线粒体动力学及线粒体自噬调控机制的研究进展

线粒体形态和功能的异常与多种疾病的发生密切相关。线粒体通过不断的分裂和融合,维持线粒体网络的动态平衡,该过程称为线粒体动力学,是维持线粒体形态、分布和数量,保证细胞稳态的重要基础。此外,机体还通过线粒体自噬过程降解胞内功能异常的线粒体,维持线粒体稳态。线粒体动力学与线粒体自噬二者之间可相互调控,共同维持线粒体质量平衡。探讨线粒体动力学和线粒体自噬的调控机制对揭示多种疾病发生的分子机制、开发新的靶向线粒体动力学蛋白或线粒体自噬调控蛋白的药物具有重要意义。本文从线粒体动力学与线粒体自噬出发,对线粒体动力学调控机制、线粒体自噬及其发生机制以及二者的相互作用关系、线粒体动力学及线粒体自噬与人类相关疾病等方面作一综述。     

线粒体囊泡调控机制与生理功能研究进展

线粒体在细胞的生命活动过程中承担重要作用,线粒体通过自身质量控制维持线粒体健康.线粒体囊泡作为一种新型的线粒体质量控制机制,通过靶向到不同的细胞器,调控线粒体内氧化/受损蛋白的降解;激活免疫系统,发挥抗原呈递和杀灭细菌的功能,从而维持线粒体以及细胞的稳态平衡.本文就线粒体囊泡的调控机制以及生物学功能的研究进展进行综述.     

线粒体动力学调控机制及其在肾脏病理生理学中的作用

线粒体是一种动态变化的细胞器,它通过不断的融合、分裂来维持线粒体的形态、数量和功能稳定,这一过程称为线粒体动力学,是线粒体质量控制的重要机制。线粒体的过度融合与分裂都会导致线粒体动力学的稳态失衡,引起线粒体功能障碍,导致细胞损伤甚至死亡。肾脏的生理活动主要由线粒体供能,线粒体动力学稳态失衡影响着线粒体功能,与急性肾损伤、糖尿病肾病等肾脏疾病密切相关。本文对线粒体动力学的调节、线粒体动力学稳态失衡如何导致线粒体损伤以及线粒体损伤对肾脏病理生理学的影响进行综述,以加深对肾脏疾病中线粒体作用的理解与认识。     

线粒体转录终止因子蛋白家族研究进展

线粒体转录终止因子蛋白的作用是与线粒体DNA的特异位点结合,导致线粒体基因转录停止。近年来,随着人们对线粒体基因转录机制和人线粒体疾病的深入研究,线粒体转录终止因子的功能开始受到人们的关注。本文介绍了线粒体转录终止因子及其家族成员的研究进展和有待解决的一些问题。     

线粒体自噬的研究进展

线粒体自噬（mitophagy）是指细胞通过自噬的机制选择性地清除线粒体的过程。选择性清除受损伤或功能不完整的线粒体对于整个线粒体网络的功能完整性和细胞生存来说十分关键。线粒体自噬的异常和很多疾病密切相关,因此对于线粒体自噬的具体分子机制以及生理意义研究有很重要的生物学意义。线粒体自噬的研究是目前生物学领域的研究热点,该文主要综述了近年来在线粒体自噬领域取得的研究进展,旨在为相关领域的研究提供参考。     

心脏衰老与线粒体治疗

随人口老龄化进程加速,由心脏衰老引发的各类心血管疾病已成为不可忽略的健康问题。心脏中,约95%的ATP来源于心肌线粒体,以维持心脏泵血功能。线粒体功能障碍可导致心肌能量不足,心肌细胞受损死亡或心肌衰老。因此,线粒体的功能完好对于维持心脏正常功能具有重要作用,并被认为是心脏衰老的一个关键特征。本文对心脏衰老与线粒体功能障碍进行综述,主要概述了衰老心脏的特征,衰老心肌细胞线粒体结构与功能的变化,重点阐述线粒体功能障碍导致心脏衰老的5大因素,包括线粒体形态数量的改变,线粒体DNA突变,线粒体质量控制失败,线粒体酶的改变,线粒体相关代谢产物及应激信号的变化。总结了靶向线粒体的心脏衰老治疗方式及作用机制,同时探讨了靶向年龄相关的线粒体治疗心脏衰老的现状和未来方向。     

线粒体损伤与急性肾损伤的研究进展

线粒体是有多种重要功能的细胞器,而肾小管上皮细胞又富含线粒体,越来越多的证据表明线粒体损伤对急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)的发病有着十分重要的作用。近来对于线粒体产能外的功能研究,如线粒体分裂融合、线粒体生成、线粒体自噬等逐渐深入,使得对AKI发病机制及防治手段有更深入的探究。本文就急性肾损伤中线粒体功能的改变、衰老相关的线粒体损伤以及可能的干预靶点的研究进展作一综述。     

线粒体质量控制失调与恶性肿瘤发生和发展相关性的研究进展

线粒体活性氧增多、线粒体DNA突变和拷贝数改变、Ca~(2+)超载、凋亡异常等功能障碍与肿瘤发生、生长、侵袭、转移密切相关.随着研究的逐渐深入,人们认识到线粒体是个动态的细胞器,在生理、病理因素刺激下,经线粒体融合/分裂、线粒体自噬、线粒体生物合成以及线粒体分子伴侣和线粒体未折叠蛋白反应的协同调控,在细胞器和分子水平达到对线粒体及其蛋白质的质量控制,限制和延缓功能受损线粒体的积累和过度增多,维持线粒体数量、形态、功能和蛋白质量的动态平衡,保证细胞正常生命活动的进行,使其更好地适应环境.若线粒体及其蛋白的稳态调节能力下降或失衡,会导致受损线粒体的积累并引发细胞内环境的紊乱,影响线粒体功能的正常发挥,从而诱导正常细胞的恶性转化.     

HepG2细胞中线粒体形状的动态变化

目的:研究HepG2细胞中线粒体形状动态变化过程中的功能变化及其初步分子机制。方法:HepG2细胞经过HBSS缓冲液饥饿处理后,使用线粒体氧化磷酸化解偶联剂CCCP、脂肪酸受体GPR40/120激动剂GW9508、脂肪酸油酸OA和钙离子载体Ionomycin等4种不同药物处理,通过共聚焦显微镜观察和流式细胞分析的手段检测细胞中线粒体形状和功能发生的改变。然后,通过基因沉默Drp1,Mff或者Fis1蛋白,初步研究调控线粒体形状改变的分子机制。结果:经过CCCP和GW9508处理细胞中产生甜甜圈线粒体,而OA和Ionomycin处理产生球状线粒体。CCCP,OA和Ionomycin使线粒体去极化,CCCP、GW9508、OA或者Ionomycin单独处理在一定程度上影响细胞中活性氧化簇ROS。甜甜圈线粒体产生由Drp1介导,而球状线粒体形成依赖于Drp1和Mff。结论:线粒体的形态与其功能相互联系,Drp1和Mff蛋白对于细胞线粒体形状动态改变过程中形状的调整和适应具有很重要的作用。     

线粒体蛋白酶与人类疾病

线粒体是真核细胞的重要细胞器,在能量转换、细胞应激、脂质合成以及细胞凋亡中具有调节作用.许多线粒体蛋白酶参与蛋白质运输、加工激活和降解过程.其中, ATP依赖性的线粒体蛋白酶通过其AAA+结构域(ATP associated multiple activity domain, AAA domain)利用ATP水解来执行线粒体蛋白质质量控制和调节蛋白降解.线粒体蛋白酶活性的改变会导致线粒体功能障碍,从而导致多种人类疾病,包括心血管疾病、神经退行性疾病、衰老和肿瘤等.本文重点综述线粒体蛋白酶1(Lon protease 1, LONP1)、酪蛋白水解蛋白酶P(caseinolytic protease, ClpP)、m-AAA(IMM-embedded AAA face to matrix)和i-AAA(IMM-embedded AAA face to intermembrane space)蛋白酶四种ATP依赖性线粒体蛋白酶及其功能,并阐述其与人类疾病的相关性和临床意义.     

线粒体移植疗法

线粒体移植(mitochondrial transplantation)曾指利用显微操作,将分离获得的正常线粒体注射到卵细胞的辅助生殖技术。近年兴起的,将线粒体直接注射到组织器官的受损部位,或注射到血液循环系统,进而发挥治疗作用的技术,同样被称为线粒体移植。在细胞研究水平,则是直接将线粒体与培养细胞共同孵育。这些技术方法也统称为线粒体疗法。该文系统综述了线粒体移植在心、脑、肝、肾、肺、骨骼肌等多种组织器官损伤模型中,在小鼠、大鼠、兔、猪等多种实验动物模型中的研究成果,以及在心脏病患儿体内的初步临床研究成果;介绍了学界提出的线粒体进入细胞、产生ATP等作用机制,及对此机制的相关质疑;同时介绍了自己课题组关于线粒体移植治疗皮肤急性光损伤和烧伤的研究成果,提出并讨论了线粒体可能不需要进入细胞即可发挥作用的假说。该文提出线粒体移植机制的内化机制和非内化机制概念,为深化线粒体移植机制研究指出新方向。     

转线粒体小鼠的研究进展

线粒体转移技术的发展和成熟使得我们业已成功的建立了转线粒体小鼠动物模型。目前常用的方法主要有:一是直接应用显微注射技术将活的线粒体转入小鼠胚胎;二是通过脱核胞质体与胚胎干细胞融合,再将胚胎干细胞显微注入小鼠囊胚,从而形成嵌和鼠;三是将脱核胞质体与小鼠胚胎直接融合而产生的转线粒体小鼠。随着越来越多线粒体相关疾病的发现,各种不同线粒体疾病的转线粒体小鼠的开发具有十分重要的应用价值和广阔的研究前景。     

线粒体DNA病

线粒体ＤＮＡ病王学敏杨雨善谢惠君郑惠民（第二军医大学,上海２００４３３）关键词线粒体病线粒体ＤＮＡ近年确认了线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）突变会引起人类疾病,临床症状有盲、聋、痴呆、运动障碍、肌肉衰弱、心力衰竭、糖尿病、肾功能不全、肝病等。ｍｔＤＮＡ呈裸...     

线粒体自噬的研究进展

线粒体自噬(mitophagy)是指细胞通过自噬机制选择性清除多余或损伤线粒体的过程,对于线粒体质量控制以及细胞生存具有重要作用。在线粒体自噬的过程中,线粒体自噬受体FUNDCl、Nix、BNIP3,接头蛋白OPTN、NDP52以及去泛素化酶UPS30、UPS8等发挥了重要的调控作用。近年来,研究发现线粒体自噬与神经退行性疾病、脑损伤以及胶质瘤相关。因此,研究线粒体自噬的分子机制具有重要意义。本文就与哺乳动物相关的线粒体自噬分子机制及最新研究进展做一综述。     

线粒体动力学在糖尿病心肌病中的作用及调节机制

心血管并发症是糖尿病患者死亡的首要原因。其中,糖尿病心肌病是排除了高血压、冠心病所致的心肌损伤后的一类特异性心肌病,其特征在于心肌细胞的代谢异常和心脏功能的逐渐衰退,临床表现为早期心肌舒张功能受损,晚期心肌收缩功能受损,最终发展为心力衰竭。线粒体是心肌细胞内提供能量的主要细胞器,线粒体动力学是指线粒体进行融合和分裂的动态过程,是线粒体质量控制的重要途径,线粒体动力学在维持线粒体稳态与心脏功能中起着至关重要的作用。调节线粒体分裂的蛋白主要是Drp1及其受体Fis1、MFF、MiD49和MiD51,执行线粒体外膜融合的蛋白为Mfn1/2,内膜融合蛋白为Opa1。本文综述了近期在糖尿病心肌病线粒体动力学方面的系列研究成果：1型与2型糖尿病心肌病的线粒体动力学失衡均表现为分裂增加与融合受阻,前者的分子机制主要是Drp1上调与Opa1下调,后者的分子机制主要为Drp1上调与Mfn1/2下调,线粒体分裂增加和融合受阻可导致线粒体功能障碍,促进糖尿病心肌病的发生、发展。中药单体安石榴苷、丹皮酚和内源性物质褪黑素等活性成分可通过抑制线粒体分裂或促进线粒体融合,改善线粒体功能,减轻糖尿病心肌病症状。本文...     

线粒体功能障碍在糖尿病肾病进展的作用

糖尿病肾病是糖尿病微血管并发症之一,亦是引起终末期肾脏病的主要原因。目前各种临床治疗手段并没有阻止糖尿病肾病患者肾功能的进行性减退。因此,当务之急是进一步研究糖尿病肾病的发病机制,并从中寻找新的治疗靶点。大量研究结果显示线粒体功能障碍在糖尿病肾病的发生发展过程中具有重要作用。正常线粒体功能的维持依赖于多方面因素的共同参与,如线粒体质量控制机制、线粒体DNA等。这篇综述回顾了关于线粒体与糖尿病肾病相关文献,阐述线粒体功能障碍在糖尿病肾病进展中可能的作用。     

植物细胞质雄性不育分子机理研究进展

本文从线粒体基因组、线粒体基因、线粒体转录 RNA、 线粒体蛋白、转基因植物以及花粉败育机理六个方面详细介绍了植物细胞质雄性不育分子生物学研究的技术和方法。综述了植物细胞质雄性不育分子机理研究的进展,并对植物细胞质雄性不育分子机理的前景作了展望。     

植物细胞质雄性不育分子机理研究进展

本文从线粒体基因组、线粒体基因、线粒体转录RNA、线粒体蛋白、转基因植物以及花粉败育机理六个方面详细介绍了植物细胞质雄性不育分子生物学研究的技术和方法。综述了植物细胞质雄性不育分子机理研究的进展 ,并对植物细胞质雄性不育分子机理的前景作了展望。     

线粒体疾病与核基因－线粒体基因的表达调控

线粒体与疾病是当前生物医学领域最前沿之一。本文简单介绍线粒体生物医学的基础知识、线粒体疾病的遗传模式,综述了近年来在线粒体DNA（mtDNA）突变和疾病、核基因突变和疾病等领域的研究进展,着重阐明核基因（特别是核修饰基因）调控mtDNA突变致病表达的分子机制。     

氧化应激下植物线粒体自噬分析

线粒体自噬,是指通过选择性的识别并清除损伤、衰老及功能紊乱的线粒体,对维持细胞内线粒体质量和数量的平衡产生了重要作用。与动物和酵母中线粒体自噬的研究进展相比,植物线粒体自噬的途径及具体调控机制尚不明确。基于GFP标签,本文探究了氧化胁迫下植物线粒体自噬发生情况。研究发现甲基紫精诱导线粒体在液泡中积累,并呈现两种状态:1) GFP小体包含的线粒体; 2)不含GFP的线粒体。本研究发展的GFP标签策略可为植物线粒体自噬关键调控因子的筛选提供借鉴。