AIF及AIF依赖的细胞凋亡

AIF是一种线粒体蛋白,具有氧化还原酶和诱导细胞凋亡两种活性。AIF从线粒体到细胞核的转位足以介导体外细胞凋亡的发生,而且是以非caspases依赖的方式进行的。AIF的诱导凋亡活性是小鼠胚胎形态发生过程中类胚体成腔所必需的,也参与了神经细胞的细胞凋亡。真菌、线虫等的细胞凋亡也有AIF同源分子的参与。因此,AIF介导的细胞凋亡代表了独立于caspase信号通路之外的另一条更原始、更保守、更普遍的凋亡途径。     

Sirtuins与PARP-1在细胞凋亡过程中的相互作用

哺乳动物Sirtuins家族目前共发现7个成员：SIRT1～SIRT7,它们均为NAD+依 赖性且从细菌到人类都保守的一类酶.人们已经对这7种去乙酰化酶进行了亚细胞定位 .目前,对其研究主要集中在对细胞发育相关的重要转录因子如p53、FOXO家族及相关 蛋白的去乙酰化修饰.Sirtuins对许多生理过程有着重要的调节作用,尤其是当发现 它们对寿命延长的调控作用后,Sirtuins引起了人们极大的关注,且都发表在世界顶 级刊物上.聚ADP核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase, PARP)是一类存在于大多 数真核细胞中的蛋白质翻译后修饰酶,尤其是聚ADP核糖聚合酶1(PARP-1)在细胞内 DNA损伤修复等过程中起着重要作用,该酶同样以NAD+作为催化反应的底物.有研究发 现,Sirtuins家族成员与PARP-1在细胞内某些重要生理过程中存在着相互作用.本文评 述了Sirtuins家族成员、PARP-1的生物学特点,并就其参与哺乳动物细胞凋亡的调控 机制和相关信号通路进行了详细的论述,以期对Sirtuins家族成员、PARP-1生物学功 能及其相互作用的研究提供理论指导.     

PARP-1／AIF介导的细胞凋亡

PARP-1／AIF通路介导的非caspase依赖性细胞凋亡多见于缺血再灌注或某些药物引起的神经细胞死亡。PARP-1定位于细胞核,参与细胞内多种生理活动。广泛的DNA损伤引起PARP-1过度激活,进而使线粒体蛋白AIF转位至细胞核,作为DNA内切酶引发染色质凝集、DNA片段化和细胞死亡。最近,对该通路信号转导和调控机制的研究取得了快速的进展。     

G-CSF对大鼠脊髓损伤后神经细胞凋亡及caspase-3表达的影响

目的:通过观察粒细胞集落刺激因子(G-CSF)对大鼠急性脊髓损伤后神经细胞凋亡及Caspase-3的表达的影响,探讨其对脊髓保护的作用机制.方法:32只Vistar大鼠随机分成2组:对照组和治疗组,每组16只,采用改良的Allen's装置制成大鼠急性脊髓损伤模型.在术前及术后对大鼠进行BBB功能评分观察大鼠的神经功能变化;用免疫荧光法检测脊髓损伤后个时间点Caspase-3表达;原位脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(Tunel法)检测凋亡细胞.结果:大鼠急性脊髓损后Caspase-3表达与细胞凋亡均呈现先升高后下降的趋势,损伤后3d可见大量的Caspase-3和TUNEL阳性细胞,7d时达到高峰,此后表达逐渐减少,21d时仍可见少量阳性细胞.与对照组比较,G-CSF治疗组各时间点Caspase-3表达和细胞凋亡显著降低,功能恢复显著优于对照组,差异具有统计学意义.结论:G-CSF可以减轻大鼠脊髓损伤后的神经元凋亡,从而发挥神经保护作用,其作用可能是通过抑制Caspase-3的表达使脊髓损伤周围神经细胞凋亡显著下降而实现的.     

大鼠脊髓损伤后表皮生长因子受体在脊髓的表达特点

目的研究大鼠脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)后表皮生长因子受体(epidermal growth factor re-ceptor,EGFR)在脊髓的表达特点及意义。方法健康成年雄性SD大鼠,随机分为4组(每组10只):假手术组,SCI术后3 d、7 d和14 d组。应用Basso Beattie Bresnahan(BBB)评分观察大鼠行为学改变;逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测损伤段脊髓组织中EGFR mRNA表达水平;免疫组织化学方法观察损伤段脊髓灰质中EGFR蛋白表达情况;并对EGFRmRNA及蛋白表达情况与BBB评分进行相关性分析。结果行为学观察发现大鼠脊髓损伤后下肢神经功能逐步恢复;RT-PCR结果显示EGFR mRNA在假手术组大鼠脊髓中微量表达,SCI术后3 d表达显著升高,随后趋于下降,14 d时仍高于假手术组(P<0.01);免疫组织化学染色显示损伤段脊髓灰质中EGFR阳性细胞数在损伤后3 d显著高于假手术组(P<0.01),随后趋于下降,但14 d时仍高于假手术组(P<0.01);EGFR mRNA及蛋白的表达均与BBB评分呈显著负相关(r=-0.956,P<0.05;r=-0.966,P<0.05)。结论EGFR在大鼠脊髓损伤后具有时相分布特点,且与动物行为呈负相关,提示其表达可能阻碍损伤后的神经功能恢复。     

凋亡诱导因子(AIF)对细胞凋亡的调控

凋亡诱导因子（apoptosis-inducing factor,AIF）是一种具有凋亡诱导活性的蛋白质,定位于线粒体的膜间隙.细胞受到凋亡刺激时,AIF分子从线粒体释放到胞质,然后再易位到核,与染色体DNA结合,使染色体核周边凝集和DNA断裂成约50kb的大片段.AIF具有凋亡诱导活性和氧化还原酶活性,但二者的作用是脱偶联的.AIF是第一个被鉴定出可以不依赖于胱天蛋白酶（caspase）信号通路而直接介导细胞发生凋亡的分子,但后来也有的报道认为AIF的凋亡活性需依赖于胱天蛋白酶.     

G—CSF对大鼠脊髓损伤后神经细胞凋亡及caspase-3表达的影响

目的：通过观察粒细胞集落刺激因子（G—CSF）对大鼠急性脊髓损伤后神经细胞凋亡及Caspase-3的表达的影响,探讨其对脊髓保护的作用机制。方法：32只Vistar大鼠随机分成2组：对照组和治疗组,每组16只,采用改良的Allen’s装置制成大鼠急性脊髓损伤模型。在术前及术后对大鼠进行BBB功能评分观察大鼠的神经功能变化;用免疫荧光法检测脊髓损伤后个时间点Caspase-3表达;原位脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法（Tunel法）检测凋亡细胞。结果：大鼠急性脊髓损后Caspase-3表达与细胞凋亡均呈现先升高后下降的趋势,损伤后3d可见大量的Caspase-3和TUNEL阳性细胞,7d时达到高峰,此后表达逐渐减少,21d时仍可见少量阳性细胞。与对照组比较,G—CSF治疗组各时间点Caspase-3表达和细胞凋亡显著降低,功能恢复显著优于对照组,差异具有统计学意义。结论：G-CSF可以减轻大鼠脊髓损伤后的神经元凋亡,从而发挥神经保护作用,其作用可能是通过抑制Caspase-3的表达使脊髓损伤周围神经细胞凋亡显著下降而实现的。     

重组人凋亡诱导因子基因的构建、表达及其对HeLa细胞的促凋亡作用

凋亡诱导因子（apoptosis-inducing factor, AIF）定位于细胞的线粒体膜间隙.当凋亡信号刺激时,AIF分子从线粒体释放到胞浆,然后转位到细胞核内,引起染色体核周边凝集和DNA呈大片段断裂（～50 kb）.用RT-PCR法分段克隆得到人全长AIF基因,经改造截去其N端线粒体定位信号编码序列,代之以不同长度的绿脓杆菌外毒素(PE)转膜结构域序列.把这些重组基因克隆入pIRES2-EGFP真核表达载体,脂质体法转染HeLa细胞,通过荧光显微镜观察、共聚焦显微镜观察、电镜观察等方法检测了多种重组人AIF基因的表达及其对细胞生长的影响.证明了重组人AIF基因的表达可引起HeLa细胞死亡,为肿瘤的杀伤提供了新的策略.     

促凋亡基因Bax在大鼠脊髓损伤后的表达及意义

目的:研究促凋亡基因Bax表达与脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)程度的关系.方法:Wistar大鼠36只,随机分成3组,为正常对照组、轻(中)度损伤组和重度损伤组.大鼠在脊髓损伤后14天处死,HE和Nissel染色观察脊髓组织形态结构和病理学变化,免疫组织化学S-P法检测脊髓中Bax表达情况.结果:Bax蛋白在大鼠脊髓损伤前后表达阳性率分别为5.6%和58.3%,有显著性差异(P＜0.05);轻(中)度脊髓损伤和重度脊髓损伤中的Bax的阳性率分别为18.5%和59.3%,有显著性差异(P＜0.05).结论:Bax基因表达与大鼠脊髓损伤有密切关系,且随着损伤程度加重Bax表达也增强.     

自组装短肽在脊髓急性创伤早期减少细胞凋亡的研究

目的 为研究在脊髓急性损伤中,自组装短肽溶液对创伤后神经组织的保护作用及创伤后早期神经组织细胞凋亡的时间分布规律.方法 实验使用了手术切断大鼠脊髓胸段T8至T10作为脊髓损伤动物模型,使用末端脱氧核苷酸转移酶介导生物素标记(TUNEL)技术,检测实验后不同时间点的损伤脊髓组织细胞凋亡情况.结果 伤后2 h,损伤区及邻近段开始出现末端标记阳性细胞;伤后8 h,凋亡阳性细胞数达高峰;同时,自组装短肽实验组细胞凋亡较空白对照组少.结论 自组装短肽溶液对急性脊髓创伤组织具有保护作用.     

急性脊髓损伤后大鼠电刺激运动诱发电位的变化

目的：比较不同程度脊髓损伤（SCI）与运动诱发电位（MEP）变化之间的关系,探索MEP检查在SCI早期诊断及预后中的价值。方法：27只雄性SD大鼠以改良Allen‘s打击法致伤T8－T9脊髓,按打击冲量随机分为空白对照组（n=5),SCI A组（50gcf,n=8),SCI B组（70gcf,n=8)和SCI C组（100gcf,n=6),采用单极经皮层电刺激,分别于损伤前、伤后即刻、15min、30min、1h、3h和6h连续观察scMEP变化,并计算脊髓出血坏死区域占脊髓横截面积的比率。结果：对照组MEP无显著改变,SCI A组和SCI B组动物MEP早成份波幅立即减低或消失,以后有所恢复,晚成份波消失后未再出现。SCI C组动物除2只大鼠SCI后MEP仍有所恢复外,其余动物再未出现MEP波。脊髓损伤随打击冲量增大而增加,与伤后1h scMEP最大波幅呈显著相关（r=-0.821)。结论：SCI后scMEP的变化程度与打击冲量和脊髓病理损伤面积相关,提示scMEP可以作为一种脊髓功能检测的客观指标。     

乙酰左旋肉碱对大鼠脊髓损伤的神经保护作用及其机制*

目的:观察不同剂量乙酰左旋肉碱(ALC)对脊髓损伤大鼠后肢运动功能恢复和脊髓组织结构的影响,为临床治疗脊髓损伤提供实验和理论依据。方法:将55只8～10周SD大鼠随机分为高(300 mg/kg)、中(200 mg/kg)、低剂量(100 mg/kg)药物干预(SCI+ALC)组、损伤(SCI)组和假手术(Sham)组共5组用于行为学评价、MAD和SOD检测、HPLC检测和HE染色。BBB评分和改良Rivlin斜板实验评价各组大鼠后肢运动功能。HE染色观察对脊髓组织形态结构的影响。另外9只大鼠随机分为Sham组、SCI组和ALC组,用于TUMEL法检测细胞凋亡情况。结果:高、中、低剂量SCI+ALC组干预后BBB评分与SCI组比较,其中中、高剂量ALC组具有显著性差异(P＜ 0.01),大鼠后肢运动功能得以明显改善;Rivlin斜板实验最大倾斜角,SCI+ALC组较SCI组角度明显增加(P＜ 0.05),其中中、高剂量ALC组具有显著性差异(P＜0.01)。HE染色ALC高剂量组较SCI组,组织结构明显改善,炎性细胞和红细胞数量减少,神经细胞核仁部分显示不清。ELISA法检测大鼠损伤节段脊髓组织中SOD活力和MDA含量。结果提示,SCI+ALC组较SCI组SOD活力明显增加,而MDA含量明显降低(P＜0.05),其中中、高剂量ALC组具有显著性差异(P＜0.01)。HPLC色谱显示SCI+ALC组新鲜血清样品与ALC标准品溶液在 260 nm处具有相同的紫外吸收光谱,而Sham组和SCI组血清样品在该处未出现光谱值,说明SCI+ALC组样品中存在与标准品相同的物质。TUNEL染色显示Sham组可偶见凋亡信号,ALC高剂量组较SCI组细胞凋亡信号明显减少(P＜ 0.05)。结论:ALC能促进脊髓损伤大鼠后肢运动功能的恢复,抑制氧化应激和细胞凋亡、对受损脊髓组织具有修复作用。     

PKC-ERK通路在热损伤诱导单核细胞凋亡中的作用

应用流式细胞检测术、Western印迹、激酶活性测定等技术,检测PKC与ERK在热损伤诱导单核细胞株Raw264.7细胞凋亡中的作用。结果显示热损伤导致PKC短暂激活,PKC激活剂佛波脂(PMA)与热损伤联合作用导致PKC持续活化;并且PKC的持续激活抑制热损伤诱导的Raw264.7细胞凋亡,而PKC的抑制可促进细胞凋亡;ERK活性检测显示热损伤抑制ERK磷酸化,而PMA激活ERK磷酸化活化,并且这种激活作用通过PKC;进一步细胞凋亡检测显示ERK抑制剂PD098059可解除PMA对热损伤诱导Raw264.7细胞凋亡的抑制作用,从而提示PKC通过ERK负调控热损伤诱导的Raw264.7细胞凋亡。     

缺氧预处理神经干细胞移植对大鼠急性脊髓损伤后神经胶质细胞凋亡及脊髓空洞形成的影响

目的:研究缺氧预处理神经干细胞(NSCs)移植对大鼠急性脊髓损伤(ASCI)后神经胶质细胞凋亡及脊髓空洞形成的影响.方法:将30只SD大鼠分为假手术对照组;脊髓损伤组;去铁敏组;普通NSCs组;缺氧预处理NSCs组.制成脊髓损伤模型,移植后观察脊髓神经胶质细胞凋亡情况及脊髓空洞形成情况.结果:经去铁敏缺氧预处理培养的NSCs与常规培养的NSCs无明显形态学变化.移植术后7d,缺氧预处理NSCs移植能显著减少脊髓损伤周围区神经胶质细胞的凋亡数量,减少脊髓空洞形成.结论:缺氧预处理NSCs移植能明显抑制大鼠急性脊髓损伤后神经胶质细胞凋亡,减少脊髓空洞的形成.     

缺氧预处理神经干细胞移植对大鼠急性脊髓损伤后神经胶质细胞凋亡及脊髓空洞形成的影响

目的:研究缺氧预处理神经干细胞(NSCs)移植对大鼠急性脊髓损伤(ASCI)后神经胶质细胞凋亡及脊髓空洞形成的影响。方法:将30只SD大鼠分为假手术对照组;脊髓损伤组;去铁敏组;普通NSCs组;缺氧预处理NSCs组。制成脊髓损伤模型,移植后观察脊髓神经胶质细胞凋亡情况及脊髓空洞形成情况。结果:经去铁敏缺氧预处理培养的NSCs与常规培养的NSCs无明显形态学变化。移植术后7d,缺氧预处理NSCs移植能显著减少脊髓损伤周围区神经胶质细胞的凋亡数量,减少脊髓空洞形成。结论:缺氧预处理NSCs移植能明显抑制大鼠急性脊髓损伤后神经胶质细胞凋亡,减少脊髓空洞的形成。     

MiRNA-125a-5p对于脊髓损伤后炎症反应、细胞凋亡及促进神经再生的作用机制研究

摘要 目的：探讨MiRNA-125a-5p对于脊髓损伤（SCI）后炎症反应、细胞凋亡及促进神经再生的作用机制。方法：建立6周龄大鼠SCI模型,将60只大鼠随机分为对照组（n=20）、SCI组（n=20）和MiRNA-125a-5p组（n=20）,对照组仅行椎板切除术,SCI组大鼠鞘内注射等量生理盐水,MiRNA-125a-5p组大鼠鞘内注射MiRNA-125a-5p agomir。采用定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）检测各组大鼠MiRNA-125a-5p和核因子kB（NF-kB）的相对RNA表达水平。酶联免疫吸附法（ELISA）检测炎症因子白细胞介素1（IL-1）、趋化因子受体-4（CXCR-4）和单核细胞趋化因子-1（MCP-1）水平的表达。采用蛋白免疫印迹试验检测细胞凋亡蛋白和神经调节因子蛋白的表达情况。采用Basso-Beattie-Bresnahan（BBB）运动能力评定量表评价大鼠神经运动功能。结果：与对照组比较,SCI组MiRNA-125a-5p表达均降低,NF-kB表达均升高,差异均有统计学意义（P＜0.05）;与SCI组比较,MiRNA-125a-5p组MiRNA-125a-5p表达均升高,NF-kB表达均降低,差异均有统计学意义（P＜0.05）。与对照组比较,SCI组IL-1、CXCR-4、MCP-1水平均升高,差异有统计学意义（P＜0.05）。与SCI组比较,MiRNA-125a-5p组IL-1、CXCR-4、MCP-1水平均降低,差异有统计学意义（P＜0.05）。与对照组比较,SCI组半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase-3）、聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶（cleaved PARP）蛋白和原癌基因（bcl-2）蛋白表达均升高,神经细胞粘附分子1（NCAM1）、神经胶质蛋白1（NL1）和神经调节蛋白-1（NRG1）蛋白表达均降低,差异有统计学意义（P＜0.05）;与SCI组比较,MiRNA-125a-5p组caspase-3和cleaved PARP蛋白表达均降低,bcl-2、NCAM1、NL1和NRG1蛋白表达均升高,差异均有统计学意义（P＜0.05）。与对照组比较,SCI组大鼠神经运动功能评分在第7 d以后显著降低,差异有统计学意义（P＜0.05）;与SCI组比较,MiRNA-125a-5p组大鼠神经运动功能评分在第7 d以后均升高,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：MiRNA-125a-5p抑制NF-kB信号通路,降低炎症反应和细胞凋亡,促进神经再生,改善大鼠神经运动功能恢复。     

G6PD缺陷通过Caspase-3和PARP-1诱导人黑色素瘤细胞凋亡

葡糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)在许多肿瘤细胞中高表达,但其发生的作用机理目前仍然不明确.以正常人表皮黑色素细胞(HEM)、野生型人黑色素瘤A375细胞(A375-WT)和G6PD缺陷的A375细胞(A375-G6PDΔ)为对象,经real-time PCR、Western印迹和紫外分光光度法分析显示,A375-WT细胞的mRNA、G6PD蛋白和G6PD活性分别是HEM细胞的1.89倍(P0.05)、6.86倍(P0.01)和2.30倍(P0.05).Annexin V/PI流式细胞仪和Western印迹测定表明,A375-G6PDΔ的凋亡率是A375-WT的5.10倍(P0.01),活化半胱氨酸蛋白酶3(caspase-3)增高1.84倍(P0.01)以及89 kD多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶-1(PARP-1)生成增加2.87倍(P0.01).分光光度法分析显示,A375-G6PDΔ的NADPH和GSH分别降低了72.30%(P0.01)和27.39%(P0.05),并伴有75.43%的H2O2增高(P0.01).结果提示,G6PD在黑色素瘤细胞中高表达和高活性,而敲减G6PD表达通过caspase-3和PARP-1信号诱发人黑色素瘤细胞凋亡,这为深入揭示黑色素瘤的发生机理提供了新思路。     

细胞色素c在后处理抗大鼠肠缺血-再灌注损伤细胞凋亡中的变化

本文旨在研究细胞色素c在后处理抗大鼠肠缺血-再灌注损伤细胞凋亡中的变化。将Sprague-Dawley大鼠32只随机分为4组(n=8):假手术(Sham)组、缺血-再灌注(I/R)组、缺血预处理(IPC)组、缺血后处理(IPOST)组。应用激光共聚焦扫描显微镜检测各组大鼠肠黏膜细胞线粒体跨膜电位的变化。用Western blot方法检测肠黏膜细胞线粒体内细胞色素c及caspase-3表达的变化。末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法(TUNEL)和DNA琼脂糖凝胶电泳方法检测大鼠肠黏膜细胞凋亡发生情况。实验结果显示,与缺血-再灌注组相比,缺血后处理组大鼠肠黏膜细胞线粒体跨膜电位显著升高(P0.05),线粒体内细胞色素c蛋白表达水平显著增加(P0.05),caspase-3蛋白表达降低(P0.05),细胞凋亡率明显降低(P0.05)。缺血后处理组与缺血预处理组相比各项指标差异无统计学意义(P0.05)。上述结果提示缺血后处理可通过阻止线粒体释放细胞色素c抑制凋亡发生,减轻大鼠肠缺血-再灌注损伤。