作一简要综述,以期为临床上肥胖所致心血管疾病的防治提供重要策略和潜在靶点。     

基因敲除技术及其在研究线粒体动力学与胰岛素抵抗关系中的应用进展

线粒体动力学即线粒体融合和分裂保持动态平衡的过程,该过程由融合/分裂相关蛋白精确调控完成,对于线粒体代谢、质量和功能有着重要的生理意义,而这些蛋白发生异常可引发线粒体动力学失衡,进而引起线粒体功能障碍并引发各种疾病状态。文中围绕基因敲除技术,详细阐述了编码融合/分裂相关蛋白的基因敲除鼠在胰岛素抵抗研究工作中的作用及应用进展,以期为今后研究线粒体动力学失衡致胰岛素抵抗的信号转导机制奠定基础。     

线粒体动力学改变在神经变性疾病中的地位

线粒体是一种处于高度运动状态的细胞器,频繁地出现分裂和融合,线粒体分裂和融合的动态过程被称为线粒体动力学。对于神经元来说,线粒体的动力学过程具有十分重要的生物学意义。已知线粒体融合介导蛋白的功能缺失性突变可以导致常染色体显性遗传性视神经萎缩和Charcot-Marie-Tooth病等神经变性疾病。近来发现,在迟发性神经变性疾病中,线粒体动力学的改变也具有重要地位。本文将在线粒体动力学的分子调控以及与细胞死亡的关系、在神经变性疾病中的地位等方面综述这一领域的最新进展。     

线粒体动力学在细菌感染性疾病中的研究进展

线粒体是一种高度动态的细胞器,其分裂与融合的协调循环被称为“线粒体动力学”。线粒体动力学对于细胞代谢调控、免疫调控、氧化还原稳态及钙稳态维持等生物反应至关重要。细菌侵袭细胞后,通过调控宿主线粒体动力学以促进感染和自身增殖。现对线粒体动力学在细菌感染性疾病中的机制、作用及功能的研究进展作一概述。     

线粒体质量控制失调与恶性肿瘤发生和发展相关性的研究进展

线粒体活性氧增多、线粒体DNA突变和拷贝数改变、Ca~(2+)超载、凋亡异常等功能障碍与肿瘤发生、生长、侵袭、转移密切相关.随着研究的逐渐深入,人们认识到线粒体是个动态的细胞器,在生理、病理因素刺激下,经线粒体融合/分裂、线粒体自噬、线粒体生物合成以及线粒体分子伴侣和线粒体未折叠蛋白反应的协同调控,在细胞器和分子水平达到对线粒体及其蛋白质的质量控制,限制和延缓功能受损线粒体的积累和过度增多,维持线粒体数量、形态、功能和蛋白质量的动态平衡,保证细胞正常生命活动的进行,使其更好地适应环境.若线粒体及其蛋白的稳态调节能力下降或失衡,会导致受损线粒体的积累并引发细胞内环境的紊乱,影响线粒体功能的正常发挥,从而诱导正常细胞的恶性转化.     

与神经退行性疾病相关的RNA结合蛋白在线粒体损伤中的作用

线粒体是细胞内制造能量的细胞器,它还负责各种细胞信号的整合,参与协调多种复杂的细胞功能.线粒体是动态变化的,连续不断地进行分裂与融合,这是其功能维持和增殖遗传的关键.在过去20年中,参与线粒体分裂与融合的核心因子陆续被发现,它们在进化上高度保守,但是在形成分裂与融合复合物中的详细分子机制还有待于深入研究.线粒体分裂与融合的动态变化,是线粒体质量控制的重要组成部分,其动态平衡在细胞发育和稳态维持中起重要作用.线粒体动态变化失衡和功能失调,则会导致多种神经退行性疾病的发生.这些研究的发现为探索线粒体生物学及与疾病的关系开拓了令人振奋的新方向.     

线粒体融合与分裂在中枢神经系统疾病中的研究进展

线粒体是一种高度动态的细胞器,通过不断的融合和分裂维持其动态平衡,参与生理病理功能调节。线粒体融合与分裂主要由融合分裂相关蛋白调控,如Drp1、Fis1、Mfn1、Mfn2、OPA1等,多种诱导因子通过调节线粒体融合分裂相关蛋白表达及活化进而调节线粒体形态和生理功能。现有研究表明线粒体融合分裂的异常可能是许多中枢神经系统疾病的发病机制之一。本文从线粒体融合分裂的分子调控机制及其在缺血性脑中风、帕金森综合征和阿尔兹海默症等中枢神经系统疾病中的研究进展方面进行综述,为相关疾病的防治提供一定参考和线索。     

线粒体稳态失衡与心脏衰老及相关疾病

随着年龄的增长,衰老的心脏会发生左室肥厚、舒张功能不全、瓣膜功能下降、心肌纤维化增加、电传导异常等病理变化.线粒体作为真核细胞中调控代谢的关键细胞器,是细胞内合成ATP的重要场所.由于心脏一刻不停地收缩需要大量ATP提供能量,线粒体稳态对于维持正常的心脏功能至关重要,而线粒体稳态失衡则会导致心脏功能发生异常.本文主要阐述了衰老心脏中线粒体的异常变化,探讨了线粒体形态与数量变化、线粒体代谢异常、线粒体质量控制失衡、线粒体基因组和转录组改变等线粒体稳态失衡在常见衰老相关心脏疾病发生发展中的重要作用,总结了靶向线粒体干预衰老相关心脏疾病的现状与前景,为研究线粒体相关心脏疾病的细胞分子机制,治疗衰老相关的心脏疾病提供新的思路.     

线粒体靶向钙离子探针在心血管疾病中的应用

心血管疾病已成为引起人类死亡的主要原因,线粒体在心肌细胞和心血管疾病中起重要作用。线粒体是维持细胞能量代谢的重要细胞器,线粒体钙稳态失衡介导的线粒体损伤和功能障碍是众多疾病共同的病理生理机制。作为线粒体功能研究中的重要一环,线粒体靶向Ca²⁺探针可特异性指示线粒体Ca²⁺水平变化,对深化疾病状态下线粒体钙稳态失衡机制的研究具有重要意义。本文拟在不同心血管疾病中,对线粒体靶向Ca²⁺探针的应用进行小结。     

FUNDC1与运动诱导线粒体自噬北大核心CSCD

线粒体为细胞正常生命活动提供物质和能量,然而各种因素会导致线粒体损伤,衰老及功能紊乱。线粒体自噬是维持细胞稳态,及时清除细胞潜在危险因素的关键过程,FUNDC1是新近发现的一种线粒体自噬受体蛋白,在介导线粒体自噬方面有重要作用。运动是激活线粒体自噬的应激条件,其诱导骨骼肌线粒体自噬及FUNDC1在此过程中的作用机制正逐步明确。本文介绍FUNDC1的结构、功能和调节,分析FUNDC1与线粒体分裂、融合、自噬的关系,探讨运动诱导线粒体自噬过程中FUNDC1的调控机制,为进一步研究提供参考依据。     

线粒体动力学与细胞能量代谢的关系及运动干预研究进展

线粒体动力学主要涉及线粒体融合、分裂及自噬,在维持细胞生理机能和稳态中发挥重要作用。线粒体是人体能量工厂,因此其融合、分裂及自噬的变化对细胞呼吸及能量的合成供给有重要意义,另一方面细胞能量代谢变化反过来也影响线粒体动力学。本文对调节线粒体融合、分裂及自噬的相关蛋白与能量代谢关系的研究进展进行综述,重点分析运动干预下线粒体动力学与电子链复合物表达、氧化磷酸化、ATP合成的关系,为运动训练及疾病干预研究提供参考。     

线粒体形态学改变与细胞凋亡

近年来,对于线粒体形态学以及其在凋亡过程中的改变和作用的研究打破了传统的观点。正常情况下,线粒体在细胞内相互连接成管网状结构,并发生着频繁的融合与分裂。融合和分裂由一系列蛋白质介导,二者之间的动态平衡维持着线粒体的形态和功能。在细胞凋亡的早期,线粒体融合和分裂失平衡,导致线粒体管网状结构碎裂和嵴的重构,这些改变对线粒体随后的变化以及凋亡的发生具有重要的意义。融合和分裂的蛋白质不仅调控线粒体形态和细胞凋亡过程,也和某些凋亡相关疾病有关。此外,促凋亡的Bcl-2蛋白可能通过改变线粒体的构形来调控凋亡过程。     

线粒体分裂蛋白1在人宫颈癌细胞中过表达能促进线粒体裂变并降低细胞的增殖和迁移能力

线粒体是持续进行分裂和融合的动态细胞器。近年来,除了线粒体代谢作用相关的研究之外,线粒体动力学也开始逐渐引起研究的关注。越来越多的研究表明,线粒体动力学与肿瘤细胞生物学行为具有相关性。线粒体分裂蛋白1(mitochondrial fission protein 1, FIS1)介导线粒体分裂复合物的组装,参与线粒体分裂,是线粒体融合分裂过程中重要的蛋白质。然而,鲜有研究揭示FIS1在人宫颈癌中的表达及其作用。本研究对比了宫颈癌组织以及癌旁组织的转录物组数据,结果显示,与癌旁组织相比,人宫颈癌组织中的FIS1 mRNA水平明显降低(P<0.01)。进一步进行宫颈癌组织FIS1高表达组与低表达组的差异基因分析,发现差异基因主要与线粒体功能相关。随后,进行FIS1过表达后HeLa细胞增殖、迁移、线粒体裂变以及ROS水平的相关分析。结果显示,过表达FIS1基因,HeLa细胞增殖及迁移能力显著降低,细胞内线粒体裂变程度加剧并且细胞内ROS水平升高。综合以上结果,FIS1在人宫颈癌细胞中表达水平较低,而过表达FIS1可促使宫颈癌细胞因线粒体动力学失衡而发生一系列生物学功能异常。因此,本研究为进一步研究FIS1在宫颈癌治疗中的作用奠定了重要基础。     

线粒体融合、分裂与神经变性疾病

线粒体是一种处于高度运动状态的频繁地进行融合与分裂的细胞器.在生理状态下,线粒体的融合与分裂处于一种平衡的状态,这种平衡受线粒体融合蛋白1/2（Mfn1/2）、视神经萎缩蛋白1（OPA1）和动力相关蛋白1（Drp1）的调节. Mfn1/2介导线粒体外膜的融合,而OPA1则参与线粒体内膜的融合,这些蛋白受泛素化和蛋白水解的调控. Drp1参与线粒体的分裂过程,受多种翻译后修饰的调节,如磷酸化、泛素化、SUMO化和S 硝基化.对于神经元来说,线粒体融合分裂的动态平衡对保证神经元末梢长距离运输和能量平均分布是非常重要的.因此,线粒体融合分裂异常可能是许多神经变性疾病的致病因素之一.对线粒体融合而言,Mfn2错义突变将导致遗传性运动感觉神经病2型（CMT2A）;OPA1错义突变将引起显性遗传性视神经萎缩(ADOA),而就线粒体分裂而言,Drp1突变与多系统功能障碍的新生儿致死性相关.     

哺乳动物细胞线粒体融合-分裂与钙离子信号的关系

线粒体是一种高度动态的细胞器,通过融合和分裂两个相反的过程来维持正常的形态结构。在哺乳动物中,多种因素影响线粒体的融合-分裂的平衡,但现已明确,线粒体融合的主要调节因子为Mfn1/2、OPA1,介导线粒体分裂的主要调节因子为Drp1、Fis1。新近研究发现,线粒体融合-分裂平衡的紊乱将导致线粒体结构和在细胞内分布的异常,进而影响细胞和线粒体对钙离子信号的反应;同时,钙离子也可通过多种机制影响线粒体的形态结构与分布。     

线粒体损伤与急性肾损伤的研究进展

线粒体是有多种重要功能的细胞器,而肾小管上皮细胞又富含线粒体,越来越多的证据表明线粒体损伤对急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)的发病有着十分重要的作用。近来对于线粒体产能外的功能研究,如线粒体分裂融合、线粒体生成、线粒体自噬等逐渐深入,使得对AKI发病机制及防治手段有更深入的探究。本文就急性肾损伤中线粒体功能的改变、衰老相关的线粒体损伤以及可能的干预靶点的研究进展作一综述。     

运动与衰老:线粒体功能和氧化还原的调控

衰老与线粒体功能衰退和氧化还原失衡紧密相关。随着年龄的增加,肌肉线粒体的DNA丰度和蛋白质的合成不断的下降,线粒体代谢过程中的副产物自由基增加导致脂质,蛋白质和核酸等大分子的氧化损伤不断累积。衰老相关的线粒体功能的下降和氧化还原失衡影响运动功能,导致胰岛素抵抗和神经退行性疾病,因而对于调节寿命起到重要的作用。因而线粒体可能是决定寿命的重要因素。大量研究证实长期运动训练可以很大程度预防和改善衰老相关疾病,其机制可能是通过促进线粒体生成和激活内源性抗氧化防御体系而提高线粒体功能和调控氧化还原平衡。因此,长期的运动训练预防衰老相关疾病和提高老年人的生命质量很可能是通过调控线粒体功能和氧化还原平衡而发挥作用。