非编码RNACARL抑制缺氧诱导的心肌细胞线粒体分裂以及细胞凋亡

正越来越多的研究发现线粒体的形态和功能异常与许多疾病的发病过程紧密相关,并且长链非编码RNA(lncRNA)也能够调节基因的表达。在正常细胞中,线粒体不断的发生分裂和融合,形成一个功能性的动态网络结构,维持细胞的生理功能。心脏是体内唯一的泵血器官,通过心肌细胞的不断收缩和舒张推动全身血液循环。心肌细胞对能量有大量的需求,因而细胞内主要的供能器官线粒体是否正常运转对线粒体形态的     

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.     

心脏衰老与线粒体治疗

随人口老龄化进程加速,由心脏衰老引发的各类心血管疾病已成为不可忽略的健康问题。心脏中,约95%的ATP来源于心肌线粒体,以维持心脏泵血功能。线粒体功能障碍可导致心肌能量不足,心肌细胞受损死亡或心肌衰老。因此,线粒体的功能完好对于维持心脏正常功能具有重要作用,并被认为是心脏衰老的一个关键特征。本文对心脏衰老与线粒体功能障碍进行综述,主要概述了衰老心脏的特征,衰老心肌细胞线粒体结构与功能的变化,重点阐述线粒体功能障碍导致心脏衰老的5大因素,包括线粒体形态数量的改变,线粒体DNA突变,线粒体质量控制失败,线粒体酶的改变,线粒体相关代谢产物及应激信号的变化。总结了靶向线粒体的心脏衰老治疗方式及作用机制,同时探讨了靶向年龄相关的线粒体治疗心脏衰老的现状和未来方向。     

气体信号分子对心血管系统线粒体的作用

气体信号分子是由生物体内生成的、具有生物学效应的气态分子。目前已经发现一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和硫化氢(H_2S) 3种气体信号分子。气体信号分子具有抗炎、抗氧化、抑制细胞凋亡、舒张血管、保护心脏等作用。线粒体在维持心肌细胞正常能量代谢中发挥重要作用,其功能紊乱会导致多种心血管系统疾病的发生。气体信号分子通过对线粒体的呼吸作用、线粒体的融合与分裂、线粒体自噬,以及活性氧生成等方面进行调控,介导线粒体功能,使心肌细胞维持正常生理功能。本文就3种气体信号分子对心血管系统线粒体的作用予以综述。     

FUNDC1介导的线粒体自噬与心肌缺血/再灌注损伤

线粒体是细胞有氧呼吸的场所和能量供给中心,其数量和质量是影响细胞正常功能的主要因素。线粒体自噬作为一种选择性自噬,通过靶向清除功能障碍的线粒体以维持细胞的动态平衡。FUNDC1(FUN14 domain containing 1)是定位于线粒体外膜的一种受体蛋白,能与LC3结合而启动线粒体自噬。FUNDC1在心脏中高表达,预示其介导的线粒体自噬在维持心肌细胞稳态中扮演重要角色,其在心肌缺血/再灌注损伤中的作用也越发引起人们的重视。此外,血小板活化、心脏微血管内皮细胞损伤与心肌细胞损伤也密切相关。本文就FUNDC1在上述细胞中介导的线粒体自噬与心肌缺血/再灌注损伤进行综述。     

心力衰竭中心肌细胞线粒体融合与分裂

心力衰竭是各种心血管疾病的终末阶段,具有高患病率、高死亡率及高再住院率的特征,对人类健康造成巨大威胁。线粒体作为细胞内提供能量的最主要细胞器,还参与ROS生成、细胞信号转导、细胞凋亡调控等过程。近年研究表明,线粒体通过不断地融合与分裂进行迁移、相互连接和自我更新以维持自身稳态。当心肌细胞线粒体融合与分裂过程失衡时则会引起自身形态和功能紊乱,进而损害心脏结构和功能,参与心力衰竭的发生与进展。本文对心肌细胞线粒体融合与分裂的生物学效应及调节机制在心力衰竭过程中的研究进展作一综述。     

线粒体自噬与心肌衰老

线粒体(mitochondrion)是一种存在于大多数真核细胞中由双层膜包被的细胞器,是细胞进行有氧呼吸和能量来源的主要场所。由于各种因素导致的线粒体损伤及功能紊乱,是细胞潜在的危险因素,必需及时清除,以维持细胞内环境稳态。而细胞内受损的线粒体主要通过选择性的自噬过程,即线粒体自噬来介导清除。对于心肌细胞这种有丝分裂后细胞,线粒体自噬功能的改变对其细胞质量控制的影响尤为显著。在生理状态及应激状态下,多种因子可调控心肌细胞线粒体自噬,进而发挥心肌细胞质量控制的作用。近年来多项研究均表明,线粒体自噬与心肌衰老之间存在着密切的联系。本文现就线粒体自噬及其与心肌衰老的关系进行综述。     

综述: 自噬参与心脏疾病调控的研究进展

细胞自噬(autophagy)是将细胞内受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体内进行消化降解的过程．细胞自噬既是一种广泛存在的正常生理过程,又是细胞对不良环境的一种防御机制,参与多种疾病的病理过程．正常水平的自噬可以保护细胞免受环境刺激的影响,但自噬过度和自噬不足却可能导致疾病的发生．在心脏中,心肌细胞自噬对维持心肌功能具有重要的作用,自噬的异常可能导致各种心肌疾病如溶酶体储积症(Danon disease)等．各种心血管刺激如心肌缺血(ischemia)、再灌注(reperfusion)损伤、慢性缺氧(chronic hypoxia)等均可诱导心肌细胞自噬增强．而这些情况下心肌细胞自噬的作用还不清楚：它是否是一种潜在的细胞存活机制还是导致细胞死亡或疾病发生的病理性机制,或者是同时具有两种作用,目前还没有定论．心脏疾病是心肌功能出现异常时产生的各种病理状态的总称．在多种心脏疾病中,均伴随有心肌细胞自噬的改变,且影响着疾病的发生发展．在心肌肥厚(hypertrophic cardiomyopathy)中,细胞自噬程度降低而加剧心肌肥厚;在心力衰竭(heart failure,HF)中,细胞自噬增强可导致心肌细胞自噬性死亡;而在心肌梗死(myocardial infarction,MI)中,细胞自噬增强可减小梗死面积．但是细胞自噬在心脏疾病中到底扮演着怎样的角色,取决于细胞自噬发生的水平及病理状态．目前越来越多的人开始关注药物与细胞自噬调节之间的联系,且主要集中于抗肿瘤药物及心血管调节药物的研究．另外,有报道维生素类以及雌激素受体拮抗剂他莫西芬对细胞自噬也具有调节作用．研究心肌细胞自噬与心脏疾病的关系,以及药物对细胞自噬的调节,将有利于从自噬的角度探讨心脏疾病的发生发展过程及机制,开发出治疗心脏疾病的药物．     

心律失常发生的核受体调控机制研究进展

心律失常是一种心脏电活动起源或者转导障碍导致的心脏疾病,其发生发展的分子机制尚不明确。心肌细胞表面膜离子通道与缝隙连接通道蛋白的表达及功能关键性地决定了心脏电活动的稳态。核受体家族(nuclear receptor family)是一组配体激活的转录因子家族,配件包括固醇类激素、维生素D、甲状腺激素等。它们定位于细胞核,在离子通道和缝隙连接蛋白的转录、转运和功能调节中发挥重要的作用。现就近年来核受体调控心律失常发生发展的相关报道做一综述。     

肌浆网钙漏流与心力衰竭

钙离子在心脏兴奋-收缩偶联中发挥关键作用,全细胞钙浓度升高通过激活相关信号通路参与基因表达的调控已受到广泛的关注.肌浆网是心肌细胞重要的钙库,在维持细胞内钙稳态起非常重要的作用,是心肌兴奋-收缩偶联的关键因素.舒张期心肌细胞肌浆网RyR2通道活性增强,异常开放增加或关闭不全,钙离子异常释放,引起肌浆网钙漏流.心力衰竭时肌浆网功能障碍,越来越多的研究表明,心力衰竭尤其是在终末期,肌浆网钙漏流所介导的心肌细胞局部钙信号增强,从而引起心脏发生结构、功能的重构.本文就肌浆网钙漏流的发生机制及其在心力衰竭发生发展中的作用和研究进展进行简要综述,并提出展望,以期为临床心力衰竭的预防和治疗及有效药物的开发应用提供理论依据.     

黄芪注射液对缺血性心肌病大鼠心肌的保护作用*

目的: 探究黄芪注射液对缺血性心肌病大鼠心肌保护作用及其机制。方法: 将36只雄性鼠随机分成:对照组(12只)、缺血性心肌病组(12只)及黄芪注射液组(12只);缺血性心肌病组和黄芪注射液组的大鼠开胸结扎冠状动脉,建立缺血心肌病大鼠模型;建立心肌缺血模型后,黄芪注射液组术后注射黄芪注射液(每周一次,剂量:10 g/kg体重),共注射4次,其他两组腹腔均注射相同剂量的生理盐水;4周后给予3组大鼠麻醉后行心电图及心脏彩超后,处死大鼠取心肌标本行电镜检查,观察其心肌病理超微结构的变化,检测大鼠心肌细胞线粒体Ca²⁺浓度和心肌细胞线粒体融合蛋白mitofusin 1(Mfn1)及凋亡因子C/EBP 同源蛋白(chop)表达,以及黄芪注射液对大鼠心肌细胞ATP敏感钾通道电流的作用。结果: 与对照组比较,缺血性心肌病组中大鼠出现心律失常现象;心室扩大,EF值降低;心肌排列紊乱,线粒体空泡化严重;线粒体Ca²⁺浓度增加(P＜0.01);Mfn1表达减低(P＜0.05),chop表达增加(P＜0.01); 与缺血性心肌病组比较,黄芪注射液组中大鼠心律失常发生率明显减少,心肌细胞动作电位时程缩短,心脏彩超及心肌病理明显改善并存在大量线粒体融合,心肌线粒体Ca²⁺浓度和chop表达明显减少(P＜0.01),而Mfn1表达明显增加(P＜0.01),心肌细胞ATP敏感钾电流明显增加(P＜0.01),该作用可被ATP敏感钾通道特异性阻断剂格列本脲阻断。结论: 黄芪注射液明显减少缺血性心肌病大鼠心律失常的发生率,继而改善缺血性心肌病大鼠心脏功能、减轻心肌病理损伤,其作用机制可能通过心肌细胞ATP敏感钾通道所介导。     

解偶联蛋白在肥胖导致的心力衰竭中的作用

肥胖、代谢综合症、Ⅱ型糖尿病等代谢系统疾病,经常导致线粒体呼吸复合物中活性氧(ROS)生成增加,进而导致脂肪在心肌细胞、脂肪细胞、骨骼肌、肝细胞中积累。动物实验表明,在心肌细胞中,脂质积累会产生脂毒性,从而进一步导致细胞凋亡、心脏衰竭。因此,心肌细胞等通过高表达解偶联蛋白(UCP)来进行抗氧化应激和脂毒性适应。在肥胖的啮齿类动物和人类心脏中,UCP2和UCP3通过下调细胞程序死亡,使心肌细胞免于死亡以致心力衰竭。UCP激活后通过减少ROS的生成和细胞凋亡,影响细胞色素c和促凋亡蛋白的释放。本综述简要总结了UCP如何通过抗ROS生成及维持生物能量代谢平衡来起到保护心肌细胞、保护心脏的作用。     

基于单细胞转录组数据探究不同海拔牦牛心肌细胞通讯和基因表达差异

心脏作为血液循环最重要的器官在动物环境适应中发挥着重要的作用。心肌细胞是心脏主要的功能细胞,然而高海拔地区牦牛心肌细胞基因表达变化及细胞间通讯关系尚不清楚。为此,本研究以高海拔地区牦牛(青海祁连,海拔4 000 m)和低海拔地区牦牛(青海循化,海拔2 600 m)为研究对象,基于心脏组织10×单细胞转录组测序数据,对心肌细胞和心脏其他细胞进行细胞通讯及配体-靶基因调控预测,同时对高、低海拔牦牛心肌细胞差异表达基因进行功能注释分析,以期探究心肌细胞在牦牛适应高原环境过程中的作用。结果显示,牦牛心肌细胞与内皮细胞、上皮细胞的关联最强,心肌细胞-树突状细胞及心肌细胞-巨噬细胞两个“细胞对”中CD74＿COAP和CD74＿APP配受体表达量相对较高;配受体活力在TNF信号通路中相对较强;在免疫相关通路发挥重要作用的配体PTPRC、PECAM1、ITGB2、ANXA1、BDNF等对所有“细胞对”影响明显,且PI3K-Akt信号通路在配体-靶基因调控中潜力分值最高;高、低海拔牦牛心肌细胞中差异表达基因功能主要富集在代谢途径,其中氧化磷酸化、糖酵解代谢通路相关的基因表达明显增强。本研究结果提示,牦牛...     

室性心律失常的基因诊疗

在一些发达国家,心脏骤停已成为最主要的死亡原因.快速性室性心律失常是导致心脏骤停最主要的原因,且快速性室性心律失常会增加结构性心脏病患者发病的风险.通过药物和器械治疗方法,存在较大的局限性.心脏电活动的细胞基础是动作电位.动作电位是由于时间和电压依赖性激活各种钠、钙和钾离子通道和泵产生的.心律失常机制包括折返,自律性异常和触发活动.折返是在组织水平发生的.异常的自动性和触发活动是细胞现象,能够存在于单个心肌细胞或细胞群.心律失常的发生就是上述电冲动传播从这个局部激动由细胞间传导至更多的心肌中.故研究人员提出开展基因治疗心律失常替代现有的治疗方法.在本文中,我们讨论应用基因治疗快速性室性心律失常的基本机制并总结方法.     

胆汁酸对哺乳动物心脏功能的影响及调节机制研究进展

胆汁酸作为胆固醇代谢的副产物,除具有调节脂质消化及胆固醇代谢等功能外,对心脏功能也有一定的影响。不同的胆汁酸对心脏功能的影响及作用程度不同,熊去氧胆酸对心肌细胞具有保护作用,可改善心力衰竭病人的心血管功能。牛磺胆酸及甘氨胆酸均可影响心肌细胞的收缩,使心肌细胞发生负性变时性、变力性传导作用。未成熟心肌细胞较成熟心肌细胞更易受到胆汁酸的影响。此外发现,心肌细胞上具有毒蕈碱受体(muscarine receptor,MR)及胆汁酸转运体,且胆汁酸可通过M2型毒蕈碱受体抑制心肌细胞的收缩。现就胆汁酸对心功能的影响及调节机制的研究进展从动物水平、细胞水平、分子水平做一综述。     

细胞间线粒体转运的研究进展

线粒体是真核生物能量代谢的重要细胞器,是细胞进行氧化磷酸化生成ATP的主要场所.他参与完成细胞能量代谢、维持离子浓度梯度、传递细胞凋亡信号等生理功能.阿尔茨海默病、帕金森病、心肌梗塞等疾病与线粒体功能异常相关.近年来发现,由创伤或炎症造成脑、心脏、肺缺氧时在细胞间会发生线粒体转移.线粒体转移,作为一种进化上保守的现象可能与神经降解、心血管疾病等相关.     

MicroRNAs与心肌细胞肌浆网钙操纵功能调控

肌浆网(sarcoplasmic reticulum,SR)钙操纵功能是心肌细胞发生、发育及成熟的重要环节之一,是心肌收缩维持心脏泵血的功能基础。多种心脏疾病发生发展与SR钙操纵功能的紊乱有关。研究表明,micro RNAs(mi RNAs)以多种作用途径参与心肌细胞SR钙操纵功能的调节以及心脏疾病的发生发展或者心脏功能的保护。该文主要围绕mi RNAs调控心肌细胞SR钙操纵及其机制的研究现状作一综述,并对mi RNAs在心脏疾病的临床诊断和治疗中的运用前景进行展望。     

基于心脏电生理模型的心律失常机制研究进展

揭示发病机制是心律失常诊断、治疗、药物研发和设备设计的关键.整合当前在心脏分子生物学、生物化学、生理学及解剖学方面的最新成果,构建从离子通道、心肌细胞、心肌纤维、心肌组织、心脏器官到躯体各个层次的多尺度多模态心脏电生理模型,用于系统研究微观局部变化发生、发展、转化为宏观心律失常表现的过程,将彻底改变传统从基因突变、蛋白质表达、细胞电生理、临床表现单独研究心律失常的方式,实现微观与宏观研究的统一,使心脏电生理模型成为系统研究心律失常发病机制的有力手段.本文综述了心脏电生理模型的构建方法和研究进展,讨论了多尺度心脏电生理模型在揭示心律失常机制研究中的作用和地位,给出了基于心脏电生理模型心律失常研究的挑战和重要发展方向.     

线粒体核糖体蛋白质与人类恶性肿瘤

线粒体拥有自身独特的核糖体--线粒体核糖体,用于翻译线粒体DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）编码的基因。线粒体核糖体由核基因编码的线粒体核糖体蛋白质(mitochondrial ribosomal protein, MRPs)和线粒体自身编码的rRNA组装而成。MRPs表达失调会引发代谢紊乱、呼吸链受损,导致细胞发生功能障碍和异常增殖,甚至发生癌变等恶性转化。大量研究证明,MRPs在不同的肿瘤细胞中表达异常,提示着MRPs在肿瘤发生发展过程中发挥着重要作用。本文就线粒体核糖体蛋白质与人类恶性肿瘤发生的关系作一综述,为进一步阐明其在恶性肿瘤发生过程中的作用机制奠定基础。     

桥粒蛋白与离子转运相关通道

桥粒为细胞与细胞之间的一种连接结构,参与细胞间机械应力传导. 在心肌组织中,桥粒与粘着连接及缝隙连接共同构成闰盘,对于维护心肌闰盘结构和功能的完整性具有重要作用. 近年来,越来越多的研究表明,桥粒蛋白基因突变、表达的缺失或功能异常,可引起心肌细胞钠、钾离子通道、缝隙连接蛋白等心肌电活动相关结构的重塑,增加心肌电学异质性,进而促发心律失常. 本文将就桥粒蛋白与离子转运相关通道关系的最新研究进展进行综述.