线粒体ATP合酶抑制因子1在线粒体稳态中的调节作用

线粒体作为细胞的重要能量来源,其数量、质量及功能的稳定对维持细胞的正常活动至关重要,且其稳态的调节依赖于线粒体质量控制系统(包括线粒体自噬、线粒体融合/分裂及线粒体生物合成等)。线粒体蛋白ATP合酶抑制因子1(ATP synthase inhibitor 1, IF1)是线粒体基质中抑制F1FoATP酶/合酶活性的天然小分子蛋白质。在细胞缺氧缺血等特殊生理情况下, IF1通过改变自身的聚合状态,抑制F1FoATP酶水解ATP的活性,从而抑制细胞内的ATP被过度水解。最近的研究证实, IF1的抑制作用是双向的,其即可抑制F1FoATP酶活性,又可抑制F1FoATP合酶活性。因此, IF1可通过靶向F1FoATP酶/合酶活性及相关信号通路,参与调节线粒体质量,维持线粒体稳态。该文综述IF1在线粒体质量控制中的相关调节机制,包括IF1维持线粒体氧化还原平衡、IF1介导线粒体自噬、IF1促进线粒体融合/分裂三条通路,以及三者之间相互作用的关系,为探索IF1在相关疾病的发生、发展及治疗中的作用提供理论参考。     

综述:β分泌酶1调控机制在阿尔茨海默病早期发病中的作用

β-淀粉样蛋白(Aβ)在脑内的沉积被认为是阿尔茨海默病(AD)发病的始动因素之一．β-淀粉样蛋白前体蛋白裂解酶1(BACE1)是Aβ产生过程中重要的蛋白酶．BACE1在细胞内的表达与成熟受多种因素调节．BACE1与缺血缺氧、炎症应激等多种AD早期的分子病理变化相关,BACE1、Aβ及其相关细胞因子可能成为体液生物学标记物,为临床早期诊断AD提供新的手段．     

缺氧诱导因子-1结构及功能的研究进展

缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是一种介导机体对缺氧环境产生应答的转录因子。在炎症及实体肿瘤周围的组织大多存在缺氧现象。在缺氧条件下,HIF-1α和HIF-1β两个亚基结合,形成HIF-1并迅速活化,参与机体缺氧环境的适应,并在胚胎发育、多种肿瘤及心肺疾病等发生发展中起到重要作用。因此,更好地认识HIF-1的功能及意义,对进一步地认识与其相关生命过程和疾病本质以及研发新的治疗手段具有重要意义。     

膜蛋白ATAD3A在线粒体质量控制中的作用

线粒体质量控制对于线粒体网络的稳态和线粒体功能的正常发挥具有重要意义。三磷酸腺苷酶家族蛋白3A(ATAD3A)是同时参与调节线粒体结构功能、线粒体动力学和线粒体自噬等重要生物学过程的线粒体膜蛋白之一。近期研究表明,ATAD3A既可与Mic60/Mitofilin和线粒体转录因子A (TFAM)等因子相互作用以维持线粒体嵴的形态和氧化磷酸化功能,又能与发动蛋白相关蛋白1 (Drp1)结合而正性/负性调节线粒体分裂,还可作为线粒体外膜转位酶（TOM）复合物和线粒体内膜转位酶（TIM）复合物之间的桥接因子而介导PTEN诱导激酶（PINK1）输入线粒体进行加工,显示出促自噬或抗自噬活性。本文对ATAD3A在调控线粒体质量控制中的作用及其机制进行了综述。     

亚精胺对EIF5A的hypusine修饰的生理病理功能研究进展

亚精胺是生物体内普遍存在的生物活性小分子——多胺家族的一员,具有多种重要的生物学功能,其中最特别的是参与真核翻译起始因子5A (eukaryotic translation initiation factor 5A, EIF5A)的活化,对EIF5A上一个特定赖氨酸残基进行修饰,称为hypusine修饰。目前关于亚精胺通过EIF5A的hypusine修饰对相关生物事件影响的研究备受关注。该文总结了在人生理病理方面亚精胺相关的报道,重点关注亚精胺通过EIF5A的hypusine修饰影响生理病理功能的研究进展,以期为亚精胺在医学和营养健康方面的应用研究提供参考。     

5-羟色胺受体3拮抗剂通过IκBα/NF-κB信号通路抑制脂多糖诱导RAW264.7细胞炎症反应

在败血症等炎症相关疾病中，巨噬细胞过度产生的炎症因子在疾病的发病机制中发挥关键作用。5-羟色胺受体3(5-hydroxytryptamine receptor 3, 5-HT₃R)拮抗剂，近来被发现在免疫系统中具有抑制炎症的作用，但其具体机制尚不清楚。本文使用脂多糖(lipopolysaccharides, LPS)刺激小鼠巨噬细胞系RAW 264.7细胞，引发巨噬细胞炎症相关蛋白质的表达和炎症因子的释放。结果显示，在RAW 264.7细胞中，与无处理组相比，LPS以剂量和时间依赖的方式促进炎症相关蛋白质的表达和炎症因子的释放。进一步使用5-HT₃R拮抗剂格拉司琼(granisetron, GA)进行预处理，检测其抗炎作用。蛋白质免疫印迹和酶联免疫吸附测定的结果表明，与LPS处理组相比，随着GA浓度的升高，其抑制LPS诱导的RAW 264.7细胞炎症的效果越好(P<0.05)。同时，细胞活力和细胞毒性的结果也表明，所使用的GA对细胞不造成损伤。另外，通过免疫荧光实验和双荧光素酶检测表明，GA可以抑制LPS诱导的NF-κB的核移位和转录活...     

HIF 在心肌缺血再灌注中的作用

缺氧诱导因子(HIF)是参与缺氧转录反应调控的转录调控因子,HIF的活化在缺氧时细胞中保护起重要作用,HIF及HIF依赖的基因如诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、血红素氧合酶(HO-1)的激活可减轻心脏的缺血-再灌注损伤,HIF调节的基因表达可能介导了缺血预处理和缺血后处理的保护作用。本文对HIF在心肌缺血再灌注损伤中的保护作用予以综述。     

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。     

黄连素通过SOCS1减轻Aβ淀粉样蛋白诱导的小胶质细胞激活

目的:观察黄连素(Berberine,BBR)对暴露于Aβ淀粉样蛋白(βAmyloid,Aβ)中的小胶质细胞激活的影响,并明确细胞因子沉默蛋白1(Silencing of Cytokine Signaling Factor 1, SOCS1)是否参与了BBR对小胶质细胞激活的影响。方法:将N9小胶质细胞暴露于含5μM Aβ的培养基中模拟阿尔兹海默症(Alzheimer's,AD)中的小胶质细胞激活。随后,将细胞分为5组,分别为Control组、5μM的Aβ损伤组(Aβ)、BBR+Aβ组、SOCS1-siRNA干扰组(SOCS1-siRNA+BBR+Aβ)和乱序si RNA处理组(SC-si RNA+BBR+Aβ),细胞处理24 h后,采用Western blot检测细胞诱导型一氧化氮合酶(Inducible Nitric Oxide Synthase,i NOS)、SOCS1蛋白的表达,酶联免疫吸附法(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA)检测细胞培养基内炎症因子的水平。结果:与正常培养的Control组相比,5μM的Aβ暴露24 h可显著增加细胞i NOS蛋白表达水平和肿瘤坏死因子α(Tumor Necrosis Factorα,TNF-α)、白细胞介素1β(Interleukin 1β,IL-1β)和IL-6的释放(P0.05),但并未对SOCS1蛋白表达产生显著影响(P0.05),5μM的BBR可显著降低i NOS表达和上述3种促炎症因子的释放(P0.05),并上调SOCS1蛋白表达,而SOCS1-siRNA可显著逆转BBR对i NOS和SOCS1蛋白表达及3种炎症因子释放的影响(P0.05)。结论:BBR可能通过SOCS1减轻Aβ淀粉样蛋白对小胶质细胞的激活。     

线粒体ATP合酶抑制因子(ATPIF1)在能量代谢中的作用

线粒体是真核细胞中动态双层膜结构的细胞器,由外至内可以划分为四个功能区,分别是线粒体外膜(OMM),线粒体膜间隙,线粒体内膜(IMM)和线粒体基质。在线粒体内膜上的复合体V(complex V)即为ATP合酶,其主要功能是合成ATP。实际上,ATP合酶既合成也水解ATP,对细胞ATP水平有双向调节作用。ATP合酶的活性受抑制因子(ATPIF1)的调节。ATPIF1与ATP合酶结合后,对其ATP合成和水解功能进行抑制,从而影响线粒体和细胞内ATP水平。ATPIF1活性受到组氨酸质子化状态和丝氨酸磷酸化修饰的调节。在缺氧,交感神经兴奋和肿瘤等条件下,ATPIF1发挥重要代谢调节作用,但其在代谢紊乱疾病中的作用尚不明确。本文在综述ATPIF1文献的基础上,对其在糖脂代谢紊乱疾病中的作用进行分析及展望。     

核转录因子-κB在缺氧导致的炎症中的作用

核转录因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)是一种能控制DNA的转录、细胞因子合成以及细胞存活时间的蛋白复合物,是机体应对免疫、应激、细胞凋亡和分化的关键调节因子。缺氧导致的炎症反应一直是医学研究领域的热点,其研究成果可以为临床心血管疾病、炎性肠病、类风湿关节炎、器官移植等多种疾病提供基因水平的诊断依据和新的治疗靶点。NF-κB信号通路是如何调控缺氧导致的炎症被广泛关注,仍有许多问题亟待解决。本文重点阐述了NF-κB转录因子家族及生物作用、缺氧炎症过程中NF-κB与缺氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)的关系及NF-κB信号通路与缺氧的炎症基因表达。这些研究可以为临床诊断、治疗提供基因水平的辅助和新的治疗方向。     

炎症因子相关基因在创伤失血性休克中的研究进展

近年来研究认为在创伤失血性休克的发生发展及液体复苏、缺血再关注过程中均伴随着炎症因子的变化,现将与炎症因子密切相关基因环氧化酶-2(COX-2)、核因子κB(NF-κB)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、高迁移率族蛋白1(HMGB1)、低氧诱导因子1α(HIF1α)、血红素氧合酶-1(HO-1)、寒冷诱导的RNA结合蛋白(CIRBP)在创伤失血性休克中的作用机制方面的研究及进展作一综述,为创伤失血性休克临床救治提供思路。     

乙酰辅酶A与内质网乙酰化

乙酰辅酶A是细胞内物质和能量代谢的重要中间物，同时也是蛋白质乙酰化的乙酰基供体。蛋白质乙酰化包括Nα-乙酰化和Nε-乙酰化，由不同的酶进行催化。蛋白质乙酰化发生在多个亚细胞部位，如细胞基质、细胞核、线粒体和内质网腔等。不同细胞器和区室内乙酰辅酶A的波动可调控内质网蛋白质的乙酰化水平。本文从柠檬酸转运蛋白SLC25A1和SLC13A5、乙酰辅酶A转运蛋白AT-1以及乙酰转移酶ATase1和ATase2的功能出发，以相关人类疾病、内质网乙酰化失调小鼠模型和柠檬酸/乙酰辅酶A通量失调小鼠模型为背景进行分析，阐述了乙酰辅酶A和内质网乙酰化以及内质网乙酰化功能失调与退行性疾病之间的关系，旨在为靶向治疗相关疾病提供一定的策略。     

山莨菪碱(654-2)抗体休克作用机制的研究进展

六十年代至七十年代前期,从临床观察及部分实验材料认为654-2的抗休克作用主要是通过其扩血管作用改善微循环。七十年代后期以未,大量实验研究结果说明,654-2抗休克作用的机制主要不是通过扩张血管增加器官血流量,而在于它能在细胞水平上保护细胞、提高细胞对缺血缺氧的耐受性,从而稳定溶酶体和线粒体等亚细胞结构,减少溶酶体酶的释放和休克因子的产生,因而减轻或防止休克过程向不可逆发展的倾向。     

发育及DNA损伤反应调节基因1的研究进展

发育及DNA损伤反应调节基因1(regulated in development and DNA damage responses 1,REDD1)又称为RTP801,是一个新近发现的低氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)靶基因,在细胞和整体动物缺氧缺血模型中其表达显著升高,随着研究的深入,发现其对多种细胞刺激均能产生应激反应,在细胞凋亡过程中发挥着重要的调节作用;RTP801受到多种细胞信号通路的调控,研究其功能和作用机制可为临床缺血性疾病和肿瘤的防治等提供新的思路。     

线粒体自噬在缺氧条件下适应机制的研究进展

由于线粒体能敏感地感受机体内氧浓度的变化,缺氧时会影响线粒体氧化磷酸化过程中电子传递链的正常功能,抑制ATP生成,产生大量活性氧(ROS)。ROS蓄积导致氧化损伤细胞内脂质、DNA和蛋白质等大分子物质,线粒体肿胀,通透性转换孔开放,释放细胞色素C等促凋亡因子,最终严重影响细胞的存活。因此这些功能异常或受损线粒体是缺氧应激状态下细胞是否存活的危险因素,及时清除这些线粒体,对维持线粒体质量、数量及细胞稳态具有重要意义。线粒体自噬是近年来发现的细胞适应缺氧的一种防御性代谢过程,它通过自噬途径选择性清除损伤、衰老和过量产生ROS的线粒体,促进线粒体更新和循环利用,确保细胞内线粒体功能稳定,保护缺氧应激下细胞的正常生长发挥重要的调节作用。本文就线粒体自噬在缺氧条件下发生过程、参与相关蛋白及调节机制等方面研究进行了综述。     

血红素加氧酶-1在缺血/再灌注损伤中的保护作用

血红素加氧酶-1(Heme Oxygenase-1,HO-1)是催化血红素分解的关键酶。近年来,人们对血红素降解产物的抗氧化、抗炎症等功能的认识推动了对HO酶系的研究。缺血／再灌注损伤(IRI)是一个重要的临床问题,而临床上对IRI的防治尚缺乏有效的方法。目前发现HO-1过表达具有抗IRI的作用,其保护作用的可能机制有：抗氧化作用、调节微循环、调节细胞周期和抗炎症作用。     

肠道菌群与急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征的关系

肠道和肺部具备相似的黏膜结构、生理功能和免疫功能。胃肠道和呼吸道黏膜菌群紊乱影响肠道疾病和急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(acute lung injury/acute respiratory distress syndrome,ALI/ARDS)发展和预后。当肠道微生物群失调时会导致肠道炎症的发生,诱发肠道免疫反应并增加肠黏膜上皮的通透性,细菌及炎症因子经肠-肺轴或其他路径引发肺部疾病,致使组织器官缺血缺氧,造成肺部疾病预后不良。本文将重点关注肠道菌群失调与ALI/ARDS的关系,阐述肠道菌群失调引发的肠道和肺部慢性炎症,为肠道菌群失调引发肺部疾病的原因及其内在机制的研究提供新思路,为后续治疗提供新的线索。     

基于JAK2/STAT3信号通路探讨头针结合艾灸对缺血缺氧脑瘫幼鼠模型的影响及作用机制

摘要 目的：基于JAK2/STAT3信号通路探讨头针结合艾灸对缺血缺氧脑瘫幼鼠模型的影响及作用机制。方法：选取40只7 d龄的清洁级SD幼鼠,按随机数字表法分为A组、B组、C组、D组、E组,每组8只。E组不予以任何处理,其余各组幼鼠均以改良的缺氧缺血性脑病造模方法构建缺血缺氧脑瘫模型。造模成功后A组、B组、C组分别给予头针结合艾灸治疗、头针治疗、艾灸治疗,D组、E组均给予50 ?滋L生理盐水。对比各组幼鼠脑组织Janus蛋白酪氨酸激酶2（JAK2）及转录活化因子3（STAT3）蛋白表达量、血清炎症因子[白介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子--α（TNF-α）、白介素-1（IL-1）]水平、神经递质[去甲肾上腺素（NE）、5-羟色胺（5-HT）]水平、记忆功能。结果：A组脑组织JAK2、STAT3 蛋白表达量低于B、C、D组,但高于E组（P<0.05）;A组血清IL-6、IL-1和TNF-α水平低于B、C、D组,但高于E组（P<0.05）;A组血清NE、5-HT水平低于B、C、D组,但高于E组（P<0.05）;A组Y迷宫实验正确次数多于B、C、D组（P<0.05）,而少于E组（P<0.05）。结论：头针结合艾灸可通过靶向抑制JAK2/STAT3信号通路相关蛋白的表达下调机体炎症反应水平,从而降低缺血缺氧脑瘫幼鼠脑组织损伤,促进其记忆功能恢复。     

线粒体钾通道参与葛根素抗心肌细胞缺氧/复氧损伤的作用

目的:探讨线粒体ATP敏感性钾通道和线粒体钙激活钾通道在葛根素预处理抗心肌细胞缺氧/复氧损伤中的作用。方法:采用酶解分离大鼠心肌细胞复制心肌细胞缺氧/复氧模型,台盼蓝拒染法测定心肌细胞存活率;四甲基罗丹明乙酯(TMRE)孵育测定线粒体膜电位值;分离线粒体测定线粒体渗透性转换孔开放程度。结果:与缺氧/复氧组相比,葛根素(0.24mmol/L)预处理5min可明显增加心肌细胞的存活率,线粒体ATP敏感性钾通道抑制剂5-羟基癸酸(100μmol/L,预处理20min)或线粒体钙激活钾通道阻断剂paxilline(1μmol/L,预处理5min)均可拮抗葛根素的作用。葛根素预处理可明显减弱缺氧引起的线粒体膜电位的耗损,5-羟基癸酸和paxilline都能明显拮抗其作用。在分离心肌线粒体模型上,葛根素显著减弱CaCl2诱导的线粒体在A520处吸光度降低,其作用与单独应用线粒体渗透性转换孔抑制剂环孢菌素A相似;5-羟基癸酸和paxilline可拮抗葛根素的保护作用。结论:在大鼠分离心肌细胞模型或分离线粒体模型上,葛根素预处理具有抗缺氧/复氧损伤的作用,这种保护作用可能与其促进线粒体ATP敏感性钾通道和线粒体钙激活钾通道的开放,进而稳定线粒体膜电位,抑制线粒体渗透性转换孔开放有关。