自噬发生中的ROS调节机制

活性氧是细胞代谢中产生的有很强反应活性的分子,易将邻近分子氧化,并参与细胞内多种信号转导途径,对相关生理过程进行调控．自噬是真核细胞通过溶酶体机制对自身组分进行降解再利用的过程,在细胞应激及疾病发生等过程中发挥重要作用．本文对活性氧和自噬相关调节进行分类介绍,根据新近研究进展,从活性氧参与的自噬性死亡、自噬性存活以及线粒体自噬3方面探讨了相关信号转导机制,对活性氧作为信号分子参与的自噬调控途径做一总结和介绍．     

血管紧张素Ⅱ诱导活性氧簇的产生及其在血管损伤的信号机制

血管损伤是高血压、糖尿病、高脂血症和动脉粥样硬化的共同病理过程,诸多因素参与其中,血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）最为重要。AngⅡ所诱导的血管效应通过还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）激活后所产生的活性氧簇（ROS）而实现。ROS作为细胞内和细胞间的第二信使调节许多信号分子。这些信号分子级联式激活使血管平滑肌细胞生长迁移、调节内皮功能、诱导前炎性调节因子表达和细胞外基质修复。ROS主要通过改变细胞内的氧化还原状态和蛋白的氧化修饰而实现对信号分子的调节。生理状态下有利于维持血管功能和结构的完整,病理状况下是血管损伤的重要病理机制。     

水生生物体内抗氧化酶及其影响因素研究进展

生物体在新陈代谢过程中,细胞内会产生少量的自由基,参与了机体内多种生理过程,具有重要的生理功能。但是在一些应激因子的作用下,体内产生的活性氧大量积累,将会对细胞产生损伤,抗氧化酶类在清除体内活性氧的过程中具有重要作用。在综述了抗氧化酶的分类、结构特点及相互间作用的基础上,阐述了水生生物体内抗氧化酶及其影响因素的研究进展。     

分子探针定量和定位分析种子吸涨早期活性氧的生成

借助活性氧发光分子探针,利用荧光光谱和激光共聚焦扫描显微技术,在不同年份的玉米种子吸胀早期,对其胚、淀粉和糊粉层细胞活性氧生成进行了定量和亚细胞定位分析.结果表明:胚细胞产生的活性氧最多,糊粉层细胞次之,淀粉细胞几乎不产生活性氧;而且胚细胞产生的活性氧主要定位在细胞内,细胞膜上不产生:糊粉层细胞产生的活性氧主要定位在细胞膜.这一种子吸涨早期活性氧生成机制的揭示,为化学发光检测种子活力提供了生理依据.     

导言

线粒体是细胞内具有双层膜结构和独立基因组DNA的重要细胞器,在细胞生命活动中发挥着至关重要的作用。一方面它们是真核细胞的主要能量工厂,通过有氧代谢产生ATP,为细胞生命活动提供能量;另一方面,线粒体是细胞内活性氧产生中心,同时也是细胞内主要钙库之一,调节细胞内钙信号和细胞生长活动。更为重要的是,线粒体还是细胞凋亡和衰老的调控中心。在细胞凋亡过程中,线粒体释放促凋亡因子（如细胞色素C）,对细胞内凋亡信号进行整合和放大。不言而喻,线粒体在细胞生长、衰老和凋亡等生理、病理过程中扮演着重要的角色。     

Nephrin 信号转导机制研究进展

Nephrin作为肾小球足细胞膜上的跨膜蛋白,是足细胞裂隙膜重要的结构分子。近来发现,nephrin分子细胞内段的酪氨酸残基在被酪氨酸激酶fyn（属Src激酶家族成员）磷酸化后,能激活下游信号分子,形成足细胞内特有的信号转导通路,如nephrin—podocin—MAPK—AP-1、nephrin—CD2AP-P13K-Akt／PKB、nephrin-Nck—Rac／CDC42等。这些信号通路参与了足细胞胚胎发生、细胞生存与细胞骨架重组等许多重要生理病理过程的调节。同样,nephrin蛋白及mRNA的表达也受许多因素的调节。研究nephrin及其信号转导机制对了解并防治肾小球硬化有重要意义。     

活性氧调控植物细胞自噬的研究进展

真核生物通过双层膜结构包裹细胞内受损的蛋白、细胞器或外源物质, 经溶酶体(或液泡)将内含物降解并进行循环利用, 这种高度保守的生物学过程称为自噬。活性氧是细胞有氧代谢的副产物, 作为一种信号分子广泛参与不同生物学过程的调控。研究表明, 真核生物中自噬与活性氧之间存在密切联系。该文结合近年的研究进展, 对植物细胞中活性氧的种类及作用和自噬的分子机制等进行概述, 旨在探讨活性氧对自噬的调控作用。     

细胞的氧化还原平衡调控及巯基修饰

生物大分子的功能受细胞氧化还原环境影响和调控,细胞内氧化还原平衡的维持对于细胞的正常生长至关重要,与多种生理和病理过程密切相关。现将细胞内氧化还原平衡体系、氧化还原调控的主要信号通路及生物学过程、活性氧及活性氮通过蛋白质巯基修饰发挥生物学功能的分子机制,尤其是巯基亚硝基化修饰机制,以及还原应激效应的最新研究予以综述。     

自体吞噬———Ⅱ型程序性死亡

自噬 (autophagy) 是广泛存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径,在饥饿的条件下,它可以调节细胞内长寿命蛋白和细胞器的降解,降解产物再被细胞重新利用 . 因此自噬在细胞发育、细胞免疫、组织重塑及对环境适应等方面有着十分重要的作用 . 近来发现,自噬还参与降解病原微生物、抵御感染的过程,称之为异噬 . 对自噬的分子机制和调节以及其在生理病理过程中的作用进行相应讨论 .     

信号配体诱导的活性氧生成

活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)是生物体内一类活性含氧化合物的总称,主要包括超氧阴离子、羟自由基和过氧化氢等。细胞内有多种部位能生成ROS,主要包括线粒体、内质网、NADPH氧化酶复合体、脂氧合酶系、环氧合酶系等。静息条件下,细胞内ROS的水平被控制在很低的范围。而在细胞受到各种生理或病理因素作用时,当多种细胞外信号分子作用于其膜受体,ROS生成可以受到受体活化的诱导而“有目的”地快速增加,从而作为细胞内信号分子参与细胞增殖,分化和凋亡等各种细胞行为。     

β淀粉样蛋白对线粒体作用的研究进展

阿尔茨海默病的一个重要病理特征是胞外β淀粉样蛋白沉积形成的老年斑,β淀粉样蛋白可以引起氧化损伤以及神经细胞凋亡等。随着研究的深入,在细胞内也发现了β淀粉样蛋白的存在。线粒体是细胞内ATP和活性氧自由基产生的主要部位,在氧化损伤和细胞凋亡过程中起到重要的作用。近年的研究表明,β淀粉样蛋白对线粒体有很重要的作用。该文主要针对这一领域的进展,介绍了阿尔茨海默病中β淀粉样蛋白对线粒体多个生理过程的作用以及这些作用在阿尔茨海默病中产生的影响。     

运动与氧化还原信号调控

活性氧既是细胞内的信号分子,也是引起细胞氧化应激的主要分子。适当强度的运动促进生理水平活性氧的生成,增强机体抗氧化能力,有助于改善代谢、延缓衰老及相关疾病;而过度运动则会导致机体内大量活性氧的产生,造成运动疲劳甚至运动损伤。线粒体是产生活性氧及维护细胞氧化还原稳态的主要细胞器。合理补充线粒体营养素可以维护细胞氧化还原稳态,部分模拟运动的生理效应;同时,能够缓解过度运动引起的运动疲劳,有助于提升运动能力并改善运动损伤。     

miR-1246在疾病上的研究进展

miRNAs是一类具有转录调控功能的小分子非编码RNA,参与了组织代谢和细胞增殖、分化、凋亡及基因表达,在许多生理和病理过程中扮演着重要的角色。目前,研发有效的miRNA激活剂或抑制剂来挽救和诊断病理状态,已成为医学研究领域的新方向和切入点。最新发现的miR-1246受P53调控,并与产生疾病的分子机制息息相关。综述了miR-1246序列结构特点及分子作用机制,对近年来miR-1246在癌症、埃博拉病毒传染病、唐氏综合症等疾病上的应用潜能进行了总结,并对该领域今后的发展前景作了展望,旨为医学研究提供理论参考。     

Ski在细胞增殖、转化、胶原分泌和炎性反应中的调节作用

ski是病毒癌基因v-ski的细胞内同源物,其蛋白产物Ski参与了造血细胞增殖、肌肉再生、骨和神经系统发育和突触投射以及组织创伤愈合、纤维化、肿瘤发生及增殖等多种生理病理过程。Ski作为一个多功能的转录调节因子,参与了多种分子信号的调节。该文将对Ski在细胞增殖、转化、胶原分泌和炎性反应中的调节作用及机制进行综述。     

NADPH氧化酶与ROS信号区域化

最近有关活性氧物质 (ROS)的研究取得了突飞猛进的进展,尤其是其作为第二信使介导了许多生理性与病理性细胞事件,包括细胞分化、过度生长、增殖及凋亡.为了避免ROS的毒性产生特异性的信号转导,ROS的产生与代谢必须被严格调控;其具体的调控机制一直是人们关注的焦点. 最近有关ROS区域化观点的提出解决了这一问题. NADPH是生成ROS的主要来源. 研究发现,NADPH氧化酶及其衍生的ROS存在于机体的多种组织内,且在细胞中呈区域化分布,对细胞内信号的精确调控具有至关重要的作用. NADPH一方面通过小窝/脂筏组装成功能型复合物,从而产生ROS区域化;另一方面,NADPH通过其不同亚细胞定位亚基与各种靶蛋白之间的相互作用,产生ROS特异性. 本文系统综述了NADPH衍生的ROS信号区域化,为进一步理解ROS信号在各种生理或病理过程的分子调控机制提供理论依据.     

植物体内Ca2+,pH,ROS活体荧光探针成像研究进展

细胞内信号分子Ca2+与活性氧(ROS)以及细胞pH,是参与细胞多种生理和发育过程调节的关键因子。这些信号分子或细胞化学势之所以在如此众多方面起作用,是因为它们在生物体内从细胞到器官水平上、从数秒到数小时一直是在时空动态变化着的。恰到好处的是,荧光素感受器可以稳定地对细胞内Ca2+,pH与活性氧(ROS)活体原位实时定量。可视化的荧光细胞探针可分为两类:(a)直接染色;(b)基于绿色荧光蛋由基因编码的感受器。绿色荧光蛋白探针可在亚细胞水平上对目标蛋白准确定位,为得到细胞信号高分辨图提供可能。     

一氧化氮在神经系统中的作用

一氧化氮可能作为一种“气体性”的信使分子在神经系统中发挥作用,它既可能参与神经细胞间的信息传递,又可能参与多种神经系统疾病的病理过程。对一氧化氮作用机理的研究不仅有可能阐明许多过去未能解释的生理现象,而且有可能为防治许多疾病提供新的思路和手段。     

cPLA2与中枢神经系统损伤的研究进展

细胞内磷脂酶A2(cytosolic phospholipaseA2, cPLA2)是催化甘油磷酸脂二位酰基水解的一种酶,亦是花生四烯酸(AA)、前列腺素及血小板活化因子(PAF)等生物活性物质的生成限速酶.生理情况下,其参与细胞膜重塑、脂质过氧化的解毒、神经突起的生长、离子通道的调节,以及神经递质释放等过程.病理情况下,cPLA2参与多种中枢神经系统疾病的发生发展,如脑缺血、脊髓损伤、神经退行性疾病中cPLA2活性升高、表达增加,作用于磷脂分子产生AA和游离脂肪酸的释放增加,从而导致了一系列的病理生理变化.     

核孔复合物与心肌分化、增殖及心脏疾病的研究进展

核孔复合物(nuclear pore complexes,NPCs)是由约30种核孔蛋白(nucleoporins,Nups)组成的细胞内最大的复合体。作为细胞核的"阀门",NPCs的主要作用是调节细胞核与细胞质间的分子转运,可参与基因表达调控等各种生理过程。心脏是维持机体新陈代谢最为重要的器官,越来越多的研究表明,NPCs不仅参与了心脏正常生理过程如心肌分化、增殖等,也参与了许多病理过程如先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)、房颤(atrial fibrillation,AF)、心衰(heart failure)等。现将对NPCs在心肌分化、增殖及心脏疾病等方面的进展作一综述。     

血管内皮细胞外泌体的生物学作用及其分子机制的研究进展

外泌体是细胞分泌的一种纳米级胞外囊泡,通过携带蛋白质和核酸等小分子物质参与细胞间信号交流。内皮细胞来源的外泌体在许多病理生理过程中起着十分重要的作用。现综述血管内皮细胞外泌体的生物学作用及其分子机制的最新研究进展,重点关注血管内皮细胞外泌体在心血管疾病、缺血再灌注损伤、肿瘤发生发展和免疫调节等过程中的重要作用,及其调控受体细胞功能的分子机制。