鱼藤酮诱导线粒体轻度损伤细胞氧化应激时硫氧还蛋白转录水平降低

观察鱼藤酮诱导的线粒体轻度损伤细胞氧化应激时硫氧还蛋白转录水平的变化,探讨细胞氧化损伤的可能机制。通过荧光素发光法检测ATP生成、细胞内活性氧(ROS)水平的变化,流式细胞术检测线粒体膜电位,了解低剂量鱼藤酮对线粒体功能的影响;继而用H2O2诱导细胞氧化损伤,MTT法检测细胞活性,观察正常及线粒体缺陷细胞氧化应激时,胞内硫氧还蛋白(Trx)mRNA水平的变化。结果表明,鱼藤酮以剂量依赖方式抑制线粒体ATP的产生、降低线粒体膜电位,而细胞内ROS水平增高;当线粒体损伤细胞氧化应激时胞内Trx mRNA水平降低,提示鱼藤酮诱导线粒体轻度损伤细胞抗氧化能力降低与Trx转录受到抑制有关。     

雌激素神经保护作用机制:线粒体功能的调节

大量研究表明雌激素具有神经保护作用,但其机制尚不清楚。近年来研究提示,雌激素的神经保护作用与线粒体有着密切联系。线粒体是细胞内能量和活性氧自由基(ROS)的主要来源,对细胞内信号转导、细胞存活与死亡调节等具有十分重要的影响。在生理和病理条件下,雌激素可多方面调节线粒体功能,包括影响ATP与ROS的生成、稳定线粒体膜电位、维护细胞内钙稳态,以及调节线粒体基因和蛋白表达等。本文主要从线粒体角度综述了雌激素神经保护作用及其机制。     

华蟾素对MDA - MB -231细胞线粒体膜电位及活性氧的影响

目的:研究华蟾素诱导乳腺癌MDA - MB - 231细胞凋亡过程中,细胞内活性氧(ROS)及线粒体膜电位(△Ψm)的变化,探讨华蟾素对乳腺癌细胞的作用机制.方法:用不同浓度的华蟾素作用于MDA - MB - 231细胞24h后,分别用荧光探针罗丹明123和荧光探针DCFH-DA进行荧光染色,用流式细胞仪检测细胞内线粒体膜电位和活性氧的变化.结果:不同浓度的华蟾素作用于MDA - MB - 231细胞后,随着药物浓度的增加(0、12.5、25、37.5、50μg/ml),细胞内的ROS水平显著升高,荧光强度从3 609±24上升为6 263±35;同时,线粒体膜电位(△Ψm)显著下降,荧光强度从242±6降低到173±4.结论:华蟾素作用细胞后,使得细胞内活性氧水平显著升高,同时,线粒体膜电位显著下降,推测华蟾素对MDA - MB - 231细胞通过线粒体途径诱发细胞凋亡.     

Nmp4促进TNF-α诱导的成骨细胞凋亡

核基质蛋白4(nuclear matrix protein4,Nmp4)是一种具有核质穿梭功能的结构性转录因子.主要通过负调控调节成骨细胞分化和增殖,抑制骨密度及骨量增加,而Nmp4是否调节成骨细胞凋亡,还未有相关报道.本课题通过分离Nmp4基因敲除(Nmp4-KO)和野生型(WT)小鼠原代成骨细胞,以肿瘤坏死因子(TNF-α)为凋亡诱导手段,研究了Nmp4对成骨细胞凋亡的影响及其作用机制.体外细胞实验发现,Nmp4-KO显著抑制TNF-α诱导的成骨细胞内caspase-3激活.Nmp4-KO促进细胞外信号调节激酶(Erk)和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(Akt)信号途径的激活,抑制c-Jun氨基末端激酶(JNK)磷酸化,从而对抗成骨细胞凋亡.TNF-α诱导处理可增强成骨细胞核因子NFκB磷酸化及其核转位,但Nmp4基因缺失无进一步促进作用.未经诱导处理的Nmp4-KO细胞内NFκB磷酸化水平显著高于WT对照.此外,TNF-α诱导处理促使线粒体途径信号分子Bad磷酸化及Bcl-xl表达水平适当升高,但在两种细胞表型间无显著差异.这些结果证实,Nmp4基因敲除可促进相关抗凋亡信号分子的激活和表达,抑制促凋亡信号的激活,进而抑制成骨细胞凋亡的发生.     

缺氧条件下GC-1细胞凋亡的作用机制研究

以小鼠精原细胞系GC-1细胞为研究对象,探讨缺氧条件下GC-1细胞凋亡潜在的分子机制。首先,采用CCK-8 (Cell Counting Kit-8)法检测不同缺氧时间处理下的细胞活力,以确定细胞缺氧损伤的时间;然后,通过化学荧光法检测GC-1细胞中活性氧(reactive oxygen species, ROS)的含量,采用JC-1法检测线粒体的膜电位,采用比色法检测ATP的含量,采用线粒体荧光探针法检测线粒体的数量与分布,并采用透射电镜观察细胞的超微结构;最后,利用实时荧光定量PCR检测线粒体信号通路相关基因胱天蛋白酶(caspase)-3、caspase-9、细胞色素c (cytochrome c, Cyt-c)、Bax和Bcl-2的m RNA表达水平。结果显示,缺氧36 h后,细胞活力为(60.36±5.40)%,符合后续实验需求;在缺氧条件下, GC-1细胞中的ROS含量显著增加, ATP含量显著下降,线粒体膜电位下降、数量减少,同时细胞中促凋亡相关基因的表达水平上调,抗凋亡因子Bcl-2的基因表达水平下调。实验结果初步表明,缺氧可导致GC-1细胞线粒体功能障碍, ROS/线...     

线粒体DNA单体型M8a对转线粒体细胞线粒体能量代谢的影响

为了观察线粒体DNA(mitochondrial DNA,mt DNA)单体型M8a对细胞线粒体能量代谢的影响,该研究利用聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)介导血小板–细胞融合技术,构建mt DNA单体型M8a和G2a转线粒体细胞(transmitochondrial cytoplasmic hybrid cell,cybrid)模型。后续运用Real-time PCR检测细胞mt DNA拷贝数和RNA转录水平,多功能酶标仪检测细胞活性氧类(reactive oxygen species,ROS)水平和线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP),线粒体呼吸测定仪检测细胞内源性氧呼吸(oxygen consumption,OC)情况。结果表明,与G2a细胞相比,M8a细胞mt DNA拷贝数和线粒体轻链(L链)转录水平明显降低(P0.01),细胞基础耗氧量、ATP合成耗氧量、最大氧呼吸能力和MMP显著下降(P0.05),细胞ROS水平显著上升(P0.05)。mt DNA单体型M8a细胞的线粒体呼吸功能受损,可能增加了该单体型人群罹患2型糖尿病的风险。     

重组骆驼蓬脂转移蛋白对宫颈癌HeLa细胞化疗的增敏作用

[目的]研究重组骆驼蓬脂转移蛋白(recombinant Peganum harmala lipid transfer protein,r Ph LTP)与顺铂(DDP)协同对宫颈癌He La细胞的抑制作用及可能的作用机制。[方法]四甲基偶氮咗蓝(MTT)法检测He La细胞生长的抑制率;Annexin-V/PI双染法检测细胞凋亡率,流式细胞术检测细胞内活性氧(ROS)的变化情况。[结果]r Ph LTP与DDP联合应用后与相应的DDP组相比,对细胞生长的抑制率显著增强(P0.01),低浓度r Ph LTP联合2.5μg/m L顺铂对He La细胞的抑制率为(42.50±0.059)%,远高于高浓度顺铂(10μg/m L)对He La细胞的抑制率(36.88±0.134)%,细胞的凋亡率显著增加(P0.01),细胞内ROS极明显升高(P0.001)。[结论]r Ph LTP能够显著增强顺铂对He La细胞的化疗敏感性(P0.001),这种作用可能与r Ph LTP增强顺铂诱导细胞内活性氧的产生导致细胞凋亡有关。     

基于转录组的肝豆状核变性调控网络的构建和分析

本研究旨在利用生物信息学方法构建经铜诱导的ATP7B基因敲除HepG2细胞系的转录调控网络。探讨关键转录因子在肝豆状核变性发生、发展中的潜在作用机制。收集公共基因表达数据库(gene expression omnibus, GEO)中包含野生型、ATP7B基因敲除型、铜诱导的野生型和铜诱导的ATP7B基因敲除型HepG2细胞系数据。筛选由铜诱导产生的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)后进行基因本体论(gene ontology,GO)、京都基因和基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析。基于蛋白相互作用网络,识别疾病关键基因和功能模块,并对关键功能模块中的基因进行富集分析。最后,构建转录调控网络,筛选核心转录因子。共筛选出1 034个差异表达基因,其中上调525个,下调509个。上、下调关键功能模块分别包括了3785个和3931个基因。关键功能模块中的基因主要定位于细胞-基质连接、染色体、剪接复合体、核糖体等区域,共同参与了mRNA加工、组蛋白修饰、RNA剪切...     

线粒体自噬在缺氧条件下适应机制的研究进展

由于线粒体能敏感地感受机体内氧浓度的变化,缺氧时会影响线粒体氧化磷酸化过程中电子传递链的正常功能,抑制ATP生成,产生大量活性氧(ROS)。ROS蓄积导致氧化损伤细胞内脂质、DNA和蛋白质等大分子物质,线粒体肿胀,通透性转换孔开放,释放细胞色素C等促凋亡因子,最终严重影响细胞的存活。因此这些功能异常或受损线粒体是缺氧应激状态下细胞是否存活的危险因素,及时清除这些线粒体,对维持线粒体质量、数量及细胞稳态具有重要意义。线粒体自噬是近年来发现的细胞适应缺氧的一种防御性代谢过程,它通过自噬途径选择性清除损伤、衰老和过量产生ROS的线粒体,促进线粒体更新和循环利用,确保细胞内线粒体功能稳定,保护缺氧应激下细胞的正常生长发挥重要的调节作用。本文就线粒体自噬在缺氧条件下发生过程、参与相关蛋白及调节机制等方面研究进行了综述。     

定位在线粒体的肝刺激因子对线粒体膜电势的影响

目的肝刺激因子（hepatic stimulator substance,HSS）可以保护肝细胞免受各种毒素的影响,但机制尚未清楚,研究探讨肝刺激因子保护肝细胞的可能机制。方法利用稳定转染FLAG-pcDNA3．0／hHss的肝癌细胞BEL-7402为模型,使用Alexa Flour 488、Hoechst 33342、MitoTracker 580分别将HSS、细胞核以及线粒体染色,观察HSS在细胞中的定位情况。当野生型7402细胞、转染空载体FLAG-pcDNA3．0的7402细胞以及转染FLAppcDNA3．0／hHSS的7402细胞受到线粒体膜孔道开放剂羰基氰化间氯苯腙（carbonyl cyanide m—chlorophenylhydrazone,CCCP）的损伤后,用电镜观察线粒体形态、荧光素酶检测ATP、流式细胞仪测定线粒体膜电位（mitoehondrial membrane potential,MMP）等,综合观察过表达HSS的肝细胞的抗损伤能力。结果在稳定转染hHSS基因的7402细胞中,大部分HSS与线粒体共定位;在CCCP作用下,对照组野生型7402细胞以及转染空载体的7402细胞MMP下降明显,线粒体肿胀,嵴断裂、消失,ATP下降显著;实验组稳定转染hHSS基因的7402细胞MMP下降幅度较小,线粒体肿胀与嵴形态的改变明显减轻,ATP的含量较对照组高。结论肝刺激因子HSS在细胞中主要定位于线粒体,可以稳定MMP,维持线粒体形态及细胞内ATP的水平,从而增强肝细胞抗损伤的能力。     

利拉鲁肽抑制高糖诱导的小鼠胰岛细胞损伤

利拉鲁肽(liraglutide, Lira)是胰高血糖素样肽-1的类似物,在糖尿病治疗中发挥重要作用,但利拉鲁肽通过改善胰岛β细胞的功能实现治疗糖尿病的具体机制尚未完全阐明。本研究采用高糖(33 mmol/L)诱导胰岛MIN6细胞48 h建立高糖损伤模型,CCK-8检测发现,与对照组相比,高糖组MIN6细胞活力下降(P<0.05),利拉鲁肽作用高糖组细胞活力升高(P<0.05);小鼠胰岛素和ATP含量检测发现,与对照组相比,高糖组胰岛素分泌降低(P<0.01),ATP含量减少(P<0.001),利拉鲁肽作用高糖组胰岛素释放量增加(P<0.05)和细胞内ATP含量增加(P<0.001);采用活体细胞线粒体膜通道孔(MPTP)荧光检测发现,与对照组相比,高糖组绿色荧光强度降低(P<0.001),利拉鲁肽作用高糖组绿色荧光强度增加(P<0.001);DCFH-DA探针联合流式细胞仪检测细胞活性氧簇(ROS)含量发现,与对照组相比,高糖组ROS水平升高(P<0.001),利拉鲁肽作用高糖组ROS水平降低(P<0.01);细胞内丙二醛...     

二氮嗪再灌注处理通过抑制细胞内ROS信号保护心肌细胞

恢复心肌血流量是目前针对急性心肌梗塞的有效治疗方式,但是在心肌再灌注过程中会进一步引起心肌细胞的坏死和调亡。二氮嗪是一种线粒体ATP敏感型钾离子通道开放剂,研究证明二氮嗪预处理具有心肌保护功能。本研究主要探讨二氮嗪再灌注处理是否具有心肌细胞保护作用并探讨其分子机制。以体外培养的H9c2心肌细胞为研究对象,通过联合缺氧模拟在体心肌缺血复灌损伤,检测细胞凋亡、线粒体膜电位、细胞内活性氧及钙离子各项指标的变化。结果发现,与正常组(control)相比,缺血再灌损伤组(ischemia-reperfusion injury,IRI)细胞活性显著下降,细胞凋亡率显著升高,线粒体跨膜电位(MMP)下降,同时细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)和钙离子大量爆发,二氮嗪在这一过程中通过抑制细胞内ROS的增加、保护线粒体膜电位起到心肌细胞保护作用,并且其保护作用与细胞内另一种重要的第二信使钙离子没有直接关系。     

MitoQ对高糖诱导的心肌细胞线粒体功能影响

目的:探讨MitoQ对高糖诱导的心肌细胞线粒体功能影响。方法:常规获取与纯化SD大鼠新生仔鼠心肌细胞,分为对照组、高糖组、实验组。对照组用含10%血清的DMEM培养基(5.5 mmol/L葡萄糖)培养;高糖组用含血清的高糖DMEM培养基(33mmol/L葡萄糖)培养;实验组用含血清的高糖DMEM培养基(33 mmol/L葡萄糖)和MitoQ。MTT法检测心肌细胞存活率,氯离子荧光探针检测细胞内氯离子浓度,流式细胞术检测各组心肌细胞凋亡率,超氧化物阴离子荧光染色检测心肌细胞活性氧(reactive oxygen,ROS)含量,利用ATP检测试剂盒检测心肌细胞中的ATP水平,Western blot法检测心肌细胞胱天蛋白酶3(caspase-3)蛋白水平。结果:与对照组相比,高糖组的心肌细胞增凋亡率、ROS产生、氯离子相对浓度均明显增加,ATP显著降低(P0.05),细胞内caspase-3蛋白表达显著上升(P0.05);与高糖组相比,实验组凋亡率降低,ROS产生、细胞内caspase-3蛋白表达均显著降低(P0.05)。结论:高糖会引起心肌细胞线粒体障碍,造成心肌细胞凋亡,MitoQ可降低细胞内ROS和caspase-3水平,抑制心肌细胞凋亡,改善心肌细胞线粒体功能。     

SIRT6 对肝细胞脂质合成的影响及其转录基因分析

目的:在肝脏L-02 SIRT6-KO细胞系中,观察SIRT6在肝脏脂滴形成中的作用,初步研究在肝脏脂质代谢中SIRT6相关的转录差异基因发挥作用的分子机制。方法:利用基因敲除技术TALEN技术,构建肝脏L-02 SIRT6特异性敲除细胞系,并经q PCR和Western blot检测其表达水平;利用油酸刺激L-02 SIRT6-KO细胞及其对照组,体外模拟肝脏脂肪变的条件,并经高内涵和油红染色验证其脂滴形成能力;利用基因芯片检测L-02 SIRT6-KO及其对照细胞系中相关差异基因,并经生物信息学分析筛选脂代谢相关差异基因。结果:建立人肝脏SIRT6特异性敲除细胞系,q PCR显示m RNA下降50%,但Western blot证明SIRT6完全敲除;BODIPY实验及油红O染色发现,L-02 SIRT6-KO细胞比对照组其脂滴形成数量增多,高内涵荧光检测显示L-02 SIRT6-KO细胞中脂滴荧光强度比对照组增强(176.38±2.55 vs 104.26±2.08);通过对差异转录基因分析,发现了一组在脂质代谢中和SIRT6相关的关键基因如STEAP4、HMGA2、PDE1A、INSL4等。结论:成功建立人肝脏L-02 SIRT6-KO细胞系,并经实验证明SIRT6缺失能够促进脂滴形成;筛选到一组和SIRT6相关参与脂质代谢的关键基因。     

自噬在细胞冷应激中的作用研究

有研究证明,自噬在生物应对多种不良环境过程中发挥着重要作用,但是自噬在细胞应对低温环境过程中的功能研究却甚少。该研究给予He La细胞(人子宫颈癌细胞)不同程度的急性冷刺激,探讨此过程中自噬的发生和功能。将He La细胞培养于37°C(对照组)或经不同程度的低温(10、18、28°C)处理,观察对照组与低温处理组细胞表达自噬标志物EGFP-LC3(enhanced green fluorescent protein-microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3)的变化,以监测自噬小体形成。结果显示,低温处理诱导He La细胞发生不同程度的自噬现象:10°C处理3~6 h的细胞内的自噬小体增多且体积增大,18°C处理的细胞内的自噬小体在3 d时最明显,28°C处理的细胞始终维持在较低水平。研究还发现,He La细胞在自噬减弱消失的同时发生细胞死亡,自噬特异性的化学抑制剂Bafilomycin A1处理可以进一步降低不同程度的低温胁迫下He La细胞的存活率,表明自噬在细胞低温应激过程中发挥着保护作用。Bafilomycin A1处理伴随有细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平增高,提示低温胁迫下自噬可能通过调控细胞内ROS水平来保护细胞。该研究结果表明,自噬在真核细胞冷应激中具有重要作用。     

乳酸脱氢酶A通过AMPK信号通路抑制人脑胶质瘤细胞线粒体自噬

该研究旨在探讨乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A,LDHA)对人脑胶质瘤细胞线粒体自噬的影响。用质粒sh-EGFP或sh-LDHA转染人脑胶质瘤细胞株U87MG,qRT-PCR和Western blot检测干扰效率,荧光染色技术检测线粒体ROS水平及线粒体膜电位,Western blot检测线粒体自噬相关蛋白及AMPK信号通路相关蛋白表达。结果表明,与sh-EGFP组相比较,sh-LDHA组人脑胶质瘤细胞U87MG中LDHA的mRNA及蛋白质水平均显著降低,线粒体ROS的产生增加,线粒体膜电位明显降低,线粒体自噬相关蛋白PINK1、Parkin及BNIP3、BNIP3L的表达增高,AMPK的磷酸化水平明显升高,而mTOR的磷酸化水平降低。研究结果表明,LDHA能够通过抑制AMPK信号通路,降低线粒体ROS水平,提高线粒体膜电位,抑制线粒体自噬。     

构建钙荧光探针细胞用于探究胞浆和线粒体钙对ATP刺激的响应

目的:构建表达基因编辑钙探针(GECIs)的细胞系HeLa-GECIs,探究细胞应答外界ATP刺激中钙离子在细胞内的响应和变化。方法:分别用能够直接通过荧光强度反映细胞胞浆内和线粒体内钙离子相对浓度的2种钙探针cyto-GCaMP6和4mt-GCaMP6感染HeLa细胞,获得2种表达钙离子探针的HeLa细胞系;在感染了2种腺病毒探针24 h后,用共聚焦荧光显微镜检测荧光探针在HeLa细胞内的表达情况;在表达2种钙探针的细胞的培养基中加入外源ATP,用Time-lapse成像动态观测技术观察HeLa细胞内钙离子对外环境中ATP的响应。结果:共聚焦荧光显微镜观察,确定95%以上的细胞表达了对应的钙离子指示荧光探针;Time-lapse成像动态观测技术观察发现,在细胞培养基中加入ATP后,细胞胞浆钙探针荧光强度瞬时(3～6 s)升至10倍,200 s后逐渐降低到基础水平;线粒体钙到达峰值(4倍)的时间稍滞后(5～8 s),并且回落更慢,300 s时至1.5倍。在ATP受体P2X7抑制剂A438079预处理的实验组,上述胞浆钙和线粒体钙浓度上升不明显。结论:构建了能在活体细胞内通过荧光探针实时监测钙离子响应胞外ATP刺激的细胞实验体系,为进一步深入探究ATP等危险信号导致细胞的炎性损伤机制奠定了基础。