不同低氧训练模式对大鼠力竭运动后骨骼肌线粒体抗氧化能力及呼吸链酶复合体活性的影响

本研究旨在观察4种低氧训练模式对大鼠骨骼肌线粒体抗氧化能力及呼吸链酶复合体活性的影响。将雄性Wistar大鼠40只随机均分为5组(n=8):常氧训练组(LoLo)、高住高练组(HiHi)、高住低训组(HiLo)、低住高练组(LoHi)和高住高练低训组(HiHiLo)。各组大鼠分别在常氧(海拔1500m,大气压632mmHg)或/和低氧(模拟海拔3500m,大气压493mmHg)环境中居住及递增负荷训练5周,每周训练6天。各组大鼠在最后一次训练后,在常氧环境恢复3天,然后进行力竭运动,之后即刻取骨骼肌样本,用差速离心法提取骨骼肌线粒体,分光光度法测定丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量及超氧化物歧化酶(su-peroxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性及呼吸链酶复合体Ⅰ～Ⅲ(CⅠ～Ⅲ)活性。结果显示,与LoLo组相比,HiHi和HiHiLo组骨骼肌组织MDA含量均显著升高(P<0.01),SOD、GSH-Px和CAT活性均显著升高(P<0.05或P<0.01)。与LoL...     

缺氧对大鼠大脑皮质细胞色素氧化酶亚基Ⅰ、Ⅳ表达协同性的影响

本文探讨缺氧对细胞色素氧化酶（cytochrome oxidase,COX,即complexⅣ）的mtDNA和nDNA编码亚基Ⅰ,Ⅳ表达及其协同性的影响。实验用成年雄性Wistar大鼠随机分为对照组,缺氧2,5,15和30d组,缺氧大鼠于低压舱内模拟海拔5000m连续减压,对照组大鼠于舱外同时喂养（舱外海拔高度为300m)。用半定量逆转录-PCR法测定大脑皮质COXⅠ,ⅣmRNA量,用Western blot分析大脑皮质线粒体COXⅠ,Ⅳ蛋白量,以两个亚基的蛋白量,mRNA量的比值反映亚基表达的协同性,结果显示,缺氧2,5d,COXⅠmRNA增加,缺氧15,30d时下降至对照水平,缺氧2,5和15d时,COXⅣmRNA显著增加,缺氧30d时降低,与对照组差异非常显著。COXⅣ,ⅠmRNA比值在缺氧15d时最高,其它各缺氧组与对照组的差异无显著意义。各组COXⅠ,Ⅳ蛋白量及其比值均无显著差异。上述结果表明,缺氧可影响COXⅠ,ⅣmRNA的表达及其协同性,但对蛋白的表达及其协同性没有显著影响,提示转录后调节是缺氧过程中线粒体内COXⅠ,Ⅳ蛋白表达协同的主要机制。     

线粒体DNA编码细胞色素氧化酶亚基基因的进展

细胞色素氧化酶由13个亚基组成,其中构成级联反应核心的最大3个亚基(COXⅠ,COXⅡ和COXⅢ)由mtDNA编码,其余10个亚基(COⅣ,Ⅴa,Ⅴb,Ⅵa,Ⅵb,Ⅵc,Ⅶa,Ⅶb,Ⅶc,和Ⅷ)均由nDNA编码。COXⅠ亚基与hemea、hemea3、CuB结合,直接参与质子泵过程;COXⅡ亚基与CuA结合,位于线粒体包质面与细胞色素C进行反应;COXⅠП亚基参与氧化还原连接的质子易位过程;其余10个亚基的功能尚不明确。COX是线粒体组装所必需的基因,其表达调控与nDNA和mtDNA相互作用有关。     

细胞色素c在后处理抗大鼠肠缺血-再灌注损伤细胞凋亡中的变化

本文旨在研究细胞色素c在后处理抗大鼠肠缺血-再灌注损伤细胞凋亡中的变化。将Sprague-Dawley大鼠32只随机分为4组(n=8):假手术(Sham)组、缺血-再灌注(I/R)组、缺血预处理(IPC)组、缺血后处理(IPOST)组。应用激光共聚焦扫描显微镜检测各组大鼠肠黏膜细胞线粒体跨膜电位的变化。用Western blot方法检测肠黏膜细胞线粒体内细胞色素c及caspase-3表达的变化。末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法(TUNEL)和DNA琼脂糖凝胶电泳方法检测大鼠肠黏膜细胞凋亡发生情况。实验结果显示,与缺血-再灌注组相比,缺血后处理组大鼠肠黏膜细胞线粒体跨膜电位显著升高(P0.05),线粒体内细胞色素c蛋白表达水平显著增加(P0.05),caspase-3蛋白表达降低(P0.05),细胞凋亡率明显降低(P0.05)。缺血后处理组与缺血预处理组相比各项指标差异无统计学意义(P0.05)。上述结果提示缺血后处理可通过阻止线粒体释放细胞色素c抑制凋亡发生,减轻大鼠肠缺血-再灌注损伤。     

大鼠脑缺血诱导的细胞色素c的释放和Bcl-2表达的上调

利用全脑缺血模型,采用免疫印迹和免疫沉淀方法,探讨N-甲基-D-天冬氨酸受体和L-型电压门控钙通道拮抗剂对细胞色素c从线粒体中的释放和Bcl-2的表达变化影响。缺血／复灌后24h,线粒体中细胞色素c明显降低而胞浆中细胞色素c的成分相应增加。Bcl-2的表达呈时间依赖性,其表达在缺血／复灌后6h达到最大。在所有样品中,线粒体呼吸链蛋白细胞色素氧化酶没有变化,表明线粒体的制备方法是可靠的。线粒体中Bcl-2的表达减少和细胞色素c的释放可以被NMDA受体拮抗剂氯胺酮和L-型电压门控钙通道拮抗剂尼氟地平抑制。结果表明,N-甲基-D-天冬氨酸受体和L-型电压门控钙通道可能介导了脑缺血后细胞色素c从线粒体中的释放和Bcl-2的上调表达。缺血诱导的细胞色素c释放具有损伤作用而Bcl-2的上调表达则对脑缺血具有一定的保护作用。     

有氧耐力训练对大鼠骨骼肌线粒体功能及PI3K-Akt蛋白的表达影响

目的:观察有氧耐力训练大鼠骨骼肌线粒体磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路的表达情况。方法:将36只大鼠随机分为3组(n=12):对照组、有氧耐力训练组和一次性力竭组。分组干预结束后,检测各组大鼠骨骼肌线粒体膜电位(MMP)水平、琥珀酸脱氢酶(SDH)和细胞色素C氧化酶(COX)活性,利用Western blot法测定组织中磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和蛋白激酶B(PKB或Akt)的磷酸化水平。结果:与对照组相比,一次性力竭组大鼠MMP、SDH和COX活性水平、磷酸化PI3K和磷酸化Akt蛋白水平明显降低(P0.05);而有氧耐力训练组大鼠上述指标均显著高于一次性力竭组(P0.05),与对照组比无明显差异。结论:有氧耐力训练对大鼠骨骼肌线粒体具有保护作用,其机制可能与活化PI3K-Akt信号通路有关。     

布氏田鼠胎后发育过程中褐色脂肪组织和肝脏的产热特征

为探讨布氏田鼠胎后恒温能力的发育过程,本文测定了1、5、9、17、21、33 和41 日龄幼体的褐色脂肪组织(BAT)和肝脏的重量、线粒体蛋白含量和细胞色素c氧化酶(COX) 的活性。布氏田鼠胎后发育期间BAT 增补明显,主要表现为重量的增加和单位组织重量COX 活性的升高等,属典型的晚成型发育特征。布氏田鼠胎后发育过程中BAT 和肝脏产热特征的变化与幼体的产热特点和恒温能力的发育是相一致的。     

氧化磷酸化中质子的转运机制介绍和讨论

氧化磷酸化过程中电子传递和磷酸化所伴随的质子（H＋）跨线粒体内膜转运,是生物化学教学中的一个重点和难点。该文介绍参与H＋跨膜（线粒体内膜或细菌质膜）转运的复合体Ⅰ（又称为NADH-Q还原酶或NADH脱氢酶）、复合体Ⅲ（又称为细胞色素还原酶或细胞色素bc1复合体）、复合体Ⅳ（又称为细胞色素氧化酶或细胞色素c氧化酶）和复合体Ⅴ（又称为F1F0-ATP合酶）跨膜转运H＋的机制。     

Aβ25-35诱导大鼠记忆力障碍与海马细胞色素氧化酶活性及线粒体超微结构的变化

目的探讨Aβ诱导模拟人类Alzheimer's病(AD)大鼠模型中海马CA1区细胞色素氧化酶的表达和神经元线粒体超微结构的变化及其与老年性记忆力减退的关系,揭示Aβ对神经元的毒性机制.方法通过将Aβ25-35注射入海马建立阿尔茨海默病动物模型,使用Y形迷宫试验检测大鼠的学习记忆能力,运用酶组织化学方法测定大鼠海马CA1区细胞色素氧化酶活性,应用电镜观察大鼠海马CA1区神经细胞线粒体超微结构的变化.结果与对照组比较,接受Aβ注射的大鼠学习记忆能力降低(P<0.05),线粒体数量及形态发生了明显的变化,海马CA1区脑组织细胞的细胞色素氧化酶活性相对于对照组也有显著的下降(P<0.05).结论 Aβ在神经退行性变中的作用可能与细胞色素氧化酶表达下降及神经元线粒体超微结构的改变导致的细胞能量代谢障碍有关.     

慢性间断低氧暴露对大鼠心肌线粒体ATP酶及吸链酶复合物的影响

目的:研究慢性间断低氧暴露对大鼠心肌线粒体Na 、K -ATPase和Ca2 、Mg2 -ATPase以及呼吸链酶复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ活性的影响.方法:经慢性间断低氧暴露(模拟海拔3 000 m、5 000 m分别低氧,每天4 h,共2周,最后8 000 m低氧4 h)和急性低氧(模拟海拔8 000 m低氧4 h)的大鼠,断头处死,迅速取出心脏,分离心肌线粒体,用水解磷酸根法测定ATP酶活性,用Clark氧电极法测定呼吸链酶复合物的活性.结果:①慢性间断低氧暴露对大鼠心肌线粒体Na 、K -ATPase的活性无明显影响.②急性低氧大鼠心肌线粒体Ca2 、Mg2 -ATPase的活性较正常大鼠显著降低,而慢性间断低氧暴露大鼠心肌线粒体Ca2 、Mg2 -ATPase的活性则明显升高,接近正常水平.③急性低氧大鼠心肌线粒体呼吸链酶复合物I(NADH-CoQ还原酶)、复合物Ⅱ(琥珀酸-CoQ还原酶)、复合物IV(细胞色素氧化酶)活性较正常大鼠显著降低,而经慢性间断低氧暴露后,三者的活性均显著提高.相同实验条件下,低氧对复合物Ⅲ(CoQ-细胞色素C还原酶)活性无明显影响.结论:慢性间断低氧暴露可以显著提高心肌线粒体Ca2 、Mg2 -ATPase和呼吸链酶复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的活性,从而改善低氧时心肌线粒体呼吸链的功能,维持心肌正常能量代谢,最终提高心肌收缩和舒张功能.     

灵芝孢子和L-NNA对脊髓损伤后背核线粒体细胞色素氧化酶活性的影响

目的探讨灵芝孢子和一氧化氮合酶 (NOS)抑制剂L-NNA联合应用对大鼠脊髓半横断后受损伤的背核线粒体细胞色素氧化酶活性的影响.方法将20只SD成年雌性大鼠(200-250g)行右侧T11脊髓半横断30d后,对受损伤脊髓做细胞色素氧化酶酶组化染色;用图像分析方法检测L1脊髓段背核线粒体细胞色素氧化酶活性的变化,用酶组化电镜技术观察L1脊髓段背核细胞色素氧化酶活性的分布位置.结果与对照组相比,L-NNA组和灵芝孢子组L1脊髓损伤侧背核线粒体细胞色素氧化酶活性有所提高,灵芝孢子 L-NNA组损伤侧背核线粒体细胞色素氧化酶活性最大.各组L1脊髓背核细胞色素氧化酶活性均出现在线粒体内,具有细胞色素氧化酶活性的线粒体存在所有神经元胞体及其树突和轴突内,也存在于神经胶质细胞胞体及其突起内.结论灵芝孢子和L-NNA均可提高大鼠脊髓半横断后受损伤的脊髓背核线粒体细胞色素氧化酶的活性,两者联合应用更能提高受损伤的背核线粒体细胞色素氧化酶的活性.     

淀粉样肽Aβ导致线粒体功能紊乱的体内和体外研究

为探索阿尔茨海默症(AD)中β淀粉样肽(Aβ)对线粒体功能的影响,比较了稳定表达人野生型淀粉样前体蛋白(APP)的细胞和同时转入人Swedish突变APP及ΔE9突变PS1的双转细胞(swe.Δ9)的线粒体功能.结果发现,swe.Δ9细胞的线粒体膜电位、细胞色素c氧化酶活性、线粒体膜流动性、ATP含量均明显低于APP细胞,而APP细胞又明显低于对照的转入空质粒的细胞.在转基因小鼠上也得到类似结果:同时转入人Swedish突变APP和人PS1 M146V敲入的双转小鼠的细胞色素c氧化酶活性和ATP含量比只转入Swedish突变APP的Tg2576小鼠更低.结果证明了AD模型中线粒体功能损害程度与Aβ产量的正相关关系.     

Zn~(2+)对PTP开放和细胞色素c释放的浓度依赖性双向调节

研究Zn2+对Ca2+介导线粒体通透过渡孔道(PTP)开放和线粒体细胞色素c释放的影响,及其与线粒体膜电位(ΔΨm)和Ca2+介导的线粒体Ca2+释放(mCICR)之间的关系.提取大鼠肝线粒体,通过紫外分光光度仪检测不同浓度Zn2+作用下Ca2+介导的PTP开放状态;采用荧光分光光度仪测定不同浓度Zn2+作用下线粒体膜电位的变化;采用双波长双光束紫外分光光度仪检测不同浓度Zn2+作用下测试体系内Ca2+浓度的变化,以反映线粒体Ca2+的转运情况(即mCICR);通过免疫印迹法检测不同浓度Zn2+作用下Ca2+介导的线粒体细胞色素c的释放.高浓度Zn2+完全抑制Ca2+介导的PTP开放和细胞色素c释放.一定浓度的Zn2+部分抑制Ca2+介导的PTP开放和细胞色素c释放.适当浓度Zn2+自身介导PTP开放和细胞色素c释放.低浓度Zn2+加速Ca2+介导PTP开放和Ca2+释放;高浓度和一定浓度Zn2+分别完全或部分破坏ΔΨm;高浓度Zn2+完全抑制mCICR.当抑制mCICR时,Ca2+和Zn2+对PTP开放和细胞色素c释放的作用完全抑制.结果表明,Zn2+以浓度依赖方式双向调节PTP开放和细胞色素c释放.Zn2+的作用可能与Zn2+破坏ΔΨm和影响mCICR相关.     

线粒体呼吸链膜蛋白复合体的结构

线粒体作为真核细胞的重要“能量工厂”,是细胞进行呼吸作用的场所,呼吸作用包括柠檬酸循环和氧化磷酸化两个过程,其中氧化磷酸化过程的电子传递链（又称线粒体呼吸链）位于线粒体内膜上,由四个相对分子质量很大的跨膜蛋白复合体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、和Ⅳ）、介于Ⅰ／Ⅱ与Ⅲ之间的泛醌以及介于Ⅲ与Ⅳ之间的细胞色素c共同组成。线粒体呼吸链的功能是进行生物氧化,并与称之为复合物V的ATP合成酶（磷酸化过程）相偶联,共同完成氧化磷酸化过程,并生产能量分子ATP。线粒体呼吸链的结构生物学研究对于彻底了解电子传递和能量转化的机理是至关重要的,本文分别论述线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的结构,并跟踪线粒体呼吸链超复合体的结构研究进展。     

凋亡相关基因Bcl-2、Bax及细胞色素C在糖尿病胃组织壁细胞中的表达

目的观察糖尿病大鼠胃组织中Bcl-2、Bax及细胞色素C表达变化。方法SD雄性大鼠腹腔注射链脲佐菌素(STZ)复制糖尿病动物模型,分别于4周、12周后测体重和血糖,胃内色素排空检测,光镜观察胃组织形态学变化,免疫组织化学观察Bcl-2、Bax及细胞色素C蛋白表达变化。结果糖尿病组大鼠胃内色素残留率显著增加,胃壁细胞胞质空泡改变。与正常对照组比较糖尿病组大鼠胃壁细胞Bax及细胞色素C表达随病程延长显著增加,而Bcl-2随病程延长表达减弱。结论Bcl-2、Bax及细胞色素C在糖尿病胃组织壁细胞中出现了一定的变化规律。引起壁细胞凋亡增加,导致胃粘膜功能异常,这可能是糖尿病胃瘫的重要发病机制之一。     

黄皮种子线粒体呼吸速率和活性氧清除酶活性对脱水的响应及其生态学意义

顽拗性种子脱落时具有较高的含水量和代谢活性, 对脱水高度敏感; 但顽拗性种子脱水敏感性的机理至今仍然不清楚。该文以顽拗性黄皮(Clausena lansium)种子为材料, 研究了种子和胚轴对水分丧失的响应, 在脱水过程中胚轴和子叶的呼吸速率, 胚轴和子叶线粒体的细胞色素c氧化酶(CCO)活性、外膜完整性、CCO和交替氧化酶(AOX)途径以及线粒体活性氧清除酶活性的变化。结果表明, 随着水分的丧失, 种子和胚轴的存活率逐渐下降, 种子的脱水敏感性大于胚轴; 胚轴和子叶的呼吸速率以及线粒体外膜的完整性降低。胚轴和子叶线粒体的CCO途径以及胚轴AOX途径的呼吸速率在脱水初期增加, 随着继续脱水下降, 胚轴线粒体AOX途径的呼吸速率则随着脱水显著下降。胚轴线粒体的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性和子叶线粒体的APX活性随着脱水迅速下降; 胚轴线粒体的脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性和子叶线粒体的SOD、DHAR和GR活性在脱水初期增加, 然后下降。这些数据表明黄皮种子的脱水敏感性与线粒体的呼吸速率和活性氧清除酶的活性降低密切相关, 也与长期适应热带/亚热带的生境有关。     

双氢青蒿素对人白血病细胞K562增殖及凋亡的影响

目的:研究双氢青蒿素对人白血病细胞增殖及凋亡的作用,探讨其对白血病的作用机制,为进一步研究提供依据。方法:体外培养K562细胞,用细胞计数法绘制生长曲线;流式细胞仪及荧光显微镜检测药物作用前后细胞凋亡作用;Western-blot测定药物作用前后线粒体、细胞浆细胞色素c的表达。结果:双氢青蒿素的浓度为1×10~(-4),1×10~(-5),1×10~(-6)l/L时,细胞生长受到显著抑制,并呈剂量依赖性;流式细胞仪检测出凋亡峰;Hoechst33342/PI双荧光染色可观察到明显的核浓缩、凝集等细胞凋亡表现;Western-blot检测1×10~(-5)mol/L药物处理细胞后线粒体细胞色素c表达水平下调1,细胞浆出现明显细胞色素c蛋白奈带。结论:双氢青蒿素能显著抑制人白血病细胞K562的生长,并诱导其凋亡,可能与线粒体途径有关。     

基于线粒体COⅠ基因的凤蝶亚科部分物种系统发育关系

通过对凤蝶亚科Papilioninae11属27种的线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ基因(COⅠ)序列测定,以阿波罗绢蝶Parnassius apollo为外群,分别采用邻接法(NJ)、最大简约法(MP)和最大似然法(ML)构建凤蝶亚科的系统发育树,初步探讨了其系统发育关系。结果显示,凤蝶亚科11属27个物种分为4个主要的分支,分别是裳凤蝶族Troidini、凤蝶族Papilionini、燕凤蝶族Lampropterini和喙凤蝶族Teinopalpini,与传统分类学观点一致。其中,燕凤蝶族构成凤蝶亚科系统发育树基部的一个独立分支,且为单系发生。凤蝶属Papilio中美凤蝶亚属Menelaides和翠凤蝶亚属Princeps首先相聚,华凤蝶亚属Sinoprinceps和凤蝶亚属Papilio亲缘关系较近,随后两分支再聚为一支,构成凤蝶属。本研究结果从分子水平验证了凤蝶亚科传统的形态分类地位,并为澄清凤蝶亚科物种间系统发育关系提供了基础资料。     

线粒体分裂蛋白抑制剂在大鼠脑缺血再灌注损伤中的作用及其机制

目的:观察线粒体分裂蛋白抑制剂在大鼠脑缺血再灌注损伤中的作用,并初步探讨其在线粒体凋亡途径中的作用机制.方法:雄性Wistar大鼠48只,体重250～300 g,随机分为三组(n=16):假手术组(Sham组)、脑缺血再灌注组(I/R组)和mdivi-1预处理组(mdivi-1组),线栓法建立大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型,缺血2小时,再灌注24小时后应用流式细胞术检测神经元凋亡;Western blot法检测Cyt C蛋白的表达;RT-PCR法检测Cyt C mRNA的表达.结果:与Sham组比较,I/R组神经细胞凋亡率与CytC蛋白以及mRNA表达水平显著升高(P＜0.01).应用mdivi-1预处理后细胞凋亡率与CytC蛋白以及mRNA表达水平明显降低(P＜0.01).结论:线粒体分裂蛋白抑制剂可以明显减轻脑缺血再灌注损伤,其作用机制可能通过阻断线粒体-细胞色素C途径来抑制细胞凋亡.