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。     

P53基因研究新进展

肿瘤抑制基因在肿瘤发生过程中有重要作用,其中P53基因最引现人注目,P53基因的突变与人类一半以上的肿瘤发生相关,P53基因参与细胞生长的负调控,研究发生P53基因编码的P53蛋白可通过调控Cipl基因表达而调控细胞生长,即P53蛋白可刺激Cipl基因产生分子量为21kD的蛋白,这种蛋白能够有效抑制某些促使细胞通过细胞周期进入有丝分裂的酶活性,从而抑制细胞生长,这就解释了为什么正常的P53基因的缺失可导致细胞的无限生长,此外,P53基因与DNA损伤药物诱导的细胞凋亡有关,与非DNA损伤药物诱导的细胞调亡无关。     

长链非编码RNA母系印迹基因3(MEG3)通过p53促进缺血缺氧神经细胞损伤

目的通过小鼠神经母细胞瘤细胞(N2a细胞)氧糖剥夺(oxygen glucose deprivation,OGD)研究长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)母系印记基因3(maternally imprinted genes 3,MEG3)在神经细胞缺氧缺血损伤中的作用,并初步探讨其机制。方法采用OGD模型诱导N2a细胞凋亡模拟神经细胞缺血缺氧损伤过程,实时荧光定量PCR检测MEG3的水平;在N2a细胞中过表达MEG3,采用PI染色检测细胞凋亡,Western blot和荧光素酶报告基因检测N2a细胞中过表达MEG3后对p53蛋白表达及转录活性的影响。结果经OGD处理后,N2a细胞MEG3水平较对照组(常氧组)明显增强;在N2a细胞中过表达MEG3能够激活p53转录活性,增强p53蛋白表达,促进细胞凋亡。结论 lncRNA MEG3可能通过p53促进凋亡,加重缺血缺氧造成的神经损伤。     

围产期缺氧缺血性脑损伤中星形胶质细胞的病理生理改变

转产期缺氧因性脑损的研究焦点集中在神经元上,但是,星形胶持细胞也参与缺氧缺血过程并起着关键作用。星形胶质细胞在缺氧缺血损伤中的改变是中枢神经系统中最早和最显著的,这种参与对缺氧缺血变为以及中枢神经系统是损伤还是修复这一最终发展有重要影响。目前,星形胶质细胞的作用越来越受到重视,对脑缺氧缺血过程中星形胶质细胞的病理生理变化也有了深入的研究。     

癌症中p53失活的分子机制和靶向p53的抗癌药物研究进展

肿瘤抑制因子p53主要作为转录因子发挥作用.当细胞受到诸如缺氧、DNA损伤等胁迫时,p53蛋白迅速在细胞内积聚并激活,从而调控一系列基因的转录,导致细胞周期停顿、凋亡或衰老,避免细胞癌化.p53功能的失活往往导致癌症发生.编码p53蛋白的TP53基因的突变是p53失活的主要方式.突变型p53不仅失去抑癌作用,而且还具有...     

p53在肿瘤发生过程中的功能研究及进展

p53是迄今为止细胞中最为重要的肿瘤抑制因子之一.p53能够响应细胞内外众多的信号刺激,通过抑制细胞生长、诱导细胞凋亡、促进DNA损伤修复等过程抑制肿瘤的发生发展.近年来发现p53在细胞自噬、细胞代谢,尤其在葡萄糖代谢中也发挥重要作用.p53在超过1/2的人类肿瘤中,发生缺失或突变,提示p53突变和肿瘤发生是紧密相关的.本文将主要结合本研究组近十年来围绕p53所开展的相关研究,从p53自身稳定性的调控机制、p53与肿瘤发生、p53与细胞代谢以及p53调控非编码RNA方面进行简要综述,并展望p53研究的新方向.     

细胞命运抉择的数学模型:活性氧与p53的关系及其意义(英文)

生物体内的细胞生活在复杂的环境中。在生物体内,活性氧是普遍存在的。生物体内的活性氧可以诱导DNA损伤,最终破坏基因组稳定性。其中,对基因组损伤最严重的是DNA双链断裂损伤。肿瘤抑制因子p53是细胞内介导DNA损伤反应的重要因子。p53可以修复损伤DNA,保护轻度受损细胞。而当细胞受到严重损伤时,p53能够诱发细胞凋亡,从而维持机体稳态。p53的动力学对于细胞的反应性具有重要影响,然而对这方面却缺少系统的认识。因此在本文中,我们主要关注运用数学模型方法研究p53脉冲的动力学性质,从而揭示细胞内潜在的生死选择机制。     

microRNA-21在大鼠心肌缺氧复氧损伤中的作用及其对细胞自噬的影响

本文应用大鼠心肌细胞缺氧/复氧损伤模型,探讨microRNA-21(miR-21)在大鼠心肌缺氧复氧损伤中的作用及其对细胞自噬的影响.缺氧复氧后,RT-PCR检测发现心肌miR-21表达上调(P0.05),流式细胞术检测表明细胞凋亡增加,RT-PCR及蛋白质印迹(Western blot)检测发现p62显著下调而beclin-1显著上调(P0.05),提示缺氧复氧诱导心肌细胞凋亡和自噬异常.脂质体转染miR-21 mimic后,细胞凋亡显著增加(P0.05),p62显著上调而beclin-1显著下调(P0.05),而转染miR-21抑制剂引起相反结果,提示miR-21在心肌缺氧复氧损伤中具有促进细胞凋亡、抑制细胞自噬的作用.生物信息学预测显示,Rab11a的3′-UTR含有miR-21的结合位点,双荧光素酶基因报告系统及Rab11a过表达实验表明Rab11a是miR-21的靶基因之一.心肌过表达Rab11a能减少缺氧复氧后miR-21介导的细胞凋亡及自噬.由此表明,在大鼠心肌缺氧复氧损伤中,miR-21可能通过负调控Rab11a促进心肌细胞凋亡,抑制心肌细胞自噬.本研究可能为预防和治疗心肌缺血再灌注损伤提供新策略.     

应激诱导蛋白Sestrin2研究进展

Sestrins是一类高度保守的应激诱导蛋白,通过多种机制保护细胞免受应激、老化等病理生理因素损伤。Sestrin2(Sesn2)是Sestrins蛋白亚型,缺氧、氧化应激等可诱导其表达,Sesn2参与代谢相关性和年龄相关性疾病的病理过程,也参与细胞生长和代谢的调节,与细胞功能密切相关。细胞免疫功能紊乱是严重创(烧)伤感染、脓毒症发病机制中的重要病理生理过程,是目前研究的热点问题之一。本文主要阐述Sesn2功能及其在机体免疫反应中的潜在意义。     

肿瘤抑制基因与衰老的研究进展

衰老是生物界普遍存在的一种自然现象,是多因素错综复杂的过程。衰老相关基因研究成为近年来的热点,目前已发现与细胞衰老过程密切相关的基因包括细胞周期调控基因、端粒酶调控基因、生长抑制基因以及核酸、蛋白质合成与修复基因等。此外,部分反式作用转录因子包括肿瘤抑制基因(P16,P53,P21)、沉默信息调节因子家族、增殖细胞核抗原等的活性变化与衰老也高度有关。P16、P53和P21基因参与肿瘤发生、发展的周期调控,其表达使肿瘤细胞发生不可逆的凋亡,若缺失或突变与肿瘤的发生高相关。同时,作为细胞增生过程中的负调控因子,P16、P53和P21基因表达调控细胞周期进程和细胞凋亡过程,若缺失或突变会使细胞分裂复制、细胞内和细胞间的运输及通讯功能丧失,最后将导致细胞衰老、死亡或被其它细胞清除。本文就P16、P53、P21基因与衰老的相关研究进展作一综述。     

新生大鼠慢性脑缺血损伤中氯离子通道ClC2的表达及其与白质发育影响作用的研究

目的探讨新生大鼠缺血缺氧损伤后氯离子(Cl-)通道ClC2表达及其阻断剂DIDS对脑白质发育的影响作用。方法采用新生3-5dSD大鼠,以改良Levine法建立慢性脑缺血缺氧模型。运用RT-PCR、活性氧检测和Western Blot检测结合髓鞘卢卡斯快蓝与免疫组织化学染色等技术,对比观察新生缺血缺氧脑损伤前后白质中ClC2的表达变化;分析其与氧化应激、炎症反应的相关性;对比观察损伤前后及损伤后应用DIDS阻断ClC2表达对脑白质髓鞘发育和细胞凋亡的影响。结果1新生缺血缺氧脑损伤后白质中ClC2mRNA和蛋白表达均显著增高(P0.01);伴白质组织活性氧浓度显著升高(P0.01);和iNOS、TNF-αmRNA的表达增加(P0.01)。在胼胝体等白质区髓鞘染色较正常明显浅淡,促凋亡蛋白caspase-3与ClC2阳性双标细胞数目则明显增多(P0.01)。2损伤早期应用DIDS后,ClC2mRNA和蛋白、活性氧浓度、iNOS、TNF-αmRNA的表达以及caspase-3表达等均较损伤组明显降低(P0.05);白质区髓鞘特异染色逐渐加深。结论新生缺血缺氧脑损伤后白质区Cl-通道表达升高与氧化应激、炎症反应呈正相关;可导致由脑白质中caspase-3介导的细胞凋亡增多和髓鞘发育受阻。伤后早期应用DIDS阻断Cl-通道可降低caspase-3介导的凋亡发生,提示早期使用DIDS可部分保护缺血缺氧损伤后的OLs细胞。     

DNA放射损伤与p53

电离辐射等多种因素可以引起DNA损伤,表现为碱基改变、DNA双链断裂(DNA double-strand breaks,DSBs)和DNA单链断裂(Single-strand breaks,SSBs)等多种形式。DNA损伤后,细胞发生应答,即引起细胞周期阻滞和/或细胞程序性死亡,以减少损伤引起的染色体畸变和基因组不稳定。在细胞应答过程中,p53蛋白水平和活性均发生变化,介导细胞周期阻滞、程序性死亡,并直接参与DNA损伤修复过程。     

HIF-1基因转染骨髓间充质干细胞治疗SCII的展望

脊髓缺血再灌注损伤(spinal cord ischemia-reperfusion injury,SCII)作为原发性脊髓损伤后的继发性损害是造成神经细胞损伤的一个重要因素,目前基因和细胞移植治疗SCII尚处于探索阶段.低氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)产生并处于缺氧应答的关键环节,在缺血后细胞凋亡及微循环的重建等方面起关键作用,用其转染骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)进行细胞移植治疗SCII,可有望取得新的突破.     

损伤相关模式分子与慢性疾病

损伤相关模式分子是组织或细胞受到损伤、缺氧、应激等因素刺激后释放到细胞间隙或血液循环中的一类物质,可通过Toll样受体、RIG-1样受体或NOD样受体等模式识别受体,诱导自身免疫或免疫耐受,在关节炎、动脉粥样硬化、肿瘤、系统性红斑狼疮等疾病发生和发展过程中发挥重要作用.现已发现的损伤相关分子模式分子包括细胞内蛋白分子、非蛋白嘌呤类分子及其降解产物、细胞外基质降解产物和无引导序列免疫细胞因子如IL-1 和IL-18等.损伤相关模式分子的发现及其作用机制的阐明,将有助于阐明多种慢性炎症疾病的病理机制,为这些疾病的诊断和防治提供新的思路.本文综述了主要的损伤相关模式分子的概念、释放方式,及其与模式识别受体相互作用引起炎症反应和参与多种慢性疾病过程的机制.     

紫外线诱导的DNA损伤与皮肤癌的发生(2)

p53基因长期的UV照射之后,能导致p53基因发生突变。在角化细胞中,p53突变可能是UV诱导的皮肤癌变发生的原发因素,因为p53突变将阻止UV损伤的修复以及严重损伤引起的细胞凋亡。突变细胞争夺周围正常的角化细胞的营养,以克隆繁殖形式扩增,导致上皮表现出p53突变细胞增殖。长期太阳光暴露还会引起其他未知基因突变。     

mTOR信号通路诱导的自噬在心肌细胞缺氧损伤中的作用研究

目的:探讨自噬在心肌细胞缺氧损伤中的作用及分子机制。方法:体外分离培养乳鼠心肌细胞,体外建立缺氧/去血清(H/SD)模型以模拟在体的缺血环境。分别给予自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3MA,5 mM)和mTOR抑制剂雷帕霉素(1.0μg/L)调节心肌细胞自噬水平。分别采用TUNEL染色检测心肌细胞凋亡,Western blot方法检测心肌细胞蛋白表达水平。结果:H/SD损伤可以显著诱导心肌细胞自噬水平(P0.05),并且细胞自噬水平可以被3-MA及雷帕霉素调节。同时,H/SD可以显著增加心肌细胞凋亡(P0.05),而给予3-MA抑制自噬水平可以减少细胞凋亡(P0.05)。相反,雷帕霉素增加自噬同样可以加重缺氧导致的心肌细胞凋亡(P0.05)。H/SD损伤过程中,心肌细胞mTOR信号通路被激活,而自噬抑制剂3-MA可以显著提高缺氧条件下心肌细胞中p-mTOR(Ser2448)的表达水平(P0.05),并增加mTOR下游分子p-p70S6k(P0.05)和p-S6(P0.05)的表达。结论:mTOR信号通路诱导的细胞自噬可能参与了缺氧损伤诱导的心肌细胞凋亡。     

人参皂甙对缺氧大鼠海马DG区神经细胞DNA损伤保护作用的研究

目的:用单细胞凝胶电泳技术(SCGE)研究急慢性缺氧大鼠海马DG区神经细胞细胞DNA损伤和人参皂甙对缺氧大鼠海马细胞DNA的保护作用.方法:健康成年SD大鼠随机分为急、慢性缺氧正常对照组、急性缺氧组和慢性缺氧组(分别在模拟海拔5000米高原环境连续缺氧暴露0d、3d和30d)、急性缺氧人参皂甙干预组、慢性缺氧人参皂甙干预组.应用SCGE检测海马DG区神经细胞DNA损伤.结果:随着缺氧时间的增加,海马DG区神经细胞DNA的损伤程度加重,尾长、尾部DNA百分含量和尾距显著增加(P＜0.05).人参皂甙能使缺氧损伤的海马DG区神经细胞的尾长、尾部DNA百分含量和尾距均较缺氧组减少(P＜0.05).结论:人参皂甙能有效地减轻缺氧引起的海马组织细胞DNA的断裂损伤.     

p38 MAPKα/β和ERK1/2在心肌缺氧预处理信号传递中的不同作用

建立培养乳鼠心肌细胞的缺氧／复氧(A／R)损伤模型和缺氧预处理(APC)模型,以细胞存活率、细胞内超氧化物趋化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、培养上清液乳酸脱氢酶(LDH)活性作为反映心肌细胞损伤的指标。采用细胞外信号调节蛋白激酶(ERK1／2)抑制剂PD98059及丝裂素活化蛋白激酶p38α/β(p38α/β)阻滞剂SB203580干预模型,并以胶内原位磷酸化法测定ERK1／2和p38活性,借以探讨ERK1／2和p38α/β在缺氧预处理保护机制中的作用。结果表明：(1)在APC组,于预处理的缺氧时相给予PD98059,可以完全消除APC的延迟保护作用;在A／R组的缺氧时相加入PD98059对细胞损伤无影响;(2)在APC组的预处理缺氧时相给予p38α／β抑制剂SB203580并不能消除APC的保护作用,而在A／R组的持续缺氧时相给予SB203580则可显著减轻缺氧对细胞的损伤;(3)ERK1／2和p38总活性测定表明,缺氧可激活ERK1／2和p38,它们的活性在缺氧后4h时达到高峰,而经过APC处理后,两者活性高峰提前于缺氧后3h时出现,且峰值显著降低。上述结果提示,预处理过程中ERK1／2的激活可能是缺氧预处理延迟保护机制中细胞信号传递的重要环节,预处理阶段p38α/β的活化不参与APC诱导的延迟保护信号传递过程,p38的过度激活可能是缺氧／复氧损伤过程中的一个致损伤参与因素,而预处理抑制随后持续缺氧阶段p38的过度激活可能是其保护机制的一个环节。     

缺氧环境下自噬对肠黏膜屏障的影响

肠黏膜屏障是机体屏障系统的重要组成部分,可有效阻止肠道寄生菌及其毒素向肠腔外组织移位,防止机体受内源性微生物及其毒素的侵害.自噬在各种生命活动中发挥着重要作用.在缺血缺氧等应激状态下,自噬对细胞存活、清除细胞内衰老细胞器等起重要作用.缺氧可诱导自噬.多数情况下自噬被认为是细胞的一种保护作用,然而在某些条件下细胞过度自噬也能导致细胞凋亡.肠黏膜屏障损伤的研究是目前医学研究领域的一个重要课题,本文就自噬在缺氧环境下对肠黏膜屏障的影响做一综述.     

HIF-1α修饰的骨髓间充质干细胞增强其抗PC12细胞缺氧损伤作用

该文探讨了HIF-1α修饰的大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)对缺氧损伤所致神经元样PC12细胞凋亡的作用及其可能机制。PC12细胞分别与MSCs、HIF-1α-MSCs细胞在缺氧环境下体外共培养,分为正常组、缺氧组、MSCs组及HIF-1α-MSCs组。MTT检测不同缺氧时间PC12细胞活性。HE染色观察PC12细胞形态。Hoechst 33258染色与Annexin V-FITC双染色法检测PC12细胞凋亡。RT-PCR及细胞免疫荧光检测caspase-3的m RNA及蛋白质水平。MTT结果显示,PC12细胞活性随着缺氧时间而下降,缺氧12 h细胞活性下降至45.1%。与正常组相比,缺氧组PC12细胞凋亡率明显增高,caspase-3的m RNA和蛋白质水平明显上调,两者有显著差异(P0.05)。与缺氧组相比,MSCs组及HIF-1α-MSCs组的凋亡率降低(P0.05),caspase-3的m RNA和蛋白质水平下调(P0.05),且HIF-1α-MSCs组更为明显(P0.05)。结果证明,HIF-1α修饰的MSCs能增强MSCs的抗PC12缺氧损伤作用,其机制可能与HIF-1α-MSCs降低PC12细胞caspase-3基因表达有关。