慢病毒介导shRNA特异性干扰MRPL18基因对胰岛素瘤细胞线粒体能量代谢的影响

为了观察线粒体核糖体蛋白大亚基18(mitochondrial ribosomal proteins L18,MRPL18)基因低表达对小鼠胰岛素瘤细胞(MIN6)线粒体能量代谢的影响,该研究利用慢病毒介导的MRPL18 shRNA特异性干扰MRPL18基因,构建MRPL18基因低表达的MIN6细胞模型。Real-time PCR和Western blot检测干扰前后MRPL18 mRNA和蛋白质的表达情况。流式细胞仪检测细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平变化。海马生物能量代谢仪检测细胞线粒体功能。高效液相色谱检测细胞ATP、ADP和AMP含量。结果显示:转染MRPL18-shRNA后,MRPL18 mRNA和蛋白质表达均显著降低(P0.05、P0.01),细胞ROS明显升高(P0.05);细胞氧耗率、基础呼吸、最大呼吸和储备呼吸能力显著降低,同时ATP产量和质子漏也减少(P0.05、P0.01)。细胞ATP含量和能荷较对照组减少,ADP和AMP含量显著增加(P0.05、P0.01)。证实了MRPL18基因表达下调后细胞内发生了代谢障碍。推测MRPL18是影响线粒体功能的关键蛋白质,该蛋白在细胞代谢过程中发挥着重要作用。MRPL18表达下降所建立的线粒体功能障碍的MIN6细胞模型,可用于线粒体糖尿病发病分子机制的研究。     

脑能量代谢与线粒体功能关系的研究进展

线粒体是人体内的能量代谢工厂,而脑是人体内能量代谢最活跃的部位。神经元和胶质细胞是脑内主要的细胞。本文对线粒体在能量产生的作用进行综述,同时比较神经元和星形胶质细胞能量代谢的异同及密切联系,并对神经退行性变中能量代谢障碍与线粒体可塑性改变进行了回顾。以三种神经退行性疾病帕金森、阿尔兹海默和脊髓侧索硬化症为例说明线粒体在神经系统疾病和脑能量代谢之间的重要作用。从而进一步系统的认识,脑内的线粒体在生理和病理状态下对能量代谢的影响。深入了解其机制,为研究神经系统退行性疾病提供新的治疗策略。     

灵长类动物胫神经和腓总神经损伤再生规律的研究

目的:研究灵长类动物胫神经和腓总神经再生能力差异。方法:健康成年恒河猴16只,分为A、B两组,每组8只,使用刀片切割完全损伤胫神经和腓总神经,后立即予神经外膜缝合,在术后3周、8周分别取A、B组胫神经和腓总神经吻合口远、近端神经组织行Luxol Fast Blue染色,观察胫神经和腓总神经远端、近端轴突数目,计算轴突密度,远端轴突密度/近端轴突密度为神经再生通过率。结果:术后3周和8周时,胫神经和腓总神经相比,胫神经在远端轴突密度、神经通过率等指标上,胫神经愈后优于腓总神经(P0.05)。结论:坐骨神经神经损伤修复后,胫神经轴突通过吻合口的通过率较腓总神经高,吻合口远端有更多的神经轴突,其靶器官有更多的神经纤维支配,这是导致坐骨神经损伤修复后胫神经功能恢复较腓总神经功能恢复好的重要原因之一。     

肌肉注射人神经生长因子基因逆轴突传递修复神经损伤的研究进展

神经生长因子(NGF)促进中枢及外周神经系统神经元细胞存活、分化、轴突再生等重要作用已得到临床的广泛证实。目前临床上主要以局部或肌肉注射NGF蛋白的方式对神经系统的损伤进行治疗。但NGF半衰期短、局部应用副作用大、费用昂贵、难以透过血脑屏障等缺点而限制临床应用。长期以来,科研工作者致力于寻求一种理想的途径或方法以克服这一缺陷。随着基因工程技术的飞速发展,研究人员发现通过骨骼肌肌肉注射途径,以非病毒载体介导外源的NGF基因体内表达并逆轴突传递到神经损伤部位,有望解决这一难题。本文将就NGF及受体的基本结构和特性、逆轴突传递的机制、非病毒载体结合骨骼肌肌肉注射的基因治疗等方面进行总结和阐述。     

盐度胁迫对大黄鱼能量代谢与线粒体自噬的影响

为了比较高盐和低盐胁迫对大黄鱼(Larimichthys crocea)肝脏能量代谢和线粒体自噬的影响差异及其作用机制,将体质量为(53.46±1.47) g大黄鱼放入盐度为12、25或40的水体暴露1d、3d和7d,取其肝脏样本检测氧化损伤、能量代谢和线粒体自噬相关指标。结果显示,胁迫1d时,高盐组的大黄鱼肝脏三羧酸循环酶活力和线粒体自噬基因表达水平显著高于低盐组,表明鱼类在盐度胁迫初期需要消耗更多的能量,并提高线粒体自噬来应对高盐胁迫。胁迫7d时,高盐组的大黄鱼肝脏ATP合成酶活力和微管相关蛋白轻链3基因表达水平低于低盐组,活性氧簇和乳酸含量,乙酰辅酶A羧化酶活力高于低盐组,表明高盐组的大黄鱼在胁迫末期降低了有氧代谢和线粒体自噬,提高了无氧代谢,导致机体能量供应不足,线粒体自噬受到抑制,从而加重了鱼类氧化损伤。在盐度胁迫过程中,腺苷酸活化蛋白激酶和叉头框转录因子O亚型3分别在调控能量代谢酶活力和线粒体自噬基因表达方面发挥重要作用。研究结果揭示了高盐和低盐胁迫对大黄鱼能量代谢与线粒体自噬的影响差异及其初步机制,可为大黄鱼养殖水体的盐度调节方案制定及养殖水域选择提供基础资料。     

miRNA调控线粒体功能的研究进展

MiRNA为小分子非编码RNA,通过与靶基因的相互作用调节靶基因的表达,参与调控细胞的多个生物学过程。本文综述了miRNA与线粒体生物合成、线粒体动力学、线粒体能量代谢、线粒体钙稳态、线粒体自噬间的关系及其调节机制,阐述了microRNA调节线粒体功能的研究进展。     

脂肪干细胞在周围神经损伤修复中的作用

周围神经损伤的修复是临床外科中的一个难题。尽管周围神经系统在损伤后具有内在的自我修复能力,但一般很难达到完全功能恢复,特别是近端的损伤或者大段的神经缺损。近年来,基于干细胞的细胞治疗为周围神经再生带来了曙光。大量研究表明干细胞可促进周围神经损伤的再生,然而其作用机制还不明确。为此,本文将对脂肪干细胞在周围神经损伤修复中作用包括向雪旺细胞分化、神经营养、血管形成、神经元保护、靶器官保护和免疫调节等作用进行归纳,并进一步探讨其潜在的作用机制。     

视神经损伤与再生的研究进展

人类拥有良好的视觉系统.视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells, RGCs)连接眼球与大脑,损伤之后不能再生,最终可导致失明.视神经再生的困难部分归因于胶质瘢痕和髓磷脂中的抑制性分子以及RGCs轴突内在的再生能力不足.此外,视神经损伤之后RGCs会凋亡,使得再生更为困难.本文综述了视觉系统再生失败的原因,以及目前在修复方面所取得的一些成果,其中有些发现将来有望应用于临床,使受损伤的视神经达到有意义的再生.     

激素型肾阳虚动物肝线粒体蛋白质组与能量代谢相关性

应用凝胶内差异显示电泳技术研究肾阳虚大鼠肝线粒体蛋白质组,并从肝线粒体蛋白质组角度阐述肾阳虚与能量代谢的关系.8个分别来自于肾阳虚大鼠和正常大鼠的肝线粒体蛋白质样品(各4个)分别用荧光染料Cy3、Cy5标记,以及8个样品等量混合物用Cy2标记作为内标,每一Cy3、Cy5标记样品与Cy2标记的内标等量混合后在同一胶中进行电泳分离,经不同光激发后扫描得到不同样品的蛋白质组图谱.经DeCyder软件结合内标分析,以肾阳虚组动物与正常组动物肝线粒体蛋白质相差1.2倍以上的蛋白作为差异蛋白,实验共获得16个差异蛋白质,经质谱测定和与蛋白质文库比对,鉴定11个蛋白质.其中,肾阳虚动物热休克蛋白60和70、肌氨酸脱氢酶、氨甲酰磷酸合成酶、亚硫酸盐氧化酶、ATP合酶、醛脱氢酶和NADH脱氢酶表达量增加,而丙酮酸脱氢酶、α酮戊二酸脱氢酶、脂酰辅酶A脱氢酶和鸟氨酸氨基转移酶表达量降低.实验表明,肾阳虚动物能量代谢相关酶的变化与肾阳虚的临床虚寒症状有关.     

干细胞治疗周围神经损伤研究进展

周围神经损伤是临床常见的疾病。损伤后神经的修复和再生是复杂又漫长的过程。严重的神经损伤其预后效果并不令人满意,相应支配区域的功能难以恢复,这给患者及家人带来了极大的痛苦。因此如何更好的对周围神经损伤进行治疗一直是医学界的难题。在神经修复机制的研究中,科学家发现施万细胞对周围神经的修复和再生起到了非常重要的作用,但获取和扩增的困难限制了其临床的应用。随着生物医学的发展,人们把目光投向了干细胞,经实验发现干细胞不仅具有旺盛的增殖能力,而且可以分化为神经系细胞,还能分泌相关的神经营养因子促进神经的修复和再生,这为周围神经损伤后的治疗带来了新的希望。本文就近些年来应用于修复周围神经的干细胞及促进修复机制的研究做以综述。     

运动应激介导线粒体DAMP对先天性免疫的调控作用研究进展

线粒体是先天性免疫的关键调控者,具体表现为:线粒体可以通过释放多种线粒体损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs)来诱发先天性免疫应答,如线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)、线粒体转录因子 A(mitochondrial tran...     

神经退行性疾病的早期信号:线粒体功能障碍

线粒体是广泛存在于各种真核细胞中,可以进行独立复制的特殊的细胞器,它既能提供细胞内各种生命活动所需要的能源,也参与多种其他极为重要的生理活动。线粒体呼吸功能的障碍是许多神经退行性疾病发病早期共识的病理现象,探索线粒体在疾病发生过程中的变化,不仅对研究AD等神经退行性疾病的发病机理,对设计和开发创新药物也具有重要的指导意义。本文就线粒体的结构功能及其在神经退行性疾病发病过程中出现功能障碍的证据、诱因和可能的治疗方案作一简要综述。     

雌激素影响物质和能量代谢的中枢机制

雌激素与糖尿病的发生和发展有密切关系。新近研究表明,雌激素受体(estrogen receptor,ER)对物质代谢和能量平衡具有重要调节作用。雌激素可由核内ER介导,通过基因组机制,或膜上ER通过磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B及胞外信号调节激酶信号转导通路,调节下丘脑神经元摄食和厌食神经肽的表达。下丘脑ERα基因沉默小鼠表现出典型的代谢综合征症状,提示中枢ERα能够影响外周能量代谢。进一步研究发现,中枢ERα和胰岛素以及瘦素信号转导通路存在交互作用。因此,阐明中枢ER调控能量代谢的机制,可为临床防治雌激素紊乱导致的糖和能量代谢异常提供新的思路。     

视黄酸对中枢神经元的作用

视黄酸是维生素A的活性代谢物,广泛分布于发育组织和成年组织中,能促进细胞分化,阻止细胞增殖和程序化死亡,是哺乳动物胚胎发育和脑发育的重要形态发生素及营养因子。视黄酸通过细胞核受体（RARs,RXRs及ROR）介导调节基因表达。它可以抑制c-myc癌基因或下调相关的N-myc基因的表达,促使人或鼠的瘤细胞分化,最令人感兴趣的是视黄酸可提高多种神经元种群ChATmRNA水平,促使细胞向胆碱能神经元方向分化,并且可能参与中枢神经系统神经损伤的修复。     

线粒体在细胞凋亡中的介导作用

线粒体是细胞内产生能量的重要细胞器,被认为是细胞生存与死亡的调节中心。Bcl-2家族蛋白、内质网和溶酶体能引起线粒体膜通透性的改变,造成线粒体功能损伤,诱导细胞凋亡。本文主要综述线粒体在Bcl-2家族蛋白、内质网和溶酶体诱导细胞凋亡中作用的研究进展。     

能量代谢信号通路对缺血性脑卒中神经保护作用的研究进展

据近几年研究发现,能量代谢通路中的关键酶,如AMPK、Sirt1、PGC-1α、NAMPT,在控制缺血再灌注引起的钙离子超载、兴奋性氨基酸毒性、过氧化应激等损伤途径中发挥重要的作用,并且对缺血性神经起到保护作用。分别介绍这些能量代谢通路中的关键蛋白在缺血性神经保护中的作用机制,旨在为缺血性脑卒中的治疗提供新思路。     

京尼平苷酸通过稳定微管促进脊髓损伤后轴突生长

脊髓损伤（spinal cord injury, SCI）是中枢神经系统最严重的创伤之一,其可造成患者感觉和运动功能障碍,并且引发一系列严重的并发症。促进轴突再生是修复脊髓损伤后功能恢复的关键因素。京尼平苷酸（geniposidic acid, GA）具有神经保护作用,但其在脊髓损伤后轴突生长的作用及机制方面尚未见报道。本研究通过提取原代神经元,并建立糖氧剥夺模型(oxygen glucose deprivation, OGD)。通过RT-PCR、Western印迹、免疫荧光等方法,探讨GA对神经元轴突的促进作用及其机制。结果发现,GA可以显著促进神经元轴突生长,并呈剂量依赖性。与OGD组神经元轴突长度（22±5.788 μm）相比,给予10 μmol/L的GA可使神经元轴突长度显著增加（68±17.73 μm）。同时,轴突生长相关蛋白（GAP43,MAP2）的基因和蛋白质水平都显著上升。不仅如此,我们发现,GA促进轴突生长与稳定神经元轴突微管相关,可使A/T的比值增加约1.5倍。同时,通过建立大鼠急性脊髓损伤模型评价GA在体内的效果,与对照组相比,每天腹腔注射GA（10 mg/kg）的大鼠在术后28 d的BBB评分（11.8分）和斜板试验（41.7°）均显著增高。上述结果表明,GA可能通过稳定微管从而促进轴突再生,最终促进脊髓损伤后运动功能的恢复。因此,GA 可能成为治疗脊髓损伤的有前景的候选药物。     

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。     

有氧运动对衰老大鼠骨骼肌线粒体能量代谢的影响

目的：探讨有氧运动对衰老大鼠骨骼肌线粒体能量代谢的影响。方法：将20只12月龄的雌性Wistar大鼠随机分为老年安静组（AC,n=10）及老年运动组（AE,n=10）,另取10只2月龄的雌性Wistar大鼠为青年安静组（YC,n=10）;安静组大鼠进行正常饲养,运动组大鼠进行坡度为5°,速度为15.2 m/min,第1天运动15 min、第2天运动30 min、从第3天开始每天运动45 min,每周6 d,共12周。12周后所有大鼠断头处死,取腓肠肌样本,差速离心法提取线粒体,测定SOD和GSH-Px活性、MDA含量、三羧酸循环限速酶（CS、ICD和α-KGDHC）活性及呼吸链酶复合体（RCCⅠ~Ⅳ）活性。结果：①与YC组相比,AC组骨骼肌线粒体SOD活性和MDA含量显著增加（P<0.05）,CS和α-KGDHC活性均显著降低（P<0.05）,RCCⅠ、RCCⅡ和RCCⅣ活性均显著下降（P<0.05）,RCCⅢ活性显著升高（P<0.05）;AE组骨骼肌线粒体SOD、GSH-Px活性和MDA含量均显著增加（P<0.01）,CS、ICD和α-KGDHC活性均显著升高（P<0.01）,RCCⅠ~Ⅳ活性均显著升高（P<0.01）。②与AC组相比,AE组骨骼肌线粒体SOD、GSH-Px活性均显著升高（P<0.05）,MDA含量显著下降（P<0.05）,CS、ICD、α-KGDHC和RCCⅠ~Ⅳ活性均显著升高（P<0.01）。结论：有氧运动可以提高老年大鼠骨骼肌线粒体抗氧化能力,降低脂质过氧化水平,提高三羧酸循环及呼吸链功能,促进线粒体能量代谢,延缓衰老过程中线粒体的退行性变化。     

不同功能位点介导α干扰素的免疫调节和中枢镇痛作用

细胞因子α干扰素（ＩＦＮα）具有中枢镇痛作用。抗内源性阿片肽血清与ＩＦＮα能发生明显的交叉反应,提示ＩＦＮα与内源性阿片肽之间存在着共同的抗原决定基。采用基因定点突变技术,获得系列ＩＦＮα突变体,并分别测定其免疫学活性和镇痛能力。结果显示,ＩＦＮα突变体Ｙ１２９Ｓ－ＩＦＮα免疫学活性显著下降,但仍然保留了很强的镇痛能力,阿片受体拮抗纳洛酮能够阻断Ｙ１２９Ｓ－ＩＦＮα的镇痛作用。实验结果表明,ＩＦＮ