AMPK:细胞能量中枢

腺苷酸活化蛋白激酶(AMPactivated proteinkinase,AMPK)是真核细胞中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,以异源三聚体的形式广泛存在于真核生物体内,是细胞的能量感受器,在能量代谢调控中起极其重要的作用。肝激酶B1(LKB1)、Ca2+/CaM-依赖蛋白激酶激酶β(CaMKKβ)、AMP/ATP或ADP/ATP比值升高以及诸如运动肌肉收缩等生理刺激均可以激活AMPK,进而调节细胞的能量代谢网络,提高其应对内外环境变化的能力,从而维持细胞水平乃至整个机体的稳定状态。活化的AMPK可以增强分解代谢,抑制合成代谢,上调ATP水平,参与细胞糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢等能量代谢过程,增加细胞能量储备,应对能量缺乏。同时活化的AMPK参与细胞的生长、增殖、凋亡、自噬等基本生物学过程。AMPK是研究肥胖,糖尿病等能量代谢性疾病的核心。肿瘤细胞存在特殊的能量代谢方式,其发生,生长,转移与能量代谢失衡密切相关。AMPK与肿瘤细胞异常的能量代谢相关,为肿瘤发生、发展机制研究提供新的策略。本文主要探讨AMPK的结构、激活机制、参与的物质能量代谢和细胞的基本生物学过程以及与肿瘤发生的关联。     

天然AMPK激活剂防治代谢综合征的研究进展

能量代谢紊乱是代谢综合征产生的根本原因。AMPK(AMP-activated protein kinase)作为细胞乃至整个机体的能量调节器在能量较低的状态下被激活,促进分解代谢,抑制合成代谢,从而恢复能量平衡状态。因此,AMPK有望成为防治代谢综合征的新型靶点。单纯的药物治疗代谢综合征难以达到理想效果,许多天然营养分子也具有激活AMPK的功效,提示营养干预可能成为缓解代谢综合征的另一种新型有效手段。     

AMPK在非小细胞肺癌发生发展中的研究进展

腺苷酸活化的蛋白激酶(AMP activated protein kinase,AMPK),是细胞内重要的能量感受器,在调控细胞和机体的能量代谢中起到极其重要的作用。活化的AMPK可以增强分解代谢,抑制合成代谢,应对细胞内外环境的刺激。并且影响细胞的生长、增殖、凋亡、自噬等基本生物学过程。肿瘤细胞具有独特的能量代谢方式——Warburg现象,用于应对营养和能量的相对缺乏。AMPK干扰肿瘤细胞的独特能量代谢方式,广泛影响肿瘤的发生、生长、转移,发挥重要的肿瘤拮抗作用。非小细胞肺癌(non-small cell cancer,NSCLC)是常见恶性肿瘤的一种,具有一般恶性肿瘤的特征,近年来在NSCLC的研究进程表明:AMPK及其相关信号分子LKB1,PI3K/AKT,Ca MKKβ,PTEN等与NSCLC密切相关,活化相应通路或抑制相应通路,可显著拮抗NSCLC。从而AMPK及其相关信号分子有可能作为抗NSCLC药物的作用靶点。     

AMPK相关代谢机制在非创伤性股骨头坏死中的研究进展

腺苷酸活化的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)作为"人体物质能量的调节器",在肥胖症、糖尿病、高脂血症等人体代谢性疾病中起着重要的调节作用。近年来研究表明AMPK信号通路对成骨成脂分化、破骨等人体骨稳态代谢微环境具有调控作用,而骨稳态代谢微环境的失衡失调是骨质疏松症、股骨头坏死等骨病发生的重要原因之一。本文主要通过对AMPK结构、功能及其在人体脂代谢、骨代谢中的作用机制进行探讨,探析其在骨病形成中的作用,并探析其在非创伤性股骨头坏死(non-traumatic osteonecrosis of the femoral head, NONFH)中的可能作用机制,从而为NONFH的研究及靶向治疗提供理论依据。     

新疆维吾尔族人2型糖尿病患者AMPK α2基因多态性的分析研究

目的:研究腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)单核苷酸多态性(SNPs)rs2143754位点与新疆地区维吾尔族人2型糖尿病之间的关系.方法:以聚合酶链式反应-限制性内切酶长度多态性(polymerase chain reaction-restriction frag-ment length polymorphism,PCR-RFLP)技术,对150例2型糖尿病和150例正常对照者AMPK-rs2143754位点进行基因分型.结果:AMPKα2位T/T、G/T和G/G基因型频率在病例组为(40%,51%和9%),正常对照组为(28%,49%和29%),两组基因型和等位基因频率分布差异有显著性(P<0.05).结论:AMPKα2多态性与新疆维吾尔族人2型糖尿病有明显相关性.     

AMPK在机体骨骼肌运动代谢适应方面的研究进展

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为机体细胞的"能量感受器",可通过激活其下游靶蛋白调节组织细胞糖、脂代谢过程。运动适应涉及机体多个系统和器官,其中骨骼肌在机体对运动产生的代谢适应方面的作用最为明显。运动作为对机体的一个刺激可活化组织细胞AMPK,本文将针对AMPK在机体组织对运动产生代谢适应方面的最新研究进展加以综述,以期为阐明运动防治代谢性疾病的机制提供理论依据。     

AMPK α及p-AMPK α在运动过程中不同纤维类型骨骼肌中的表达变化

目的:检测腺苷酸活化蛋白激酶α(AMPKα)及磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶α(p-AMPKα)在运动过程中不同纤维类型骨骼肌中的表达变化。方法:雄性C57BL/6小鼠随机分为对照组(运动前)、运功中(运动1 h后)和耗竭组(n=6)。放入跑台以15m/min的速度分别在运动前、运动1 h后及运动耗竭后取各组小鼠腓肠肌、比目鱼肌和跖肌。利用Western blot检测AMPKα及p-AMPKα的表达变化。结果:p-AMPKα在运动中及耗竭组腓肠肌、比目鱼肌和跖肌中持续高表达,尤其以比目鱼肌中表达变化最为显著。结论:p-AMPKα在运动过程中骨骼肌中的表达与肌纤维类型有关。     

新疆维吾尔族人2型糖尿病患者AMPKα2基因多态性的分析研究

目的：研究腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase,AMPK）单核苷酸多态性（SNPs）rs2143754位点与新疆地区维吾尔族人2型糖尿病之间的关系。方法：以聚合酶链式反应-限制性内切酶长度多态性（polymerase chain reaction-restriction flagmerit length polymorphism,PCR-RFLP）技术,对150例2型糖尿病和150例正常对照者AMPK-rs2143754位点进行基因分型。结果：AMPKet2位点T／T、G／T和G／G基因型频率在病例组为（40％,51％和9％）,正常对照组为（28％,49％和29％）,两组基因型和等位基因频率分布差异有显著性（P〈0．05）。结论：AMPKα2多态性与新疆维吾尔族人2型糖尿病有明显相关性。     

蛋白激酶AMPK的研究进展

AMP激活的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)广泛存在于真核细胞中,一旦被激活,即可磷酸化下游靶蛋白,关闭消耗ATP的合成代谢途径,开启产生ATP的分解代谢途径,被称为“细胞能量调节器”。许多新的下游靶蛋白的发现也为AMPK生物学效应的阐明提供了新思路。     

AMPK在姜黄素诱导CaOV3人卵巢癌细胞凋亡中的作用

目的:探讨AMPK(腺苷酸活化蛋白激酶)系统在姜黄素诱导CaOV3人卵巢癌细胞凋亡中的作用及姜黄素对AMPK磷酸化水平及其信号通路的影响.方法:实验分为对照组、姜黄素单独作用组、compound C(AMPK抑制剂)预给药组,SB203580(p38抑制剂)预给药组,AMPK抑制剂单独作用组以及p38抑制剂单独作用组.Western blotting法检测AMPK、p38和p53的磷酸化水平,MTT法检测细胞活力.结果:与对照组相比,姜黄素作用组的AMPK和p38磷酸化水平增加(P＜0.05),与姜黄素单独作用组相比,SB203580预处理组的AMPK磷酸化水平下降(P＜0.05).姜黄素作用组的细胞活力低于对照组(P＜0.05),compound C和SB203580预处理组的细胞活力高于姜黄素单独作用组(P＜0.05).与对照组相比,姜黄素作用组的p53磷酸化水平(Ser 15)增加(P＜0.05),与姜黄素单独作用组相比,compound C(AMPK抑制剂)和SB203580预处理组的p53磷酸化水平(Ser 15)下降(P＜0.05).结论:姜黄素能激活CaOV3细胞的AMPK,而AMPK的激活依赖于p38.AMPK和p38调节p53的磷酸化,并介导姜黄素诱导的细胞凋亡.     

CaMK和AMPK信号通路能共调收缩信号诱导的骨骼肌细胞GLUT4基因转录

钙/钙调素依赖性蛋白激酶(calcium-calmodulin dependent protein kinase, CaMK)和腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)所介导的信号通路均能调节运动诱导的骨骼肌细胞葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4, GLUT4)基因表达,但不清楚这两条通路的相互关系．运用咖啡因(Caffeine)和5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷酸(AICAR)能模拟肌肉收缩信号并分别激活CaMK和AMPK,首次观察由Caffeine和AICAR引起的GLUT4基因表达过程中这两条通路的内在联系．原代培养肌细胞被分为对照、AICAR、Caffeine、AICAR/Caffeine、Caffeine+Compound C、AICAR/Caffeine+Compound C、AICAR+KN93、AICAR/Caffeine+KN93组．实验显示,AICAR和Caffeine能分别上调GLUT4 mRNA约2倍和3倍(P < 0.05),AMPK抑制剂Compound C能够明显减少由Caffeine 引起的GLUT4 mRNA的增长(P < 0.05),也能够明显降低由AICAR/Caffeine复合刺激引起的GLUT4 mRNA的表达(P < 0.05),与此一致的是,Caffeine能引起肌细胞AMPKα1蛋白磷酸化增加(P < 0.05),但不影响AMPKα2的磷酸化,Compound C能够抑制由Caffeine引起的AMPKα1蛋白磷酸化(P < 0.05)．相反CaMK特异的抑制剂KN93能完全抑制由Caffeine引起的GLUT4 mRNA增长,但KN93却不能交叉抑制由AICAR所诱导的GLUT4 mRNA的增长(P < 0.05),也不能阻止由AICAR/Caffeine复合刺激所引起的GLUT4 mRNA的表达(P < 0.05)．上述结果提示,CaMK和AMPK在调节肌细胞GLUT4基因中并不是完全相互独立的,而是彼此密切联系共同作用,AMPK可能位于CaMK途径的下游来调节收缩肌细胞GLUT4 mRNA的表达．     

腺苷酸活化蛋白激酶参与调控物质代谢及多种病理反应的分子机制

腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)在真核细胞生物中广泛存在,属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是一个参与许多细胞信号传导通路的关键蛋白,也是调节细胞能量代谢的开关,故有细胞能量调节器之称。各种导致细胞内AMP/ATP比值升高的因素均可引起AMPK活化。AMPK活化是抑制消耗ATP的合成代谢并启动生成ATP的分解代谢的过程,从而维持机体能量代谢平衡。AMPK不仅在糖脂代谢和心血管、呼吸系统、生殖系统、泌尿系统等病理反应中具有重要作用,而且在人类恶性肿瘤中也扮演着重要角色,对肿瘤细胞的增殖、生长、侵袭和转移具有复杂的调控作用。我们简要综述AMPK的生物学特性及其参与调控多种病理反应的作用机制。     

腺苷酸活化蛋白激酶：肿瘤治疗新靶点

腺苷酸活化蛋白激酶（AMP—activated proteinkinase,AMPK）是真核细胞内发现的一类与细胞能量代谢有关激酶家族中的一员,被称之为“能量感应器”。当细胞内AMP／ATP值升高时,AMPK被激活。研究发现,在肿瘤细胞中,活化的AMPK可协同相关抑癌因子调节细胞周期、细胞凋亡以及蛋白质合成,最终影响细胞的增殖。因而,AMPK可以通过感应细胞能量水平的变化来调节细胞增殖。这给肿瘤治疗提供了一定的启示,即以肿瘤细胞能量代谢特点而探寻抑制肿瘤细胞增殖的途径。     

AMPK促凋亡机制研究进展

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是调节细胞能量代谢的关键酶。近年来研究还发现AMPK可通过抑制p53降解、上调Bim表达、抑制m TOR活性及升高活性氧(ROS)水平等途径促进细胞凋亡。本文综述了近年来关于AMPK促细胞凋亡机制的研究进展。     

AMPK激活通过调控氧化应激修复高糖诱导的人脑微血管内皮细胞损伤

目的探究高糖条件下,腺苷酸活化蛋白激酶(adenine monophosphate activated protein kinase, AMPK)调控的氧化应激对血脑屏障通透性的影响。方法采用人脑微血管内皮细胞(human brain microvascular endothelial cells, HBMEC)作为体外血脑屏障细胞模型,采取如下两种方式处理:①不同浓度(5.5mmol/L或27.5mmol/L)葡萄糖处理HBMEC 24h;②AMPK激动剂氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(4-amino-1H-imida-zole-5-carboxamide, AICAR)预处理2h后,再给予27.5mmol/L葡萄糖处理24h。Western blot及免疫荧光染色检测细胞间血脑屏障相关的闭锁连接蛋白(zonula occludens protein 1, ZO-1)水平,活性氧检测试剂盒检测细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平,透射电镜观察细胞内线粒体超微结构改变。结果高糖处理后HBMEC细胞ZO-1水平显著降低,ROS水平升高,线粒体结构损伤;...     

AMPK激活剂下调爆发性肝炎小鼠肝内组织因子表达北大核心CSCD

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP activated protein kinase,AMPK)是重要的代谢调节酶及炎症调控新靶点。以往研究显示,AMPK激活剂5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸转甲酰酶(5-amino-4-imidazolecarboxamide riboside,AICAR)可通过抑制炎症反应减轻脂多糖/右旋半乳糖胺(lipopolysaccharide/D-galactosamine,LPS/D-gal)诱导的爆发性肝炎。由于炎症可通过激活凝血反应加重组织损伤,本研究旨在以炎症诱导凝血反应为切入点探讨AICAR保肝效应的机制。腹腔注射LPS/D-gal建立爆发性肝炎小鼠模型,用Western blot检测肝内组织因子(tissue factor,TF)、缺氧诱导因子1-α(hypoxia-inducible factor 1α,HIF-1α)以及细胞核内核因子kappa B(nuclear factor kappa B,NF-κB)p65蛋白表达,用实时定量PCR检测肝细胞促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)m RNA表达,用试剂盒检测肝组织乳酸(lactic acid,LA)水平。结果显示,LPS/D-gal可促进小鼠肝细胞内TF蛋白表达,提高细胞核内NF-κB p65水平,上调HIF-1α蛋白及EPO m RNA表达,并提高肝组织LA水平;而AICAR干预后,以上指标均明显下调。以上结果提示,AICAR可通过抑制NF-κB活性下调TF表达及凝血活性,从而减轻肝组织缺氧及代谢紊乱,这可能是AICAR减轻LPS/D-gal诱导的爆发性肝炎的新机制。     

β-肾上腺素受体激动对新生大鼠心肌细胞代谢的影响

为了观察β-肾上腺素受体(β-AR)持续激动对心肌细胞代谢的影响,本工作以培养的新生大鼠心肌细胞为研究对象,采用[^3H]-亮氨酸([^3H]-leucine)掺入法和BCA蛋白分析法检测心肌细胞的蛋白合成代谢与蛋白含量,[^3H]-2-脱氧-D-葡萄糖摄取测定方法检测心肌细胞对葡萄糖的摄取量,并采用蛋白免疫印迹杂交方法检测腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)磷酸化程度。结果显示,β-AR激动剂异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)持续刺激心肌细胞48h,心肌细胞[^3H]-leucine掺入量和蛋白质含量与对照组相比均无显著差异。用ISO或去甲肾上腺素(α1-AR特异性拮抗剂哌唑嗪存在下)持续激动β-AR 48h,心肌细胞的葡萄糖摄取量和AMPK磷酸化均显著高于对照组。上述结果表明,β-AR持续激动对培养的新生大鼠心肌细胞蛋白质合成及蛋白质含量没有明显的作用,但可引起葡萄糖摄取量明显增加和AMPK的激活,提示β-AR可能与心肌肥厚过程中能量代谢状态的变化有关。