丙二醛对大鼠海马神经元结构的破坏和钙离子稳态的影响

脂质过氧化中间产物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)在生物体内表现了广泛的生物毒性,MDA也是机体过度训练和运动性疲劳的重要生理指标.采用光学显微镜和透射式电子显微镜观察不同浓度MDA作用后海马神经元形态和超微结构的变化,并采用荧光分光光度法测定原代培养的海马神经元中Ca2+-ATPase活性的变化和胞质游离钙离子水平的变化,探讨MDA对海马神经元形态和结构上的破坏及神经元钙离子稳态的影响.在光镜下可观察到MDA作用下神经元突触变短,胞体肿胀,出现细胞死亡或凋亡的形态特征;在电镜下可观察到线粒体结构的明显破坏,内膜上的嵴颗粒减少或消失;同时MDA还通过抑制质膜Ca2+-ATPase的活性和其它的途径,破坏神经元胞质游离Ca2+稳态.结果表明,MDA可通过破坏海马神经元的结构和影响胞质中钙离子稳态,破坏神经元的生理功能,在机体运动性中枢疲劳形成中可能发挥重要作用.     

Mol Cell:研究首次发现肌肉也能感知机体糖分的变化

正我们都知道舌头上的味蕾能够感受到糖分的存在,一顿饭后,胰腺中的β细胞就能够感知血液中葡萄糖水平的上升,并且释放胰岛素来帮助调节糖分进入细胞,在细胞中这些糖分就会被机体当做能量来使用。近日,来自密歇根大学生命科学学院的研究人员通过研究揭开了机体中骨骼肌对葡萄糖进行感知的分子机制,研究者发现,骨骼肌能够促进机体对血糖水平的总体调节,相关研     

综述:脑内线粒体雌激素受体β在女性阿尔茨海默病发生过程中的作用

脑内雌激素水平下降被认为与女性阿尔茨海默病(AD)相关,女性阿尔茨海默病患者脑中胞浆、细胞核、线粒体中的雌激素受体?茁(estrogen receptor β,ERβ)水平也较正常老年女性低．老年大鼠脑内ERβ水平发生显著下降．敲除ERβ影响小鼠的学习和记忆功能,雌激素或ERβ选择性激动剂能够改善神经元突触相关蛋白表达．在神经元中,ERβ与线粒体共定位,提示定位于线粒体上的ERβ,可能参与线粒体功能的调节,从而影响神经元功能．     

红花黄色素B对冈田酸致SH-SY5Y神经元损伤的保护作用

本研究目的是考察红花黄色素B(SYB)对冈田酸(OA)致SH-SY5Y神经元损伤的保护作用。采用全反式维甲酸(ATRA)诱导SH-SY5Y细胞分化为成熟神经元,OA诱导神经元损伤,建立Tau蛋白过度磷酸化的神经元突触萎缩模型;Giemsa染色法观察SH-SY5Y细胞形态学变化;Western Blot检测Tau蛋白262位点磷酸化水平;流式细胞术检测细胞总活性氧(ROS)和线粒体源ROS水平,以及线粒体膜电位的变化。结果表明,ATRA可诱导SH-SY5Y细胞分化为成熟神经元;OA可致神经元突触萎缩和Tau蛋白在262位点过度磷酸化;SYB能够改善OA所致成熟神经元损伤,降低Tau蛋白在262位点的磷酸化水平,其保护作用机制可能与减少胞内及线粒体源ROS产生,提高线粒体膜电位有关。     

线粒体膜电位与皮质酮对原代培养海马细胞的毒性作用

采用MTT法和激光共聚焦显微术观察皮质酮对原代培养海马神经细胞的存活率及其线粒体膜电位的影响。结果表明,在低糖、无血清培养条件下,皮质酮可剂量依赖地降低海马神经元及神经胶质细胞的存活率,在同等剂量下以神经元损伤更为显著。给予高浓度葡萄糖（25mmol/L）可明显拮抗皮质酮对海马神经元的毒性作用。进一步研究表明,皮质酮（10^-6-10^-5mol/L）可引起海马神经元线粒体膜电位明显下降,此作用亦可被高浓度葡萄糖所对抗。结果提示,在相同处理因素条件下,皮质酮以损伤神经元为主。皮质酮可降低海马神经元的存活率及线粒体膜电位,给予高浓度葡萄糖具有明显的改善作用。线粒体膜电位的下降可能是皮质酮引起神经元损伤的机制之一。     

PGC-1α基因在HIV-1包膜糖蛋白gp120诱导神经元线粒体功能障碍中的作用及机制研究

人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency viru,HIV)包膜糖蛋白gp120具有神经毒性,可引起神经元损伤,与HIV相关性痴呆的发生有关,但gp120引起神经元损伤的机制尚不清楚.有研究报道gp120能够引起神经元出现线粒体功能障碍,而PGC-1α是促进神经元内线粒体生成的关键基因.因此,本研究将分析PGC-1α基因在HIV-1包膜糖蛋白gp120诱导神经元线粒体功能障碍中的作用及机制.原代培养皮层神经元细胞后分为对照组、gp120组、空白质粒组、gp120+空白质粒组,gp120+PGC-1α质粒组、PGC-1α质粒组,检测细胞活力OD490nm线粒体膜电位(△ψm)水平、三磷酸腺苷(ATP)含量、活性氧簇(ROS)含量、凋亡率及PGC-1α、cleaved caspase-9、cleaved caspase-3的表达水平.结果 显示,gp120组皮层神经元的PGC-1α表达水平、OD490nm水平、△ψm水平、ATP含量均低于对照组,ROS含量、凋亡率、cleaved caspase-9、cleaved caspase-3的表达水平均高于对照组;过表达PGC-1α后,gp120+PGC-1α质粒组皮层神经元的PGC-1α表达水平、OD490nm水平、△ψm水平、ATP含量均高于gp120+空白质粒组,ROS含量、凋亡率、cleaved caspase-9、cleaved caspase-3的表达水平均低于gp120+空白质粒组.以上结果表明,gp120诱导皮层神经元出现线粒体氧化呼吸功能减退、线粒体途径凋亡等线粒体功能障碍的表现,抑制PGC-1α基因表达是gp120诱导线粒体功能障碍的相关机制之一.本研究的创新点在于探究了gp120诱导神经元线粒体功能障碍的分子机制,研究发现抑制PGC-1α基因表达是gp120诱导神经元线粒体功能障碍的相关机制之一,这为今后阐明gp120诱导神经元损伤及HIV相关性痴呆的发病机制提供了实验依据.     

靶向酸敏感离子通道的神经保护:酸毒性损伤机制的重新审视

生理水平的质子在生物体内分布广泛,具有重要的生理功能。在特定的病理条件下,正常的酸碱平衡被破坏,导致质子大量生成和累积,产生对机体有害的酸毒(acidotoxicity)。组织酸化是多种神经系统疾病(如缺血性中风、多发性硬化症以及亨廷顿舞蹈症等)的共同病理特征,也是致这些疾病神经损伤的原因之一。质子可直接激活酸敏感离子通道(acid-sensing ion channel,ASIC),介导组织酸化相关的生理和病理功能,例如,缺血性神经损伤。一直以来,ASIC引起酸毒性神经损伤被认为主要依赖于通道介导的细胞内钙离子升高。然而,本研究组新近的研究表明ASIC1a亚型通道能够通过激活受体相互作用蛋白1(receptor-interacting protein 1,RIP1),介导不依赖于通道离子通透功能的细胞程序性坏死。另外,亚细胞定位研究发现,除了在神经元膜表面,ASIC1a还可以定位在线粒体内膜上,通过调控线粒体通透性转变(mitochondrial permeability transition,MPT)过程,在缺血性神经损伤中发挥重要作用。这些进展使人们对于ASIC介导神经元死亡的机制有了新的认识。     

MSCs线粒体转移对脑缺血后损伤修复的作用研究

目的探索骨髓基质细胞（MSCs）中线粒体转移在脑缺血后的损伤保护作用。 方?法采用小鼠骨髓MSCs分离与原代培养方法,培养MSCs并通过流式细胞仪进行鉴定;取出生后第0天（P0）SD幼鼠的皮层,进行原代神经元培养,并进行氧糖剥夺（OGD）处理,将含有线粒体的MSCs培养基（MCM）组和不含有线粒体的MSCs培养基（mdMCM）组与OGD神经元进行共培养,另以未经过OGD处理的神经元（Neuron组）和经过OGD处理的神经元（OGD组）作为对照;通过MitoTracker追踪线粒体,分析线粒体从MSCs向OGD神经元的转移情况;通过检测试剂盒对神经元内ATP含量和神经元活性进行分析;通过对线粒体膜电势检测,分析线粒体的功能;采用Western Blot分析线粒体Miro1蛋白的表达水平;通过MCAO造模和计算梗死体积,分析MSCs移植对脑缺血的保护作用。采用方差分析和t检验进行统计学分析。 结?果原代培养的骨髓MSCs纯度达到99﹪以上。取原代培养MSCs的培养基分别去除线粒体（mdMCM）与不去除线粒体（MCM）,与OGD神经元共培养,在MCM组,观察到神经元中存在MSCs来源的线粒体;经过OGD处理的神经元,其胞内ATP水平降低至0.634±0.023,给予MCM处理后,神经元胞内ATP水平上升至1.623±0.039,当给予mdMCM处理后,神经元胞内ATP水平降低至0.645±0.011,ATP比率变化的差异具有统计学意义（F?= 3413.62,P?< 0.01）;经过OGD处理,神经元活性降低至（73.7±1.12）﹪;给予MCM处理后,神经元活升高到（83.3±1.57）﹪,当给予mdMCM处理后,神经元活性降低至（72.9±1.25）﹪,与MCM组相比差异具有统计学意义（F?= 654.280,P?< 0.01）。在未经过处理的对照组中,线粒体膜电势丢失1.7﹪;经过OGD处理后,膜电势丢失70.3﹪;添加MCM后的OGD神经元,线粒体膜电势丢失44.7﹪,与OGD组相比,差异具有统计学意义（P?= 0.036）;而添加mdMCM的OGD处理神经元,线粒体膜电势丢失67.7﹪,与OGD+MCM组相比,差异具有统计学意义（P?= 0.041）。给予CCCP处理后的阳性对照神经元,膜电势丢失为99.3﹪。在Miro1表达干预中,空白对照组神经元胞内的ATP平均水平记为1,神经元活性为100﹪,计算其余各组相对空白对照组的ATP水平和神经元活性。在Miro1高表达组,胞内ATP水平为2.304,与对照质粒组（ratio = 1.611）相比,差异具有统计学意义（P?= 0.034）;神经元活性检测中,Miro1高表达组相比对照质粒组（90.4﹪vs 81.7﹪）,差异具有统计学意义（P?= 0.040）。在MCAO手术后,小鼠的脑梗死体积达到38.4﹪,而给予MSCs后的小鼠,梗死面积降低到14.4﹪,差异具有统计学意义（P?= 0.004）。 结论MSCs来源的线粒体可以向损伤神经元转移,提升神经元胞内ATP水平和神经元活性,降低缺血损伤中小鼠的脑梗死体积。线粒体Miro1蛋白参与了线粒体向神经元转移保护过程。     

PINK1-Parkin通路与线粒体自噬

正帕金森病(Parkinson's disease,PD)由英国医生James Parkinson于1817年首次报道,表现为中脑黑质多巴胺能神经元(dopaminergic neurons)凋亡、并以肌张力增强、运动障碍为主要临床症状,其多发于中老年人,呈散发性或家族性,是重要神经退行性疾病之一。探索帕金森病的发病机制,一直是世界医学界研究热点。近年来发现,线粒体功能异常密切参与帕金森病发病。PINK1是线粒体质量控制(mitochondrial quality control)主要调节子,其可被诸多线粒体损伤因素激活,从而磷酸化其下游     

动物线粒体遗传系统理论与应用研究进展

随着线粒体与人类疾病之间关系研究的不断深入,线粒体DNA及其编码的13个多肽的功能和进化引起了众多研究者的关注。作为有氧呼吸的后生动物主要的产能系统——线粒体电子传递系统(ETS)由线粒体和核基因组共同编码,自然选择被认为偏爱那些增强ETS功能的突变,此类突变可发生在线粒体或核编码的ETS蛋白中并引起积极的基因组间的相互作用,即"共适应"。线粒体DNA进化通常被认为遵循一种稳定的突变速率平衡中性模型,但有证据表明该假设可能并不可靠。对线粒体遗传系统研究的最新进展进行了综述,这对科学和合理地使用线粒体DNA分析技术具重要意义。     

Sci Rep:科学家阐明线粒体的程序性细胞死亡过程

正日前,发表在Scientific Reports杂志上的一篇研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的研究人员通过利用一种由石墨烯组成的新型传感器深入解析了线粒体的程序性细胞死亡过程,该研究或为驱动癌细胞自我毁灭提供了新的线索。研究者通过研究开发了一种监测线粒体改变的电子学方法,该方法能够指示出细胞进行自我毁灭的开始阶段,我们机体每个细胞中都有数百个、甚至数千个线粒体,每个线粒体都有着内膜和外膜结构;作为细胞的能量工厂,线粒体会对细胞中的碳水化合物和脂肪进行代谢产     

线粒体损伤相关模式分子与宿主免疫调节北大核心CSCD

线粒体是真核细胞至关重要的细胞器,参与机体细胞能量代谢和细胞凋亡等多种生物学过程。线粒体还参与机体的天然免疫反应的调节。线粒体不仅可以作为病毒免疫反应的载体,还可以通过产生ROS参与抗菌反应。线粒体受到损伤、刺激后,可释放mt DNA,TFAM,ROS,ATP,心磷脂和甲酰肽等内容物。这些分子可以作为损伤相关模式分子(damage-associated molecular patterns,DAMPs)被模式识别受体识别,从而参与宿主的免疫调节。研究表明,线粒体已成为内源性DAMPs的重要来源,在先天性免疫应答以及疾病进展过程中发挥着重要的作用。本文就线粒体来源的损伤相关模式分子在机体免疫调节中的作用进行综述。     

线粒体损伤相关模式分子与宿主免疫调节

线粒体是真核细胞至关重要的细胞器,参与机体细胞能量代谢和细胞凋亡等多种生物学过程。线粒体还参与机体的天然免疫反应的调节。线粒体不仅可以作为病毒免疫反应的载体,还可以通过产生ROS参与抗菌反应。线粒体受到损伤、刺激后,可释放mtDNA,TFAM,ROS,ATP,心磷脂和甲酰肽等内容物。这些分子可以作为损伤相关模式分子(damage associated molecular patterns, DAMPs)被模式识别受体识别,从而参与宿主的免疫调节。研究表明,线粒体已成为内源性DAMPs的重要来源,在先天性免疫应答以及疾病进展过程中发挥着重要的作用。本文就线粒体来源的损伤相关模式分子在机体免疫调节中的作用进行综述。     

Nature:科学家鉴别出调节机体睡眠的两个关键基因

正近日,刊登在国际杂志Nature上的ー项研究报告中,来自西南医学中心等机构的研究人员通过研究鉴别出了两个关键的核心基因这两个基因能够帮助调节机体深度睡眠和做梦的水平相关研究或为阐明相关的基因控制睡眠的网络提供新的线索。此前研究者通过对小鼠进行研究发现了能够控制机体快速眼动睡眠的基因,同时该基因还能够诱导深度睡眠,而第二个基因能够控制     

线粒体移植治疗神经系统疾病的策略及机制

线粒体（mitochondria）承担细胞有氧呼吸功能，神经系统作为机体巨大耗能组织高度依赖线粒体结构和功能稳定。研究表明，线粒体异常是多种神经系统疾病发生发展的重要原因，靶向线粒体开发治疗神经系统疾病的策略已成为前沿和热点。其中，线粒体移植（mitochondrial transplantation）被认为有巨大治疗潜能。线粒体移植是将外源性健康线粒体以直接或间接方式移植进入受损机体，通过改善神经系统线粒体功能，最终达到改善或治疗神经系统疾病的目的。本篇综述回顾了线粒体移植治疗多种神经系统疾病的研究进展，重点阐述移植策略、细胞和分子机制及面对的挑战，以期为临床开发新的治疗手段提供线索与依据。     

线粒体miRNA及其生物学功能

线粒体是细胞中重要的细胞器,是机体主要的能量代谢场所,参与调节机体的多项生命活动,线粒体功能异常与多种疾病的发生、发展密切相关。微小RNA(micro RNA,miRNA)是一类由内源基因编码的长度为20~25个核苷酸的非编码单链RNA分子,广泛存在于真核生物中。研究表明,miRNA通过抑制靶信使RNA(messenger RNA,m RNA)翻译或促进其降解,在转录后水平调控基因表达。近三分之一的编码基因受miRNA调控,miRNA几乎参与了机体所有的生命活动。以往的研究主要集中于miRNA在细胞核及细胞质中的功能,近年来关于miRNA在线粒体中发挥作用的报道越来越多,miRNA已成为当今生物学研究的新热点。线粒体miRNA对线粒体的功能具有重要的调控作用,并参与许多疾病的发生、发展。该文将就线粒体miRNA及其生物学功能作一综述。     

转录辅助活化因子PGC-1家族的生物学特性及功能

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1(PGC-1)家族共有PGC-1α,PGC-1β和PRC(PGC-1相关因子)3个成员,该家族在机体诸多代谢过程中发挥重要作用,包括调节机体适应性产热、线粒体的生成、脂质代谢、调节血糖平衡及葡萄糖转运、激活糖异生的关键酶和影响肌纤维类型的转换等.成员间功能也存在差异,PGC-1α的上述功能表现的较为明显,而PGC-1β在调节脂肪细胞分化及脂类代谢中具有独特的功能,PRC则仅发现其在调节线粒体的生物合成及细胞增殖中有作用.研究认为,通过调节PGC-1家族的生理功能,可治疗肥胖及糖尿病等疾病,尤其PGC-1β可作为改善机体胰岛素抵抗的新药物靶点.本文就PGC-1家族的特征、生理功能及相互作用研究进行简要综述.     

由不同细胞核背景引起的小麦细胞质雄性不育系(CMS)叶绿体蛋白质组的变化(简报)

叶绿体和线粒体是高等植物细胞内2种重要的细胞器。由于细胞质雄性不育(CMS)被认为是一种由线粒体基因编码的性状,因此,近10多年来,国内外研究者对线粒体基因组结构与功能、由线粒体基因编码的与CMS相关蛋白的研究积累了大量的资料。与线粒体相比,叶绿体与CMS关系的研究相对滞后。虽然一些研究者在核不育水稻中,观     

H2O2诱导的线粒体损伤神经元内硫氧还蛋白mRNA水平的变化

线粒体缺陷和氧化应激参与了神经退行性疾病的发病机制。叠氮钠(NaN3)是线粒体细胞色素C氧化酶(COX)的特异性抑制剂,能诱导线粒体缺陷。本实验通过细胞活性检测(MTT法),形态学观察,分析H2O2对原代培养的正常神经元及NaN3诱导的线粒体缺陷神经元的损伤作用的差异。并通过RT-PCR半定量法检测H2O2损伤后两类神经元内硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)mRNA水平的变化,以阐明细胞内这一重要氧化还原调节蛋白在神经元损伤时的作用机制。实验表明,在正常神经元内,H2O2的损伤对Trx表达量的改变似乎不明显;而线粒体缺陷神经元内Trx的表达量下降,且对于H2O2的损伤具有浓度、时间依赖性。提示：在线粒体功能缺陷神经元中,Trx似乎发挥更重要的作用。     

跨组织线粒体应激信号交流调控机体衰老研究进展

线粒体内蛋白质稳态的平衡对于细胞正常的生理功能非常关键。线粒体蛋白稳态失衡时,细胞会启动应激反应机制,即线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response,UPRmt),修复线粒体功能,平衡细胞内稳态。尽管线粒体的严重损伤对机体是有害的,但在线虫(Caenorhabditis elegans)、果蝇(Drosophila melanogaste)及小鼠(Mus musculus)中都有研究表明线粒体的轻微损伤可以通过激活UPRmt,促进寿命延长。有趣的是,在没有直接经历线粒体损伤的细胞或组织中,UPRmt也能以非自主方式被诱导。不同组织间可以通过名为“mitokine”的细胞因子进行UPRmt的跨组织调控,系统性地协调机体整体的压力适应能力和抗衰老能力。该调控机制与衰老相关神经退行性疾病、癌症等多种疾病密切相关,近年来有关研究与日俱增。本文系统总结了线粒体应激及其组织间通讯的机制,并介绍了跨组织线粒体应激交流信号“mitokine”调控衰老进程的最新研究进展,以期为跨组织信号调控和机体衰老等研究提供参考。