线粒体DNA靶向治疗

线粒体(mitochondrion)是真核生物细胞中的一种非常重要的细胞器,含有独立于细胞核染色体外的遗传物质,通过氧化磷酸化产生ATP,是细胞的能量工厂,与细胞分化、信号转导、代谢稳态等过程密切联系。线粒体功能的紊乱与癌症、神经退行性疾病、糖尿病等许多疾病的发生、发展及治疗息息相关。线粒体在细胞命运中扮演的关键角色,使对线粒体这一特殊细胞器的探索成为生命科学研究热点之一。人线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)是一相对保守且仅16 kb的环状双链DNA分子,只含37个基因,但这些基因都是维持线粒体功能稳定必不可少的部分。随着对线粒体功能认识的不断深入,研究人员发现mtDNA突变,会导致活性氧自由基过量产生,从而引起细胞衰老,甚至引发诸多疾病,例如遗传性视神经病变、线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作综合征等。但是,目前针对这些线粒体基因疾病尚无非常有效的治疗手段。为了进一步了解这一关键细胞器,研究人员开发了一些有效的方法来突破线粒体的复杂屏障。本文将重点介绍并讨论近几年靶向mtDNA的研究进展,主要从药物修饰、材料递送、基因编辑等方面进行了总结,希望能为推动线粒体的研究提供一些新的思路。     

云斑白条天牛雌雄成虫四个线粒体基因的序列比较

[目的]比较云斑白条天牛Batocera lineolata成虫雌雄个体的4个线粒体基因的序列差异,为研究种群个体分化和系统发育提供借鉴.[方法]以危害杨树云斑白条天牛种群为研究对象,分别提取并扩增云斑白条天牛雌雄成虫的线粒体DNA的COⅠ、COⅡ、Cytb、16S rRNA4个基因.通过序列比对,分析比较4个线粒体基因序列在雌雄成虫个体间的差异.[结果]危害杨树云斑白条天牛雌雄成虫的4个线粒体基因存在差异.在碱基序列相似度方面,COⅡ基因雌雄成虫间差异最大,相似度为98.3％,在比较的650个碱基位点中,2个缺失碱基,8个不一致碱基;其次为COⅠ,相似度为98.6％,比较的714个碱基位点中,5个缺失碱基,2个不一致碱基;再次为Cytb,相似度为98.9％,在比较的472个碱基位点中,4个不一致碱基;差异最小的为16S rRNA,相似度为99.2％,在比较的833个碱基位点中,2个缺失碱基,3个不一致碱基.在碱基含量方面,4个基因雌成虫A+T与C+G含量差值均高于雄成虫,Cyt b基因雌雄成虫A+T高出C+G含量的差值最高分别为40.84％和40.96％,16S rRNA差值其次分别为40.10％和40.70％,COⅡ差值再次分别为38.94％和38.22％,COⅠ差值最小分别为30.52％和30.16％.[结论]危害杨树云斑白条天牛雌雄成虫的mtDNA COⅠ、COⅡ、Cytb、16S rRNA在碱基序列相似度和碱基含量方面均存在差异,在分析种群个体分化和系统发育时,条件允许的情况下可以区分云斑白条天牛雌雄个体.     

禾谷镰刀菌蛋白激酶研究进展

由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦生产最重要的真菌病害之一,除了造成严重的产量损失外,其病原菌还会产生多种真菌毒素危害人畜健康。蛋白激酶在禾谷镰刀菌生长发育、植物侵染和胁迫应答等方面具有重要作用。综述了禾谷镰刀菌主要蛋白激酶在生物学功能和分子作用机制等方面的研究进展,并对未来禾谷镰刀菌蛋白激酶的研究趋势进行了展望,以期为今后禾谷镰刀菌蛋白激酶的研究与小麦赤霉病的防治提供理论参考。     

云南4个地区高山姬鼠线粒体控制区种群遗传分化研究

对云南4个种群38个个体的线粒体控制区（D-loop）905 bp的核苷酸序列遗传变异进行分析,探讨了高山姬鼠种群遗传结构和分化。在905 bp D-loop基因的碱基序列中,共发现了57个变异位点（全变异的6.30%）,共定义了23个单倍型,其中有一个单倍型（Hap1）为横断山3个种群（中甸、丽江和剑川）所共享,其余22个单倍型均为各个种群所特有。分子变异分析（AMOVA）表明,种群间的遗传变异占33.7%,种群内的遗传变异占66.3%。FST统计结果表明,除昆明种群和横断山种群之间差异显著（P〈0.05）,其它地理种群间的差异均不显著（P〉0.05）,说明昆明种群与横断山种群之间出现了明显的遗传分化。     

阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)与动力相关蛋白1(dynamin-related protein 1,Drp1)

阿尔茨海默病(AD)已成为威胁老年人生活的一种常见病,对老年人的生活质量有着严重的影响,目前尚无有效地防治方法。最新研究发现在阿尔茨海默病的病理发生中,神经细胞伴有显著的线粒体代谢紊乱和动态变化的异常,其中动力相关蛋白1(Drp1)是参与线粒体动态变化的关键分子。深入研究阿尔茨海默病中线粒体动态变化的异常及Drp1等关键分子的作用机制,对于揭示AD的发生机制及寻找药物作用靶点具有重要意义。综述了Drp1在阿尔茨海默病中的调控机制。     

1O2-Mediated and EXECUTER-Dependent Retrograde Plastid-to-Nucleus Signaling in Norflurazon-Treated Seedlings of Arabidopsis thaliana

Chloroplast development depends on the synthesis and import of a large number of nuclear-encoded pro- teins. The synthesis of some of these proteins is affected by the functional state of the plastid via a process known as retrograde signaling. Retrograde plastid-to-nucleus signaling has been often characterized in seedlings of Arabidopsis thaliana exposed to norflurazon （NF）, an inhibitor of carotenoid biosynthesis. Results of this work suggested that, throughout seedling development, a factor is released from the plastid to the cytoplasm that indicates a perturbation of plastid homeostasis and represses nuclear genes required for normal chloroplast development. The identity of this factor is still under debate. Reactive oxygen species （ROS） were among the candidates discussed as possible retrograde signals in NF-treated plants. In the present work, this proposed role of ROS has been analyzed. In seedlings grown from the very beginning in the presence of NF, ROS-dependent signaling was not detectable, whereas, in seedlings first exposed to NF after light-dependent chloroplast formation had been completed, enhanced ROS production occurred and, among oth- ers, 1O2-mediated and EXECUTER-dependent retrograde signaling was induced. Hence, depending on the developmental stage at which plants are exposed to NF, different retrograde signaling pathways may be activated, some of which are also active in non-treated plants under light stress.     

白念珠菌MAPK信号通路研究进展

白念珠菌是人类最常见的条件致病菌。促分裂素原活化蛋白激酶（MAPK链）是真核生物信号传递网络中的重要途径之一,在基因表达调控和细胞质功能活动中发挥关键作用。在白念珠菌中主要有4条MAPK途径：Mkcl途径、Cekl途径、Cek2途径和HOG途径。其中HOG途径在白念珠菌MAPK信号通路起着重要的作用。对于白念珠菌MAPK信号通路的作用及相关调控机制的了解,可以为寻找新的药物作用靶点,治疗念珠菌病提供帮助。     

细胞自噬在脓毒症的作用及机制

脓毒症是由感染、手术、创伤等引起的全身炎症反应综合征,死亡率高。但它的发病机制尚未完全阐明,目前认为与过度免疫反应、线粒体功能障碍、细胞凋亡等多因素有关。自噬作为机体的一种自我保护机制,在免疫激活中发挥重要作用,促进抗原提呈,积极清除细胞内病原体,通过多种方式调节免疫应答。随着对脓毒症的深入研究,发现自噬对脓毒症的发生发展过程中有重要影响,有望为未来脓毒症的治疗提供新思路。故本文将对自噬和脓毒症发病进程的关系进行总结。     

线粒体动力学及线粒体自噬调控机制的研究进展

线粒体形态和功能的异常与多种疾病的发生密切相关。线粒体通过不断的分裂和融合,维持线粒体网络的动态平衡,该过程称为线粒体动力学,是维持线粒体形态、分布和数量,保证细胞稳态的重要基础。此外,机体还通过线粒体自噬过程降解胞内功能异常的线粒体,维持线粒体稳态。线粒体动力学与线粒体自噬二者之间可相互调控,共同维持线粒体质量平衡。探讨线粒体动力学和线粒体自噬的调控机制对揭示多种疾病发生的分子机制、开发新的靶向线粒体动力学蛋白或线粒体自噬调控蛋白的药物具有重要意义。本文从线粒体动力学与线粒体自噬出发,对线粒体动力学调控机制、线粒体自噬及其发生机制以及二者的相互作用关系、线粒体动力学及线粒体自噬与人类相关疾病等方面作一综述。