低氧诱导因子-脯氨酸羟化酶轴在肾性贫血中的作用机制研究进展

肾性贫血是慢性肾脏病患者最常见的并发症之一,主要由促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)缺乏和功能性铁缺乏(functional iron deficiency, FID)引起。低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor, HIF)是体内参与细胞低氧应答的主要转录因子,而氧依赖性的脯氨酸羟化酶(prolyl hydroxylase, PHD)是HIF降解反应的限速酶,可羟基化HIF的脯氨酸残基,使HIF被蛋白酶体降解,这就是HIF-PHD氧传感途径,亦称HIF-PHD轴。贫血情况下组织缺氧,通过调节HIF-PHD轴可刺激EPO生成、调节铁代谢等,这已成为治疗肾性贫血的新方法。近年来,几种作为选择性HIF-PHD抑制剂的创新药物被成功开发,其中一些药物正在进行临床试验。本文就HIF-PHD轴的概念、调节机制及其在肾性贫血中的作用机制研究进展进行综述。     

亚急性轻度缺氧增加组胺刺激的肺动脉内皮细胞钙振荡频率

钙振荡 (calcium oscillation) 能以频率解码的形式调节基因转录,钙振荡的频率可反应基因转录的水平 . 为探索持续缺氧是强化还是钝化肺动脉内皮细胞对组胺的反应,研究了 24 h 亚急性轻度缺氧对组胺刺激的肺动脉内皮细胞钙振荡频率的影响,并探索了其机制 . 结果是： a. 24 h 亚急性轻度缺氧可显著增加组胺刺激的肺动脉内皮细胞钙振荡频率; b.NADPH 氧化酶抑制剂, diphenylene iodonium chloride (DPI , 10 μmol/L) 消除了组胺刺激的常氧和缺氧后肺动脉内皮细胞钙振荡; c. 黄嘌呤氧化酶抑制剂,别嘌呤醇 (oxypurinol , 100 μmol/L) 能显著降低组胺刺激的缺氧后肺动脉内皮细胞升高的钙振荡频率,但降低后的钙振荡频率仍高于常氧组,别嘌呤醇对组胺刺激的常氧组肺动脉内皮细胞钙振荡频率无显著影响 . 以上结果表明,在持续缺氧相关的肺疾患中,肺动脉内皮细胞对组胺反应的敏感性增加 . NADPH 氧化酶在组胺刺激的钙振荡的发生中发挥重要作用;黄嘌呤氧化酶的激活是缺氧引起组胺刺激的钙振荡频率增加的重要原因 .     

一氧化氮对线粒体生物合成的积极影响

线粒体是细胞中的微观动力室,其产生我们体内几乎所有的能量和热,且消耗大部分氧和食物热量。它们也是细胞代谢的主要控制者和细胞死亡程序(凋亡)的执行者。一氧化氮气体(NO)——于1987年被确认为一种血管扩张剂——在细胞中,担任有着令人迷惑的排列的调节任务,其中许多与线粒体有关,Nisoli等用他们的发现,即NO刺激新的线粒体的合成(生物合成),将这些分离的领域联系起来。最初NO被确认为血管扩张剂,其调节血液流动至组织,这转而控制氧的供给和线粒体的呼吸底物,以及这些线粒体所产热的重新分配。最近,NO被发现能直接调控氧与血红素的结…     

细胞氧感受器：天冬酰胺酰羟化酶

缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor, HIF）是异二聚体的转录因子,由氧敏感的α亚基和在细胞内稳定表达的β亚基组成,在细胞缺氧应答反应中起核心作用.缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶（prolyl hydroxylase domain-containing proteins, PHDs）和天冬酰胺酰羟化酶,即缺氧诱导因子抑制因子(factor-inhibiting HIF, FIH）是调节缺氧诱导因子蛋白质水平和活性的2类关键酶,它们自身的催化活性受细胞内氧张力的调节,因而被称为细胞氧感受器.目前,大多数的研究都集中于PHDs,而对FIH的研究相对较少.本文主要就FIH的发现、晶体结构、生物学特征以及表达水平和活性调节等方面作一综述.     

肾脏与红细胞生成的关系

很早人们就发现,当机体缺氧或失血时,红细胞生成即加速,这是因为在血浆中有一种活性物质,能够刺激红细胞的生成。1948年这种活性物质被命名为红细胞生成素(Erythropoietin)。后来发现,肾脏是产生红细胞生成素的主要器官。杰克逊(Jacobson)等人首先观察到,当动物切除双侧肾脏后,血浆中红细胞生成素迅速减少,且缺氧或失血时,血浆中也不再出现该物质。临床上,患肾脏肿瘤的病人,有时出现红细胞增多,其血中红细胞生成素也增多。此后,从肾肿瘤组织中     

低氧诱导因子-1α与自身免疫性疾病的相关研究

自身免疫性疾病是由免疫应答异常引起的一系列复杂多变的疾病。研究表明,炎症和缺氧相互依存,持续的炎症和免疫反应增加了氧的消耗,从而导致局部组织缺氧,其中低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)已被证明在自身免疫性疾病中具有重要作用。HIF-1α是血管生成和免疫系统的调节因子,其介导的代谢转变和纤维化也在一些自身免疫性疾病中起关键作用。现就HIF-1α免疫功能及其在自身免疫性疾病中的作用,包括系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、炎性肠病、1型糖尿病和银屑病(psoriasis)等作一概述。     

重组促红细胞生成素(rHu-EPO)及其应用

19世纪,法国生理学家 Paul Verte 发现低氧可以刺激血红细胞生长。1950年美国 Reissman 证实了体内存在一种能刺激血红细胞的物质,称为红细胞生成素(EPO)。1985年,美国的 Fritsch 等成功地从成百上千的基因中发现了能产生 EPO 的一种,运用遗传工程,得以从动物细胞中产生对人类 EPO 负责的基因,从而使大量生产 rHuEPO 成为可能。EPO 是由肾脏分泌的一种重要激素,它具有促进骨髓中红细胞系列的增殖、分化、成熟和释放作用,以及维持血中细胞数和血红蛋白量的稳定状态慢性肾功能衰竭(CRF)的贫血与许多因素有关,这些因素包括:促红细胞生成素(EPO)生成减少、血中存在红细胞生成抑制因子(Inhibitors of Erythropoicsis,IE)、红细胞寿命缩     

缺氧诱导因子-1降解的调控

缺氧是引起细胞损伤的重要原因,而缺氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor,HIF-1)是细胞对氧浓度改变的一系列自适应反应中重要的调节因子,也在肿瘤的发生和组织缺血中起到重要的作用。林希病肿瘤因子(product of von Hippel-lindau disease,pVHL)和缺氧诱导因子抑制因子(factor inhibiting hypoxia-inducible factor-1,FIH-1)是被公认的缺氧诱导因子诱导转录的抑制因子,与HIF-1有着复杂的相互作用,并调控其降解。研究它们的相互作用将为肿瘤及缺血性疾病的治疗提供一条崭新的途径。     

发现人的红血球单克隆抗体

日本国立卫生实验所放射线化学部成功地发明了一种人的红血球单克隆抗体,这是一种把人的红血球注入老鼠体内,使老鼠的脾脏细胞和人的癌细胞融合制作而成的药物.从约300种融合细胞中找到了2种抗体,这2种抗体都具有能使人的红血球凝结的功能. 单克隆抗体能与具有某种性质的蛋白质和糖质起反应,为此,如制成癌的单克隆抗体,就能诊断癌一样,可用来诊断各种疾病。进一步如制成能与特殊细胞反应的抗体,就能应用于生物工艺学中所不能缺少的细     

缺氧信号转导通路的研究进展

人体组织和细胞在环境氧浓度改变的条件下,通过氧感受器和信号转导通路特异地调节某些基因或蛋白的表达来适应低氧.同时在缺氧情况下,缺氧反应导致多种细胞信号通路的激活参与调节呼吸、代谢、细胞生存等.在哺乳动物体内,HIFs是主要的低氧应激转录因子,其α亚基受到多种因素的影响,如PHDs、FIH1、线粒体、CHIP,本文将在常氧和缺氧状态下,对HIF稳定性调节机制及缺氧所介导相关信号转导通路进行综述.     

高氧对雄激素敏感的前列腺癌细胞移植瘤生长及其缺氧诱导因子-1α表达的影响

目的:探讨高氧对雄激素敏感的前列腺癌细胞移植瘤生长及其缺氧诱导因子-1α表达的影响。方法:将前列腺癌前列腺淋巴结癌(LNCa P)细胞接种于36只Foxn1小鼠的双侧腹,并将其随机放置于含氧量不同的气室中并分组如下:缺氧组11例,常氧组16例,高氧组9例。处理28天后进行称重,麻醉处死,从左心室取血样;分离出移植瘤并进行称重。采用Western blotting、免疫荧光分析、血红蛋白测定的方法对各组移植瘤生长、血管生成及血管化、缺氧诱导因子-1(HIF-1α)表达以及细胞信号转导因子表达进行检测。结果:缺氧组的移植瘤生长较常氧组快(P0.05);高氧组移植瘤生长与常氧组相比差异不具有统计学意义(P0.05)。高氧组移植瘤的HIF-1α、血管内皮生长因子(VEGF)和血管内皮生长因子受体2(VEGF-R2)表达均较常氧组高,而缺氧组移植瘤的HIF-1α表达与常氧组基本相似。缺氧组移植瘤的血[HB]增长率(175%)高于常氧组(45%)。高氧组的Nrf2的表达水平较常氧组明显增加(P0.05)。结论:体内高氧诱导HIF-1α在LNCa P肿瘤高表达的同时,不会加快肿瘤的生长。     

低氧对 MSCs 增殖和分化的影响

摘要： 间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)是具有自我更新、 多向分化和强可塑性的细胞, 具有分化为血液、 骨、 软骨、 脂 肪、 肌肉、 表皮、 上皮、 神经等组织的潜能, 受到再生医学研究的关注。目前已有研究表明将 MSCs 移植到多种损伤组织中都能改 善损伤组织的功能。文章在简要回顾了低氧环境对 MSCs 增殖和分化的研究内容和有关理论争论基础上重点介绍了缺氧诱导因 子 （ HIF ）通路对 MSCs 增殖和分化的影响。文章阐述了低氧环境对 MSCs 向成骨,成软骨,成脂及成神经元方向分化的影响。 由于 人体组织内生理条件下的氧张力远远小于大气中的氧张力 （21% ）, 采用低氧培养 MSCs 的研究方法得出的结论将更加贴近实际 MSCs 在人体内的增殖、分化情况。因此研究 MSCs 在低氧张力环境中增殖、分化的能力将为 MSCs 能成功移植到体内并发挥作 用提供保障。     

缺氧对新生小牛肺血管平滑肌细胞增殖的影响及764—3的抑制作用

本研究应用细胞培养、~3H—TdR参入技术,探讨缺氧对新生小牛肺血管平滑肌细胞(PASMC)DNA合成和细胞增殖的影响及746—3和川芎嗪抗细胞增殖效果。结果表明:缺氧的肺血管内皮细胞(PAEC)培养液可以明显增加PASMC中~3H—TdR的参入;缺氧24h亦可直接刺激PASMC,使其中~3H—TdR的参入显著增加(P<0.001);在缺氧的PASMC培养基中加入764—3,~3H—TdR参入值与单纯缺氧组相比显著下降,并使细胞数减少36.3％,764—3还可以显著抑制常氧PASMC的增殖;川芎嗪的作用较小。实验结果提示,缺氧不仅可以刺激内皮细胞(EC)产生促分裂素使PASMC增殖,而且还可以直接刺激PASMC的增殖,764—3可抑制缺氧及血清刺激的PASMC的增殖。     

孤儿核受体Nur77对缺/复氧损伤中心肌细胞自噬的调节

目的:研究孤儿核受体Nur77对缺/复氧损伤中心肌细胞自噬的调节作用。方法:差速贴壁法分离乳鼠心肌细胞,经免疫荧光染色鉴定纯度。缺氧(1%O_2、5%CO_2和94%N_2)培养12 h后,常氧培养2 h构建心肌细胞缺/复氧损伤。实时定量PCR和western blot的方法检测Nur77的表达变化。通过siRNA转染抑制心肌细胞nur77表达,通过自噬标志蛋白表达改变作为细胞自噬水平的变化。结果:原代分离的心肌细胞纯度95%以上。缺氧12 h和缺/复氧(12 h/2 h)刺激后,心肌细胞中Nur77表达都明显升高(P0.01)。与缺氧组相比,缺/复氧组细胞质中的水平明显增加(P0.01),细胞核中Nur77水平无明显变化。抑制Nur77后,缺/复氧组自噬水平明显降低,缺氧组心肌细胞自噬水平无明显变化。结论:Nur77参与缺/复氧损伤中心肌细胞自噬水平的调节。     

缺氧通过HIF-1α抑制hPDLFs内毒素耐受

目的:观察缺氧对人牙周膜成纤维细胞(human Periodontal Ligament Fibroblasts,hPDLFs)内毒素耐受(Endotoxin Tolerance,ET)的影响并初步探讨其可能作用机制。方法:人牙周膜经组织块和胰蛋白酶消化,原代分离培养hPDLFs并鉴定后,给予缺氧诱导,检测其炎症因子白介素-6(Interleukin 6,IL-6)和白介素-8(Interleukin 8,IL-8)的分泌情况。进一步在常氧环境下通过慢病毒过表达增强缺氧诱导因子-1α(Hypoxia Inducible Factor 1α, HIF-1α)表达或在缺氧环境下利用特异性抑制剂YC-1 (3-(50-Hydroxymethyl-20-furyl)-1-benzylindazole)抑制hPDLFs中HIF-1α表达,分析hPDLFs炎症因子IL-6和IL-8的分泌情况的变化。结果:①缺氧时,脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)再次刺激hPDLFs分泌炎症因子白介素IL-6、IL-8没有明显减少(P0.05),提示hPDLFs的ET能力受到抑制。②常氧环境下,与HIF-1α未过表达组相比,过表达组的hPDLFs受到LPS再次刺激后,其分泌炎症因子IL-6或IL-8的能力并未显著降低(P0.05);而在缺氧环境下,hPDLFs HIF-1α表达受到抑制后,LPS再次刺激可以显著抑制hPDLFs分泌IL-6或IL-8(P0.05)。结论:缺氧可能通过诱导HIF-1α抑制hPDLFs的ET,调节hPDLFs的免疫应答,从而加重牙周组织的免疫损伤。     

缺氧信号在骨中的核心作用

缺氧信号在维持氧稳态和细胞生存中起着至关重要的作用。在胚胎发育时期处于快速增殖的细胞和肿瘤组织中快速生长的细胞中都能观察到缺氧现象的存在。为了应对缺氧胁迫,生物有机体形成了一系列的调节机制。在多种调节途径中,缺氧诱导因子HIF-1和HIF-2是最主要的能够应答细胞内氧气浓度的降低而对多种基因进行调控的转录因子,与生物体的生长发育及一些疾病的发病机理都存在着密切关系。最近的研究发现在骨骼发育,骨骼的形成和再生,以及关节的形成和动态平衡的调节中HIF-1和HIF-2的具有重要作用。此外,HIF-1和HIF-2的过度表达在临床上与骨肉瘤和骨关节炎明显相关。总之,这些发现预示着缺氧的信号在骨骼的生物学及其疾病中起到中心调节的作用。     

内源性CO对内皮素促大鼠主动脉平滑肌细胞增殖及MAPK活性的影响

血红素加氧酶（ｈｅｍｅ ｏｘｙｇｅｎａｓｅ,ＨＯ）是血红素分解代谢过程中的限速酶,它能使细胞内的血红素降解成胆绿素和一氧化碳（ｃａｒｂｏｎｍｏｎｏｘｉｄｅ,ＣＯ）,近来资料表明内源性一氧化碳对生理和病理状态下的血管张力有重要的调节作用,目前尚不不禁内源性ＨＯ／ＣＯ刘否参与平滑肌细胞增殖过程的调节,本实验在体内培养的大鼠主动脉平滑肌细胞模型上,用血色素加氧酶抑制剂卟啉锌－９（ｚｉｎｃ ｐｒｏｔｏｐｏ     

不同缺氧时间对神经细胞中外源性HSP70表达的影响

目的:探讨不同缺氧时间刺激对神经细胞中外源性HSP70基因表达的影响.方法:采用重组腺病毒vAd-HSP70感染体外原代培养的神经细胞,48h后给予感染细胞不同缺氧时间(缺氧0h,0.5h,1h,2h,3h,4h)刺激,再复氧处理后,用RT-PCR和Westernblotting检测重组腺病毒介导的HSP70基因在神经元和胶质细胞中的转录表达.结果:重组腺病毒vAd-HSP70感染的神经细胞可检测到外源性HSP70基因的转录表达.经缺氧再复氧处理后,随着缺氧时间延长,HSP70转录水平和蛋白表达都增加,缺氧1h时最高(1.1539±0.0315,0.9699±0.0023),其次是缺氧2h时(1.0398±0.0723,0.9622±0.0026),随后依次降低,缺氧4h组(0.7477±0.0328,0.9335±0.0034)HSP70表达最低,与其他各组比较有统计学意义(P<0.05).结论:缺氧2h内给予神经细胞再复氧处理外源性HSP70表达水平较高,有利于神经细胞功能的恢复.     

肾上腺髓质素调节诱导型一氧化氮合酶对缺氧肺动脉平滑肌细胞增殖和凋亡的影响

目的:探讨缺氧对肺动脉平滑肌细胞(PASMC)增殖和凋亡的影响以及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的蛋白表达变化及肾上腺髓质素(ADM)在缺氧影响PASMC增殖和凋亡中的作用与意义.方法:离体缺氧培养大鼠PASMC,采用MTT比色法和PCNA的免疫组化法测定细胞增殖反应,采用流式细胞仪法检测细胞凋亡情况,采用Westen blot蛋白印迹法检测iNOS的蛋白表达.结果:①MTT法发现,缺氧24 h组的A值明显高于常氧组(P＜0.01),而缺氧 ADM组明显低于缺氧组(P＜0.01),与常氧组比较差别无显著性(P＞0.05),缺氧 L-NAME组A值明显高于缺氧组和常氧组(P＜0.01).②免疫组化法发现,常氧组PCNA呈弱阳性表达,而缺氧24 h组PCNA呈阳性表达(P＜0.01).ADM明显抑制了缺氧24 h组PCNA的表达(P＜0.01);而L-NAME则促进了缺氧24 h组PCNA的表达(P＜0.01).③流式细胞仪分析发现,常氧组、缺氧组、缺氧 ADM组、缺氧 L-NAME组,在缺氧培养24 h后,其凋亡指数比较差别无显著性(P均＞0.05).④Westen blot发现常氧组大鼠PASMC见少量iNOS表达,缺氧4 h后,表达明显增多(P＜0.01),8h,24 h持续高表达(P＜0.01);L-NAME对iNOS蛋白的表达没有影响.ADM促进iNOS蛋白的表达.结论:①缺氧能促进肺动脉平滑肌细胞低氧性增殖,对肺动脉平滑肌细胞的凋亡无影响.②缺氧能诱导肺动脉平滑肌细胞表达iNOS,ADM能促进iNOS的表达,ADM、iNOS在HPH发展中可能起到抑制作用.     

缺氧复氧诱导脐静脉内皮细胞凋亡的机制

目的探讨缺氧复氧诱导人脐静脉内皮细胞凋亡发生的机制.方法体外培养人脐静脉内皮细胞,随机分为5组:缺氧0h(对照组)、3h、6h、12h、24h复氧组.向培养瓶内通入95%N2和5%CO2按不同时间孵育,随后通入5%CO2和95%空气复氧2h,建立内皮细胞缺氧复氧模型.采用台盼蓝染色、TUNEL技术对凋亡和死亡细胞进行定量分析,DNA电泳观察内皮细胞凋亡的形态学.Western blot检测细胞凋亡调节蛋白Bcl-2和Bax表达强度,同时检测丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)中磷酸化ERK1/2的表达.采用凝胶成像分析系统灰度扫描检测蛋白质表达相对量.结果缺氧复氧后内皮细胞凋亡明显,而且内皮细胞凋亡数随缺氧时间延长而增多(P<0.05).Western blot表明缺氧复氧增强内皮细胞Bax的表达,对Bcl-2的表达量和磷酸化ERK1/2没有明显影响,使Bcl-2/Bax比值减小.结论缺氧复氧可以诱导内皮细胞凋亡,证实缺氧复氧上调促凋亡蛋白Bax的表达,对抑制凋亡蛋白Bcl-2的表达无显著影响.首次证实缺氧复氧诱导内皮细胞凋亡是取决于Bcl-2/Bax比值,而不是通过MAPK磷酸化途径.