虎杖苷对急性心肌梗死所致心脏损伤的保护作用

为了考察虎杖苷对急性心肌梗死所致心脏损伤的保护作用,本研究对H9c2大鼠心肌细胞进行缺氧诱导来模拟急性心肌梗死中心肌细胞的变化。然后用200μmol/L的虎杖苷处理心肌细胞12 h。考察虎杖苷对心肌细胞活力、细胞凋亡及相关蛋白(caspase-3, Bcl-2)和ROS生成的应用,并用小干扰RNA敲低Nrf2,考察敲低Nrf2对心肌细胞的影响。研究显示,缺氧处理可显著降低心肌细胞活力并增加细胞凋亡率,而虎杖苷可抑制缺氧诱导的细胞活力降低和细胞凋亡。虎杖苷可显著抑制缺氧诱导的caspase-3的下调并抑制缺氧诱导的Bcl-2的上调。虎杖苷可显著抑制缺氧诱导的Nrf2和HO-1的下调。敲低Nrf2可降低H9c2心肌细胞活力并增加细胞凋亡率。敲低Nrf2可上调caspase-3表达,并下调Bcl-2和Nrf2/HO-1信号通路的表达。缺氧可诱导H9c2细胞中ROS的产量升高,虎杖苷可抑制ROS的生成。然而,敲低Nrf2可导致细胞中ROS产量再次升高。虎杖苷具有抑制缺氧诱导的心肌细胞凋亡的作用,并且虎杖苷可通过抗氧化作用来减轻急性心肌梗死所致的心脏损伤。虎杖苷的抗氧化和心肌保护作用部分依赖于Nrf2/HO-1信号通路。     

解偶联蛋白2通过抗氧化应激反应预防酒精性心肌损害

目的:探讨解偶联蛋白2(uncoupling protein 2,UCP2)在酒精性心肌损害中的作用及其分子机制。方法:采用乙醇在体内的代谢产物乙醛作为刺激因素,将培养心肌细胞分为对照组,乙醛组和乙醛+UCP2抑制剂京尼平组(京尼平组),干预24小时后检测心肌细胞中超氧阴离子(superoxide anion,SOA)及一氧化氮(nitric oxide,NO)的水平,并检测UCP2的蛋白表达水平,另一组实验干预72小时后采用TUNEL法检测心肌细胞凋亡率。结果:与对照组比较,乙醛组心肌细胞中SOA水平显著升高(P<0.01),而NO水平显著降低(P<0.01),且UCP2的蛋白水平也较对照组显著增加(P<0.01)。而与乙醛组比较,京尼平组心肌细胞中SOA的水平进一步增加(P<0.01),NO的水平也进一步降低(P<0.01)。与对照组比较,乙醛可诱导培养心肌细胞凋亡(P<0.01),而京尼平组凋亡率较乙醛组则进一步升高(P<0.01)。结论:UCP2在酒精性心肌损害中通过调控SOA/NO的水平发挥代偿性保护作用。     

MFN1介导的线粒体融合在心肌细胞凋亡中的作用研究

目的:探讨线粒体融合关键蛋白MFN1介导的线粒体融合在调控心肌细胞凋亡中的作用。方法:通过si RNA降低体外培养H9C2心肌细胞中MFN1的表达后,采用Western blot检测线粒体细胞色素c(Cyto c)释放及其下游凋亡效应分子Caspase9与Caspase3活性,流式细胞术检测细胞内活性氧(ROS)的产生情况,流式细胞术检测细胞凋亡的情况。结果:干扰MFN1可显著促进H9C2心肌细胞内细胞色素c由线粒体释放至胞浆,促进Caspase9与Caspase3的激活,增加细胞内活性氧ROS产生并提高细胞凋亡率(均P0.05)。结论:MFN1介导的线粒体融合可保护心肌细胞凋亡,其机制可能与抑制ROS产生与细胞色素C释放有关。     

解偶联蛋白2与衰老

解偶联蛋白(uncoupling protein,UCP)属于线粒体内膜上的一类载体蛋白,其生理作用是消除线粒体膜电位,使氧化磷酸化解偶联,从而抑制酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)合成,能量以热能形式散发.研究发现UCP2具有一种质子漏功能,表现对线粒体活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生的调控和降低ROS的功能.在不同组织器官,不同代谢状态下UCP2的生理功能对细胞的影响不完全相同.特别是近年来的研究发现,UCP2参与了能量代谢、ROS的产生、子宫内膜退化、衰老等过程,并且与非酒精性脂肪肝、抗肥胖、动脉粥样硬化、局部缺血以及缺血再灌注损伤和2型糖尿病等有一定的相关性,倍受人们的关注.     

TUNEL法探讨UCP2敲除对糖尿病心肌细胞凋亡的影响

目的:探讨UCP2对糖尿病小鼠心肌细胞的凋亡作用.方法:建立解耦联蛋白2(Uncoupling protein2,UCP2)敲除(UCP2-/-)的糖尿病模型,用原位脱氧糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(TUNEL)检测,显微成像系统采集图像,经计算机图像系统分析及统计学处理.结果:TUNEL阳性信号为棕色颗粒,即为细胞凋亡.结论:UCP2影响糖尿痛心肌细胞凋亡.     

藻蓝蛋白对2型糖尿病大鼠心肌细胞凋亡影响的研究

目的:研究藻蓝蛋白对2型糖尿病大鼠心脏形态结构和心肌细胞凋亡的影响.方法:健康雄性Wistar大鼠32只,高脂高糖饲料喂养联合小剂量链脲佐菌素(STZ)腹腔注射方法建立2型糖尿病大鼠模型,藻蓝蛋白灌胃治疗,组织病理学技术观察心脏的形态结构,用原位末端标记法(Tunel法)检测心肌细胞凋亡.结果:正常组大鼠心肌纤维走行和结构正常,心脏中均可见少量散在的棕黄色染色的凋亡阳性心肌细胞;模型组大鼠心肌纤维肥大、颗粒变性、脂肪变性,凋亡阳性细胞较正常组明显增多,凋亡指数有显著差异(P＜0.05);藻蓝蛋白组和二甲双胍组心肌细胞形态结构较模型组显著改善,正常细胞数目增多、排列较规则,肿胀和变性细胞较模型组显著减少,凋亡阳性细胞较模型组显著减少,凋亡指数有显著差异(P＜0.05).藻蓝蛋白组和二甲双胍组凋亡指数无显著性差异(P＞0.05).结论:藻蓝蛋白可抑制糖尿病大鼠心肌细胞凋亡,发挥一定的保护作用.     

H_2O_2诱导Neuro-2a细胞死亡机理的研究

细胞内线粒体呼吸链过程中的电子漏和神经细胞代谢的酶类如单胺氧化酶(MAO)等可产生活性氧物质(ROS)如H_2O_2等。ROS对细胞有毒性作用,导致细胞死亡,在许多疾病特别是神经退行性疾病中具有重要作用。我们用H_2o_2诱导N-2a神经母细胞瘤细胞,利用光镜、荧光显微镜、透射电镜观察了诱导的N-2a细胞的死亡,结果表明其死亡形式不同于典型的细胞凋亡,而类似于Ⅱ型神经细胞编程性死亡,死亡细胞染色质呈团块状凝集,细胞核膜仍保持完整。DNA不降解形成ladder,且不需要caspase-3,1的活性,但是H_2O_2诱导的Neuro-2a细胞死亡可以被Bcl-X_L,抑制。我们的结果可以说明,ROS介导的细胞毒性作用是导致Ⅱ型神经细胞编程性死亡的一个原因。     

H2O2诱导Neuro-2a细胞死亡机理的研究

细胞内线粒体呼吸链过程中的电子漏和神经细胞代谢的酶类如单胺氧化酶(MAO)等可产生活性氧物质(ROS)如H2O2等.ROS对细胞有毒性作用,导致细胞死亡,在许多疾病特别是神经退行性疾病中具有重要作用.我们用H2O2诱导N-2a神经母细胞瘤细胞,利用光镜、荧光显微镜、透射电镜观察了诱导的N-2a细胞的死亡,结果表明其死亡形式不同于典型的细胞凋亡,而类似于Ⅱ型神经细胞编程性死亡,死亡细胞染色质呈团块状凝集,细胞核膜仍保持完整.DNA不降解形成ladder,且不需要caspase-3,1的活性,但是H2O2诱导的Neuro-2a细胞死亡可以被Bcl-XL抑制.我们的结果可以说明,ROS介导的细胞毒性作用是导致Ⅱ型神经细胞编程性死亡的一个原因.     

NADPH氧化酶与ROS信号区域化

最近有关活性氧物质 (ROS)的研究取得了突飞猛进的进展,尤其是其作为第二信使介导了许多生理性与病理性细胞事件,包括细胞分化、过度生长、增殖及凋亡.为了避免ROS的毒性产生特异性的信号转导,ROS的产生与代谢必须被严格调控;其具体的调控机制一直是人们关注的焦点. 最近有关ROS区域化观点的提出解决了这一问题. NADPH是生成ROS的主要来源. 研究发现,NADPH氧化酶及其衍生的ROS存在于机体的多种组织内,且在细胞中呈区域化分布,对细胞内信号的精确调控具有至关重要的作用. NADPH一方面通过小窝/脂筏组装成功能型复合物,从而产生ROS区域化;另一方面,NADPH通过其不同亚细胞定位亚基与各种靶蛋白之间的相互作用,产生ROS特异性. 本文系统综述了NADPH衍生的ROS信号区域化,为进一步理解ROS信号在各种生理或病理过程的分子调控机制提供理论依据.     

内质网应激与心血管疾病研究概述

内质网应激是继死亡受体信号途径和线粒体途径之后新近发现的一条细胞凋亡通路,适度的应激可通过未折叠蛋白反应(UPR)产生细胞保护作用,但当应激过强或长时间不缓解时则会触发CHOP、ASK1/JNK及Caspases等通路诱导细胞凋亡。近年来研究发现内质网应激参与多种心血管疾病的发生发展,通过对相关通路的干预可以产生心肌细胞的保护作用,这有望成为防治心脏疾病的新靶点。     

自由基与细胞凋亡

细胞凋亡是指细胞在生理和病理情况下的一种死亡模式,广泛涉及到肿瘤、衰老和退行性病变等一系列疾病．最近有实验表明自由基与细胞凋亡有密切的关系．凋亡细胞内活性氧自由基（ROS）生成增加,同时消除ROS的能力下降.大多数凋亡障碍的细胞表现出ROS分子大量减少,若调节细胞内ROS含量,死亡率能随之改变;离子辐射能通过经自由基引起细胞的凋亡,培养细胞在无血清或撤除生长因子后发生的死亡也大多与细胞内自由基代谢酶如过氧化氢酶等的活性变化有关.提示自由基是参与调节细胞凋亡的重要因素之一.     

Peroxiredoxin V保护HT22小鼠海马神经细胞抵抗NO诱导的细胞凋亡

Peroxiredoxin V(Prx V)是过氧化物酶peroxiredoxins家族中的一员,在神经细胞中含量丰富,具有通过清除细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)和过氧亚硝酸盐抑制氧化应激诱导的细胞凋亡的作用。过量的一氧化氮(nitric oxide,NO)具有较强的神经毒性,可引起小胶质细胞炎性反应,诱导神经细胞凋亡从而引发神经退行性疾病,而且可诱导神经小胶质细胞Prx V的表达,参与小胶质细胞的活性调控过程。但是,NO诱导的海马神经细胞凋亡过程中Prx V的作用尚不清楚。该研究利用硝普化钠(sodium nitroprusside dihydrate,SNP)作为NO供体,检测了NO诱导的HT22小鼠海马神经细胞的凋亡及对Prx V蛋白表达的影响。结果显示,SNP诱导的HT22细胞凋亡呈现时间、浓度依赖性;并特异性地抑制了Prx V的表达,致使细胞内ROS水平升高,激活线粒体依赖的经典凋亡途径,导致HT22细胞的凋亡。该研究结果揭示,NO通过抑制细胞内Prx V的表达导致细胞内ROS水平升高,最终诱导HT22细胞发生凋亡的机制,为保护NO诱导的神经细胞凋亡提供了新的理论依据。     

解偶联蛋白2与衰老

解偶联蛋白（uncoupling protein,UCP）属于内膜上的一类载体蛋白,其生理作用是消除线粒体膜电位,使氧化磷酸化解偶联,从而抑制酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP）合成,能量以热能形式散发。研究发现UCP2具有一种质子漏功能,表现对线粒体活性氧（reactive oxygen species,ROS）产生的调控和降低ROS的功能：在不同组织器官,不同代谢状态下UCP2的生理功能对细胞的影响不完全相同。特别是近年来的研究发现,UCP2参与了能量代谢、ROS的产生、子宫内膜退化、衰老等过程,并且与非酒精性脂肪肝、抗肥胖、动脉粥样硬化、局部缺血以及缺血再灌注损伤和2型糖尿病等有一定的相关性,倍受人们的关注。     

GLP-1拮抗活性氧对AGEs诱导乳鼠成纤维细胞凋亡的保护作用

为研究胰高血糖素样肽-1(Glucogon like peptide-1,GLP-1)对晚期糖基化终产物(Advanced Glycation End Products,AGEs)诱导成纤维细胞凋亡的影响及其机制研究。体外培养成纤维细胞,实验分为5组:正常对照组,200 mg/L AGEs试验组,AGEs(200 mg/L)+GLP-1(5 nmol/L)组,AGEs(200 mg/L)+GLP-1(10 nmol/L)以及AGEs(200 mg/L)+GLP-1(20 nmol/L)组,处理24 h。通过CCK-8比色法检测细胞存活率,相差显微镜观察细胞形态,双氯荧光素(DCFH-DA)染色荧光显微镜摄片观察细胞内活性氧(ROS)水平;运用Hoechst33258检测试剂盒及流式细胞术检测成纤维细胞的凋亡率,Western Blot检测凋亡相关蛋白Caspase-3、Bcl-2的表达量。结果表明:与正常组相比,200 mg/L AGEs组降低成纤维细胞生存率,活性氧(ROS)生成量增加;与AGEs组相比,AGEs+GLP-1组成浓度依赖性提高细胞生成率,活性氧(ROS)含量减少。与正常组相比,AGEs组导致促凋亡蛋白Caspase-3增加,抑制凋亡蛋白Bcl-2减少,细胞凋亡率升高;AGEs+GLP-1组较AGEs组下调促凋亡蛋白Caspase-3,上调抑制蛋白凋亡Bcl-2,细胞凋亡率减少。由此可见,GLP-1可以通过拮抗活性氧(ROS)发挥对AGEs诱导的成纤维细胞凋亡的保护作用。     

自噬调控白色脂肪细胞棕色化的研究进展

脂肪细胞自噬(autophagy)以脂自噬和线粒体自噬的形式存在。细胞通过脂自噬调节脂质代谢,降低脂毒性并为线粒体活动提供原料;通过线粒体自噬控制细胞数量和质量影响细胞的功能。白色脂肪细胞中脂质过度积累及自噬调控异常引起的炎症,可导致肥胖症及其相关代谢疾病的发生。通过白色脂肪细胞棕色化将储能的白色脂肪细胞转变成产热的米色脂肪细胞是防治肥胖症的策略之一,而白色脂肪细胞棕色化过程需要自噬的调控。就目前有关两种形式的自噬在白色脂肪细胞棕色化中的作用、相关信号通路及自噬调节炎症的研究进展做一综述评论,以期为抗肥胖及其相关代谢性疾病研究提供参考依据。     

解偶联蛋白2通过抗氧化应激反应预防酒精性心肌损害

目的：探讨解偶联蛋白2（uncouplingprotein2,UCP2）在酒精性心肌损害中的作用及其分子机制。方法：采用乙醇在体内的代谢产物乙醛作为刺激因素,将培养心肌细胞分为对照组,乙醛组和乙醛＋ucP2抑制剂京尼平组（京尼平组）,干预24小时后检测心肌细胞中超氧阴离子（superoxideanion,SOA）及一氧化氮（nitricoxide,NO）的水平,并检测UCP2的蛋白表达水平,另一组实验干预72小时后采用TUNEL法检测心肌细胞凋亡率。结果：与对照组比较,乙醛组心肌细胞中SOA水平显著升高（P〈0．01）,而NO水平显著降低（P〈0．01）,且UCP2的蛋白水平也较对照组显著增加（P〈0．01）。而与乙醛组比较,京尼平组心肌细胞中SOA的水平进一步增加（P〈0．01）,NO的水平也进一步降低（P〈0．01）。与对照组比较,乙醛可诱导培养心肌细胞凋亡（P〈0．01）,而京尼平组凋亡率较乙醛组则进一步升高（P〈0．01）。结论：UCP2在酒精性心肌损害中通过调控SOA／NO的水平发挥代偿性保护作用。     

KLF4/BNIP3介导的线粒体自噬在FNDC5抵抗阿霉素心肌毒性中的作用

摘要 目的：本研究旨在探究FNDC5（Irisin）是否通过激活KLF4而抑制BNIP3介导的线粒体过度自噬,保护线粒体功能及降低纤维化蛋白的表达,明确其在DOX导致的心肌细胞毒性中的保护作用机制。方法：将分离的心肌成纤维细胞随机进行如下分组：对照组（CON）、FNDC5处理组（FNDC5）、DOX损伤组（DOX）、FNDC5保护组（DOX-FNDC5）、DOX+Scramble siRNA损伤组(DOX-Scramble siRNA)、FNDC5+Scramble siRNA保护组（DOX-FNDC5-Scramble siRNA）、DOX+KLF4 siRNA组（DOX-KLF4 siRNA）、DOX+FNDC5+KLF4 siRNA组（DOX-FNDC5-KLF4 siRNA）,并检测ROS生成量、Western Blot检测线粒体功能及心肌成纤维细胞纤维化标志蛋白的表达等试验方法,观察FNDC5处理对DOX诱导的心肌细胞毒性的作用机制。结果：体外研究表明,与CON组细胞相比,DOX处理后可显著抑制ATP生成,而细胞凋亡率显著增加、同时线粒体自噬过度激活（BNIP3、Atg5及LC3的蛋白表达量明显增加）、细胞纤维化标志蛋白（Collagen I、α-SMA）的表达量显著增加,而FNDC5处理后可显著逆转DOX诱导的心肌细胞损伤。进一步的研究证实,FNDC5通过激活KLF4而抑制BNIP3介导的线粒体自噬,保护线粒体功能及降低纤维化。然而,FNDC5对BNIP3介导的线粒体自噬的抑制作用可被KLF4 siRNA部分抵消,细胞纤维化蛋白表达增加。结论：FNDC5通过激活KLF4信号而抑制BNIP3介导的线粒体过度自噬,保护线粒体功能及降低纤维化蛋白的表达,进而缓解DOX导致的心肌细胞毒性。     

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。     

乙醛脱氢酶2可减少氧化损伤诱导的心肌细胞凋亡

乙醛脱氢酶2 (aldehyde dehydrogenase 2, ALDH2)是线粒体特异性酶,已被证明参与氧化应激诱导的细胞凋亡,而在心肌细胞中的作用知之甚少。本研究旨在通过用特异性ALDH2抑制剂大豆苷抑制ALDH2活性来研究ALDH2在抗霉素A诱导的心肌细胞凋亡中的作用。应用抗霉素A和大豆苷诱导小鼠心肌细胞,然后测定ALDH2酶活性、细胞内活性氧(reactive oxy gen species, ROS)含量和细胞凋亡,应用RT-PCR和蛋白质印迹法(Western blotting)检测ALDH2 m RNA和蛋白表达。结果表明,抗霉素A (40μg/mL)可诱导新生心肌细胞凋亡,而大豆苷(50μmol/L)能有效地抑制ALDH2活性而对细胞凋亡没有影响,并且可显著增强抗霉素A诱导的心肌细胞凋亡(53.72%～71.33%, p<0.05)。与单独用抗霉素A处理的细胞相比,抗霉素A和大豆苷共处理的心肌细胞中活化的丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号传导途径(p38-MAPK)的磷酸化也显著增加。本研究初步表明,改变线粒体ALDH2活性可能是减少氧化损伤诱导的心肌细胞凋亡的潜在选择。     

解偶联蛋白2对活性氧的抑制作用

线粒体在能量代谢和自由基代谢中占据十分重要的地位。电子传递过程中形成的活性氧(reactive oxygen species,ROS)履行着众多生理功能,但过多或持续存在的ROS可能与癌症、衰老、糖尿病、动脉硬化、局部缺血或再灌注损伤等的发生有关。解偶联蛋白2(uncoupling protein 2,UCP2)作为线粒体内膜质子转运家族中的一个新成员,通过解偶联作用能降低线粒体内膜电势,使活性氢产生减少。UCP2抑制ROS产生的作用日益受到关注。