PINK1/Parkin通路在线粒体自噬氧化损伤中的作用

线粒体是细胞进行氧化还原反应的主要场所,其数量、质量和功能的完整性对调节细胞内环境稳态和维持细胞正常生理功能发挥着重要作用。当机体受不利环境影响时,体内产生活性氧类(reactive oxygen species,ROS)和活性氮类(reactive nitrogen species,RNS)的水平显著增加,导致线粒体结构紊乱与功能障碍,引发机体氧化损伤,并且激活PINK1(PTEN induced putative kinase 1)/Parkin信号通路诱导的线粒体自噬,该通路同时也参与了细胞氧化损伤过程。该文从ROS与氧化应激、PINK1/Parkin通路与线粒体自噬及氧化损伤等方面展开,重点概述了PINK1/Parkin通路调控线粒体自噬在氧化损伤中的作用,为抗氧化产品的研发和机体氧化损伤相关疾病的防治提供新的思路与科学依据。     

亚细胞区室氧化还原状态的调控及其对细胞的影响

细胞氧化还原状态(redox status)或氧化还原势能(redox potential)是细胞重要的生理指标之一,它的稳态影响细胞的功能活动和生命活动。氧化还原状态主要指细胞的活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平,受活性氧生成系统与清除系统共同调控,同时也能够对下游大分子、亚细胞区室及细胞增殖、分化和凋亡等产生影响。虽然对分子及细胞水平的氧化还原调控及其对细胞整体的影响研究相对较多,但对细胞器自身或亚细胞区室水平的关注不多,这些变化在细胞整体应激应答中的贡献也不清楚。该文简介细胞内主要的ROS生成系统与清除系统,并对目前各亚细胞区室的氧化还原状态及其调控的研究和认识进行主要综述,以期能够深入而全面地理解细胞的氧化还原调控及其影响。     

细胞的氧化还原平衡调控及巯基修饰

生物大分子的功能受细胞氧化还原环境影响和调控,细胞内氧化还原平衡的维持对于细胞的正常生长至关重要,与多种生理和病理过程密切相关。现将细胞内氧化还原平衡体系、氧化还原调控的主要信号通路及生物学过程、活性氧及活性氮通过蛋白质巯基修饰发挥生物学功能的分子机制,尤其是巯基亚硝基化修饰机制,以及还原应激效应的最新研究予以综述。     

运动对小鼠肌肉和肝脏内MDA及GSH含量的影响

剧烈运动引起的机体损伤已为大量实验所证实,然而运动引起组织损伤和疲劳的分子机理尚不清楚。有些学者指出,剧烈运动能引起体内氧自由基生成增多,而抗氧化能力不变或降低,造成自由基生成与清除的失衡,并认为这种自由基代谢失衡与运动损伤和疲劳的发生发展关系密切。为了建立实验     

鱼藤酮诱导线粒体轻度损伤细胞氧化应激时硫氧还蛋白转录水平降低

观察鱼藤酮诱导的线粒体轻度损伤细胞氧化应激时硫氧还蛋白转录水平的变化,探讨细胞氧化损伤的可能机制。通过荧光素发光法检测ATP生成、细胞内活性氧(ROS)水平的变化,流式细胞术检测线粒体膜电位,了解低剂量鱼藤酮对线粒体功能的影响;继而用H2O2诱导细胞氧化损伤,MTT法检测细胞活性,观察正常及线粒体缺陷细胞氧化应激时,胞内硫氧还蛋白(Trx)mRNA水平的变化。结果表明,鱼藤酮以剂量依赖方式抑制线粒体ATP的产生、降低线粒体膜电位,而细胞内ROS水平增高;当线粒体损伤细胞氧化应激时胞内Trx mRNA水平降低,提示鱼藤酮诱导线粒体轻度损伤细胞抗氧化能力降低与Trx转录受到抑制有关。     

Nrf2抗氧化的分子调控机制

Nrf2是调控细胞氧化应激反应的重要转录因子,同时也是维持细胞内氧化还原稳态的中枢调节者。Nrf2通过诱导调控一系列抗氧化蛋白的组成型和诱导型表达,可以减轻活性氧和亲电体引起的细胞损伤,使细胞处于稳定状态,维持机体氧化还原动态平衡。本研究为了从分子层面深入探讨剖析Nrf2发挥抗氧化功能的作用机制,通过查找阅读大量相关文献并进行整理归纳,最终从Nrf2的结构与激活、Nrf2抗氧化功能以及Nrf2抗氧化的分子调控机制三个方面进行了概述分析。其中在对Nrf2抗氧化的分子调控机制的探讨部分,既探析了对Nrf2起激活作用的相关调节因子的作用机制,又分析了Nrf2被激活后对其下游多种抗氧化因子及谷胱甘肽氧化还原系统的诱导调控机制,以期较深入了解Nrf2抵抗机体氧化应激损伤作用及其抗氧化分子调控机制。     

哺乳动物线粒体质量控制的机制

线粒体是真核生物细胞重要的细胞器,不仅通过氧化磷酸化为细胞生命活动提供能量,而且与细胞代谢和胁迫信号的传导、钙离子稳态、活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生及细胞凋亡等重要生物过程密切相关。线粒体的质量控制系统对于维持细胞正常生理功能具有重要作用,其功能障碍将导致多种疾病的发生。该文综述了哺乳动物线粒体质量调控的分子机制,为通过调控线粒体质量维持机体健康、降低疾病发生提供理论依据。     

运动性内源自由基对大鼠肝线粒体的影响

采用大鼠耗竭游泳作为动物运动模型,用戊巴比妥酸(TBA)法测定脂质过氧化水平,薄层色谱—定磷法测定心磷脂含量,细胞色素C还原法测定细胞色素C氧化酶活性。结果如下:耗竭运动时,肝线粒体脂质过氧化水平升高24％;心磷脂含量下降21％;细胞色素C氧化酶活性下降25％。上述结果表明:耗竭运动时,机体内源自由基的产生是运动损伤和整体疲劳的原因之一。     

运动调节内质网应激和线粒体自噬防治衰老相关疾病研究进展

随着我国逐渐步入老龄化社会,衰老及其相关疾病的预防和治疗措施已成为研究的热点问题。机体老化引起老年人常见的慢性疾病如阿尔茨海默病、心血管疾病、肌肉减少症和骨质疏松等是影响老年人身体健康和造成死亡的重要威胁。内质网和线粒体是机体蛋白质合成和能量供应的主要细胞器,对于细胞内稳态调节起主导作用,在机体老化过程中细胞内的动态平衡被打破,从而加剧各器官老化,并且伴随着衰老相关疾病发生。而运动作为一种有效的非药物干预手段,对于延缓衰老预防衰老相关疾病的发生起到保护作用。本文从内质网应激、线粒体自噬两个方面入手,综述了衰老相关疾病阿尔兹海默病、心血管疾病、肌肉减少症以及骨质疏松等的相关分子机制,并且阐述运动干预之后各疾病相关分子机制变化,进一步论述了衰老机体中运动调节内质网应激和线粒体自噬及运动干预后发挥保护效应的分子机制,拟为运动延缓机体衰老及预防老年性相关疾病的发生提供新的思路和理论依据。     

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.     

肥胖所致心肌重构及相关线粒体稳态失衡机制研究进展

肥胖是心血管疾病的重要危险因素,可导致心肌重构等多种心血管疾病。肥胖可影响血流动力学、破坏自主神经平衡、诱导脂肪组织功能障碍和线粒体稳态失衡,从而损伤心肌功能。代谢稳态所需的关键生物化学反应主要发生在线粒体中,线粒体稳态是决定细胞活力的关键因素之一。线粒体稳态的平衡由线粒体分裂和融合、线粒体嵴重构、线粒体生物合成、线粒体自噬、线粒体氧化应激等动态过程调节。线粒体分裂和融合以及线粒体嵴形态不断变化以维持线粒体结构的完整性,且线粒体通过生物合成和自噬降解以维持"健康"的线粒体状态,而活性氧簇可作为信号分子调控细胞内信号转导。肥胖时的脂质过度沉积及脂质合成与分解不平衡诱发线粒体结构和功能的稳态失衡,激活细胞凋亡级联反应并导致心肌重塑。本文就肥胖所致心肌重构的可能机制以及线粒体稳态失衡在其中的重要作用作一简要综述,以期为临床上肥胖所致心血管疾病的防治提供重要策略和潜在靶点。     

肥胖状态下脂肪组织线粒体功能紊乱与运动调控

线粒体在包括脂肪组织在内的新陈代谢器官中扮演重要角色。脂肪组织包括白色脂肪组织(white adipose tissue, WAT)和棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT),这两种组织功能相反。白色脂肪组织储存多余的能量,棕色脂肪组织则通过线粒体进行非颤栗性产热来消耗能量。在受到寒冷时、β-肾上腺素能受体激动剂或运动刺激时,白色脂肪组织棕色化形成形态与功能类似棕色脂肪细胞的米色脂肪细胞。在脂肪细胞中,线粒体调节脂肪细胞分化、脂质稳态、支链氨基酸代谢、产热作用以及白色脂肪组织棕色化,因此高活性的线粒体对于脂肪细胞的功能至关重要。研究表明,脂肪组织线粒体功能障碍与肥胖和2型糖尿病等代谢性疾病高度相关。肥胖时线粒体功能紊乱,表现为线粒体生物合成和活性降低、活性氧产生过量以及自噬增加,从而对脂肪组织功能产生不利影响。因此,调节脂肪组织线粒体功能的干预措施将有助于治疗肥胖。研究发现,运动是预防和改善肥胖的重要方法,通过增加线粒体生物合成和活性,改善脂肪组织氧化应激并抑制自噬,从而促进机体代谢。本文深入探讨了脂肪组织线粒体的功能、线粒体紊乱的表现形式以及运动的调控效应,将加深对运动减肥的理解与认识,同时为肥胖症的治疗提供新的方向和思路。     

铁蛋白介导细胞凋亡的作用机制

铁蛋白是生物体广泛存在且高度保守的可溶性蛋白质,在铁离子稳态维持、胚胎发育调控、细胞增殖以及细胞凋亡等过程中具有重要作用。过量的铁离子能通过芬顿反应产生活性氧,过量的活性氧会造成氧化应激并直接损害DNA、脂质和蛋白质,最终导致细胞凋亡。铁蛋白能够螯合铁离子,进而保护细胞免受氧化应激诱导的细胞凋亡。铁蛋白表达受阻时,细胞内不稳定铁水平升高并诱导氧化应激,最终造成细胞凋亡。同时,氧化应激可在转录和翻译水平调节铁蛋白表达,升高的铁蛋白则参与维持机体氧化还原水平的稳定。本文主要从线粒体途径和死亡受体途径阐明铁蛋白介导细胞凋亡的分子机制,为深入研究铁蛋白功能以及相关疾病治疗提供理论支持。     

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，活性氧和细胞凋亡

在能量代谢和自由基代谢中,线粒体均占据着十分重要的地位.通过呼吸链电子漏途径,线粒体产生大量超氧阴离子,并通过链式反应形成对机体有损伤作用的活性氧.通过呼吸链电子漏,氧化磷酸化解偶联,线粒体内膜产生通透性转变孔道（PTP）及Box-和/或PTP-介导的细胞色素c向胞质的转移等种种因素,线粒体参与一般抗氧化防御及细胞凋亡等重要生理过程的调控.在与线粒体相关的细胞凋亡中,活性氧的信号作用是十分明显的.     

活性氧:从毒性分子到信号分子--活性氧与细胞的增殖、分化和凋亡及其信号转导途径

活性氧(reactive oxygen species,ROS)是生物体有氧代谢产生的一类活性含氧化合物的总称,主要包括O2·-、H2O2、·OH等,机体细胞通过多种途径维持ROS产生与消解的动态平衡。近年的研究揭示ROS参与细胞正常的生理过程,与细胞的增殖、分化及凋亡密切相关。不同刺激诱导细胞产生的内源性ROS可作为第二信使,通过改变氧化还原状态调节增殖、分化和凋亡相关的信号转导通路中多种靶分子的活性,最终决定细胞的命运。     

p53与线粒体的关系

自从有研究发现p53可以直接介导Bax导致线粒体膜通透性改变和细胞凋亡后,p53与线粒体的关系也越来越受到重视。本文主要从p53诱导细胞凋亡的非转录依赖的线粒体途径;p53对线粒体内能量代谢的调控;以及p53对线粒体内的mtDNA稳态、生物发生和活性氧类稳态的调控三大方面进行了综述,以期对线粒体代谢紊乱引起的一些疾病治疗提供些许帮助。     

F16,一种以线粒体为靶点的抗癌分子

寻找以线粒体为靶点的抗癌新药,是近年来的研究热点。研究在探讨HER-2／ErbB-2下游信号传导通路的过程中,发现了一种新的抗癌分子——F16。这是一种高度疏水、电子移位亲脂性阳离子,能够靶向聚集于肿瘤细胞线粒体基质内,引起线粒体渗透性转换孔开放,导致肿瘤细胞凋亡;同时,在肿瘤细胞过度表达抗凋亡蛋白的情况下,能够通过干扰肿瘤细胞能量代谢、增加活性氧中间产物产生等途径,诱导肿瘤细胞坏死。     

运动性骨骼肌疲劳亚细胞机制的探讨

本实验采用持续性下坡跑运动,观察大鼠骨骼肌运动后不同时相线粒体形态、代谢、机能等指标的变化,结果表明：大鼠运动后即刻线粒体钙含量、细胞膜丙二醛（ＭＤＡ）值明显增加,ＡＴＰ含量和细胞膜Ｎａ＋,Ｋ＋－ＡＴＰ酶活性下降;运动后２４ｈ线粒体钙含量、ＭＤＡ值增加最明显,ＡＴＰ含量仍未恢复,细胞膜Ｎａ＋,Ｋ＋－ＡＴＰ酶活性基本恢复,线粒体体密度、平均体积比运动前明显增加,比表面缩小;运动后４８ｈＡＴＰ含量完全恢复,线粒体钙含量、ＭＤＡ值开始恢复。本研究结果提示,急性运动引起的细胞膜脂质过氧化加强、线粒体形态、代谢机能异常抑制线粒体氧化磷酸化过程、减少ＡＴＰ生成可能是运动性骨骼肌疲劳的亚细胞机制之一。耐力训练可以通过改善线粒体形态、代谢、机能提高机体的运动能力。     

线粒体功能障碍参与动脉粥样硬化的分子机制

以往认为,线粒体的主要功能是提供能量,目前发现线粒体还是调节细胞氧化应激与凋亡的关键部位,并且与毗邻的细胞器－内质网保持密切联系。线粒体功能障碍时可通过加重机体氧化应激、炎症反应、细胞凋亡及胆固醇蓄积等病理过程影响动脉粥样硬化( atherosclerosis, AS)的发生发展。本综述首先简单介绍了线粒体的基本功能,然后重点分析线粒体功能障碍参与AS的最新证据及其分子机制。此方面研究提示线粒体可能是AS的潜在治疗靶点。