AMPK对线粒体质量的调控作用

线粒体是哺乳动物细胞内重要细胞器,通过生物合成、分裂/融合及线粒体自噬过程之间的平衡来维持线粒体质量,其功能异常将导致多种疾病的发生。腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是感受细胞能量变化的关键分子,细胞能量胁迫条件下激活AMPK调控了线粒体的功能,并影响细胞能量代谢和机体的健康,提示AMPK是调控线粒体质量的重要因子。基于此,该文综述了AMPK的结构和激活因素,围绕线粒体生物合成、分裂/融合的动力学和自噬讨论AMPK对哺乳动物细胞线粒体质量的调控作用,为通过激活AMPK而调控线粒体质量,从而为维持机体健康、降低疾病发生提供理论依据。     

AMPK/mTOR信号通路的研究进展

mTOR是细胞生长和增殖的中枢调控因子。mTOR形成2个不同的复合物mTORC1和mTORC2。mTORC1受多种信号调节,如生长因子、氨基酸和细胞能量,同时,mTORC1调节许多重要的细胞过程,包括翻译、转录和自噬。AMPK作为一种关键的生理能量传感器,是细胞和有机体能量平衡的主要调节因子,协调多种代谢途径,平衡能量的供应和需求,最终调节细胞和器官的生长。能量代谢平衡调控是由多个与之相关的信号通路所介导,其中AMPK/mTOR信号通路在细胞内共同构成一个合成代谢和分解代谢过程的开关。此外,AMPK/mTOR信号通路还是一个自噬的重要调控途径。本文着重于目前对AMPK和mTOR信号传导之间关系的了解,讨论了AMPK/mTOR在细胞和有机体能量稳态中的作用。     

中国大鲵闭锁卵泡的显微和超微结构观察

用光镜和电镜观察了中国大鲵卵泡闭锁过程和闭锁小体的显微和超微结构。结果显示 ,大鲵闭锁小体是卵泡细胞侵噬卵母细胞并增殖形成细胞团 ,膜细胞未参与。在大部分卵泡处于缓慢生长期时 ,未发现卵泡闭锁现象 ;在 5、 6月份 ,卵巢内大部分卵母细胞进入卵黄形成前期 ,部分卵泡闭锁 ,但闭锁小体细胞的类固醇激素分泌结构特征不明显 ;在 7、 8月份 ,大多数卵母细胞处于卵黄形成期 ,闭锁小体细胞具有管泡状嵴线粒体、丰富的滑面内质网和脂滴、发达的高尔基体等。这些细胞学特征表明闭锁小体可分泌类固醇激素 ,以调节正常卵子的成熟。在大鲵中观察到的闭锁小体属于排卵前黄体     

AMPK对线粒体功能的调节

5’单磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMP—activated protein kinase,AMPK）是细胞的能量感受器,调节细胞能量代谢,在正常细胞和癌细胞中均发挥重要的生物功能,它的激活有助于纠正代谢紊乱,使细胞代谢趋向生理平衡。在细胞应急反应中,细胞感受到能量危机,ATP浓度下降,AMP浓度上升,细胞内AMP／ATP比例上升,AMPK被激活：而在病理状态下,如代谢综合征、肿瘤等,常伴随能量代谢紊乱和AMPK激活抑制,因此,AMPK被视为治疗代谢性疾病与肿瘤的潜在作用靶点。然而,AMPK对能量代谢的调节与线粒体的功能密不可分,线粒体作为细胞的能量工厂,在健康与疾病中也发挥着重要的作用。越来越多的研究表明,线粒体能影响AMPK的活性,同时AMPK也通过多方面对线粒体进行调节,线粒体相关疾病与AMPK的调节有着密切的关系。该文主要针对AMPK是如何对线粒体的合成、线粒体自噬、内源性凋亡及线粒体相关疾病等方面进行综述。     

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.     

自噬调控白色脂肪细胞棕色化的研究进展

脂肪细胞自噬(autophagy)以脂自噬和线粒体自噬的形式存在。细胞通过脂自噬调节脂质代谢,降低脂毒性并为线粒体活动提供原料;通过线粒体自噬控制细胞数量和质量影响细胞的功能。白色脂肪细胞中脂质过度积累及自噬调控异常引起的炎症,可导致肥胖症及其相关代谢疾病的发生。通过白色脂肪细胞棕色化将储能的白色脂肪细胞转变成产热的米色脂肪细胞是防治肥胖症的策略之一,而白色脂肪细胞棕色化过程需要自噬的调控。就目前有关两种形式的自噬在白色脂肪细胞棕色化中的作用、相关信号通路及自噬调节炎症的研究进展做一综述评论,以期为抗肥胖及其相关代谢性疾病研究提供参考依据。     

匹美克莫司使线粒体受损并激活AMPK信号通路与线粒体自噬

自噬是真核生物中普遍存在的现象,它可以降解细胞中堆积的错误折叠蛋白和衰老蛋白或者破损细胞器,从而维持细胞稳态平衡。研究表明,钙调神经磷酸酶能调节自噬,但其具体分子机制未阐明,尚有待研究。研究发现,钙调神经磷酸酶的抑制剂匹美克莫司通过腺苷酸活化蛋白激酶[adenosine 5′-monophosphate(AMP)-activated protein kinase,AMPK]信号通路诱导自噬。进一步的研究表明,匹美克莫司使线粒体受损,并使线粒体内膜移位酶复合物23(mitochondrial inner membrane translocase complex,subunit 23,Tim23)下调。自噬特异抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3MA)和sh RNA稳定敲低AMPK基因表达能抑制匹美克莫司引起Tim23的下调。由此可见,匹美克莫司通过AMPK信号通路诱导线粒体自噬发生。该研究阐明了钙调神经磷酸酶调节线粒体自噬的机制。     

脂滴包被蛋白(perilipin)调控脂肪分解

脂滴包被蛋白（perilipin）包被在脂肪细胞和甾体生成细胞脂滴表面。基础状态下perilipin可减少甘油三酯水解,使其贮备增加;脂肪分解时磷酸化的perilipin能促进甘油三酯水解,而且该蛋白对激素敏感脂酶从胞浆向脂滴转位是必需的。据推测,perilipin可能在脂肪分解调控中起到“分子开关”的作用。蛋白激酶A（PKA）、细胞外信号调节激酶（ERK）等信号转导通路参与了脂肪分解。肿瘤坏死因子仅（TNFα）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPAγ）激动剂、瘦素（leptin）均可以影响perilipin的表达。新近研究表明,perilipin可通过蛋白酶体途径来调节其蛋白量的表达。脂肪分解调控中的关键蛋白perilipin可以和2型糖尿病、肥胖、动脉粥样硬化等多种代谢性疾病及心血管疾病联系起来。     

线粒体自噬影响胰岛素抵抗的作用及机制

胰岛素抵抗（IR）是诱发许多代谢疾病的关键因素,包括代谢综合征、非酒精性脂肪性肝病、动脉粥样硬化和2型糖尿病（T2DM）。随着相关代谢疾病日益增多,寻找新的治疗靶点迫在眉睫。线粒体自噬是一种选择性自噬,其通过清除受损和功能失调的线粒体以维持正常线粒体功能和能量代谢。研究发现,线粒体自噬在代谢疾病中有积极作用,线粒体自噬受到各种信号通路与信号分子调控而改善代谢疾病,如AMPK/ULK1、PINK1/Parkin信号通路以及BNIP3/Nix和FUNDC1等信号分子。本文阐述了线粒体自噬在胰岛素抵抗中的作用及调控机制,综述了近年的相关研究进展。     

下丘脑AMPK的活性介导摄食和体重调节

一磷酸腺苷(adenosine-monophosphate, AMP)活化的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是蛋白激酶级联反应的下游成分,是哺乳动物的细胞燃料计,也是细胞内的能量传感器,在维持能量平衡中占有重要作用。下丘脑是食物摄入和能量平衡的关键调节器,其AMPK参与的脂肪酸代谢途径不仅在调节食物摄入和能量平衡中发挥重要作用,也是外周激素信号如瘦素、胰岛素、脂联素和胃促生长素等作用的中介物。本文主要综述了下丘脑AMPK的活性调节及其整合外周激素信号参与能量稳态调节的机制,并展望了AMPK在体重调节和肥胖治疗中的作用。     

死亡相关蛋白激酶（DAPK）是负调控还是正调控自噬?

自噬(autophagy)是1个严谨调控的代谢途径. 哺乳动物细胞通过自噬能够降解和循环利用大分子和某些细胞器.自噬作为一种适应的机制,保护有机体对抗各种病理病变,包括感染、癌症、退行性病变、衰老和心脏疾病等.在移除蛋白聚集体、以及受损或过剩细胞器时,自噬发挥着很关键的作用,从而能够维持细胞能量平衡并适应环境压力.当自噬不足或过剩时,自噬也可作为一种促死亡的机制.在不同的情况下,自噬活化的程度通过自噬信号通路网络而精确地调节.死亡相关蛋白激酶(DAPK)是1个刺激调节蛋白激酶,它由几个功能结构域组成.这些结构域能让它参与广泛的信号通路中,包括凋亡、自噬和膜泡.DAPK在调节自噬中发挥着关键的作用.本文综述了在不同的情况下DAPK负调控或是正调控自噬的路径.     

昆虫糖脂代谢研究进展

肥胖症和糖尿病的日趋流行已经成为世界范围内的公共健康问题,其病因主要在于体内血糖/血脂含量升高引起的能量代谢紊乱。大量的证据表明,昆虫可以作为研究人类代谢疾病的理想模型,它不仅能合成与哺乳动物同源的糖脂代谢相关激素(如胰岛素样肽和脂动激素),而且还具有进化保守的代谢信号通路(如雷帕霉素靶蛋白信号通路)及相关器官与组织(如中肠和脂肪体)。本文主要介绍了昆虫糖脂代谢的过程与调控机制,重点涉及脂肪体和绛色细胞的生理功能、胰岛素样肽/脂动激素对血糖的拮抗调节、参与营养物质代谢的胰岛素-胰岛素样生长因子信号通路以及与类固醇激素合成相关的胆固醇代谢等内容,并结合最新研究成果对黑腹果蝇Drosophila melanogaster糖脂代谢相关基因及其功能进行了总结,以期为昆虫生理学和人类代谢疾病研究提供参考。     

mTOR 信号通路与自噬在肿瘤中的研究进展

自噬是以细胞内自噬体形成为特征,通过溶酶体吸收降解自身受损细胞器和大分子的一种自我消化过程,是细胞维持稳态的重要机制。自噬广泛参与多种重要的细胞功能,既能在代谢应激状态下保护受损细胞,又可能因为过度激活导致细胞发生II型程序性死亡,从而引发多种疾病,尤其对肿瘤的发生和发展更是发挥着"双刃剑"的作用。自噬通过多种分子信号机制调控肿瘤进程,包括mTOR依赖性和mTOR非依赖性途径。mTOR作为生长因子、能量和营养状态的感受器,可通过调节下游自噬复合物的形成,直接调控细胞自噬。阐明mTOR与细胞自噬的相互作用机制将有助于从分子水平上对各肿瘤病变进行分析和治疗。因此,本文就自噬与PI3K/Akt/mTOR通路在肿瘤中的研究进展作一综述。     

cAMP信号与动物细胞线粒体功能

线粒体是真核生物细胞内重要的细胞器,主要功能是通过氧化磷酸化作用为细胞生命活动提供能量,并与细胞的生长、发育及衰老等重要生物过程密切相关。许多研究表明,线粒体蛋白质的磷酸化在调控氧化代谢方面发挥了重要作用,而且环腺苷一磷酸(cyclic adenosine monophosphate,c AMP)依赖的蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)信号通路参与了该过程的调控,但c AMP/PKA信号通路在调控线粒体代谢方面的作用一直存在争议。因此,该文综述了线粒体内c AMP的来源、线粒体c AMP信号系统及对c AMP对线粒体功能的调控,旨在为全面了解c AMP/PKA信号通路在调控线粒体功能方面的作用提供具体参考。     

能量感受器AMPK在体调控T细胞代谢适应和功能发挥北大核心CSCD

初始 T 细胞会进行代谢重编码,进而满足分化为效应性 T 细胞后,所增加的对能量及生物合成的需要。但是营养物质的利用对 T 细胞代谢及功能的具体调控机制目前尚不清楚。本文作者证明了在营养物质利用改变的情况下,效应性 T 细胞代谢的变化。激活的 T 细胞具有葡萄糖敏感的代谢调定点,受能量感受器 AMPK 调控,通过调节 mRNA 翻译以及谷氨酰胺依赖的线粒体代谢维持 T 细胞生物能量合成和存活。T 细胞缺失 AMPKα1后,离体葡萄糖饥饿和在体病理状态下都表现出线粒体生物能量合成减少和 ATP 降低的现象。最后,作者证明 AMPKα1是 Th1和 Th17分化,以及在体初始 T 细胞对病原微生物反应所必须的。本文提示 AMPK 依赖的代谢平衡调控可能作为干预 T 细胞介导的适应性免疫的关键点。     

能量感受器 AMPK 在体调控 T 细胞代谢适应和功能发挥

初始T细胞会进行代谢重编码,进而满足分化为效应性T细胞后,所增加的对能量及生物合成的需要。但是营养物质的利用对T细胞代谢及功能的具体调控机制目前尚不清楚。本文作者证明了在营养物质利用改变的情况下,效应性T细胞代谢的变化。激活的T细胞具有葡萄糖敏感的代谢调定点,受能量感受器AMPK调控,通过调节mRNA翻译以及谷氨酰胺依赖的线粒体代谢维持T细胞生物能量合成和存活。T细胞缺失AMPKα1后,离体葡萄糖饥饿和在体病理状态下都表现出线粒体生物能量合成减少和ATP降低的现象。     

mTOR信号通路调节细胞能量代谢的机制

细胞正常代谢过程需要持续的能量供给,而线粒体是细胞内氧化磷酸化和合成ATP的主要场所.m TOR作为细胞营养感应和能量调节因子,调控细胞的新陈代谢以及细胞周期进程和细胞生长.本文综述了m TOR对细胞线粒体功能的调控机制,m TOR与AMPK在细胞内交互调控能量平衡以及m TOR整合氨基酸和能量感应通路,以期为营养学或药理学中对癌症以及肥胖和糖尿病等代谢性疾病的干预和治疗提供指导.     

脂滴包被蛋白2在动脉粥样硬化中的作用

动脉粥样硬化性心血管疾病严重威胁着人类生命健康,其中脂质代谢异常和炎症反应是其重要的发病机制。脂滴是细胞内储存脂质的一种亚细胞器,其表面存在多种脂滴包被蛋白,参与调控脂质动态平衡。脂滴包被蛋白2(Plin2)作为脂滴包被蛋白的一种,在脂质代谢的调节、脂肪酸的氧化及炎症反应等多种生理功能中发挥重要作用。近年来,越来越多的研究发现Plin2在动脉粥样硬化的发生发展中扮演着重要的角色。因此,本文主要综述Plin2在胆固醇代谢、脂质合成、自噬和炎症反应等过程中发挥的作用,进一步阐述其与动脉粥样硬化之间的关系。     

AMPK在机体糖脂代谢中的作用

AMP激活的蛋白激酶(AMPK)是一种广泛参与调节细胞代谢的激酶,被称为"能量感受器".一旦胞浆中AMP/ATP比例升高,或其它因素激活AMPK时,AMPK可增强葡萄糖摄取和利用,以及脂肪酸氧化,产生更多能量;同时抑制葡萄糖异生、脂质合成及糖原合成等通路,减少能量消耗,从而使细胞能量代谢保持平衡.AMPK参与调节包括胰岛β细胞、肝脏、骨骼肌和脂肪在内的多种外周组织的糖脂代谢过程.本文旨在总结并讨论AMPK在机体主要糖脂代谢器官中的作用,并重点分析其在治疗胰岛素抵抗和2型糖尿病中的潜在作用.     

脂联素调节糖脂代谢相关信号通路的研究进展

脂联素是一种主要由脂肪组织分泌的脂肪细胞因子,具有调节糖脂代谢、增强胰岛素敏感性、抗炎和抗动脉粥样硬化等多种作用。在脂联素介导的信号通路中,脂联素首先与脂联素受体(AdipoR)位于膜外的羧基端结合,再通过AdipoR膜内的氨基端与信号接头蛋白结合,进而激活下游的多条信号通路,其中腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)是脂联素信号通路中的关键分子,活化的AMPK可以使其下游的乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)等多种胞质信号分子磷酸化,介导细胞能量代谢。本文重点综述了脂联素通过AMPK调节糖脂代谢的信号通路的研究进展。