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线粒体功能调控机制进展及研究方法

动物营养学报 2022年第12期34卷 7481-7488页

作者：肖昊蒋宗勇王丽叶秀峰广东省农业科学院动物科学研究所农业部华南动物营养与饲料重点实验室畜禽育种国家重点实验室岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东省畜禽育种与营养研究重点实验室广州510640

线粒体是细胞代谢的中枢,参与细胞能量供应、新陈代谢以及凋亡、免疫等机体功能,也是细胞在各种压力下的第1道防线。维持蛋白质正确的折叠和质量控制对维持线粒体功能及细胞存活具有重要意义。因此,本文对线粒体功能损伤的调控机制(主... 详细信息

线粒体是细胞代谢的中枢,参与细胞能量供应、新陈代谢以及凋亡、免疫等机体功能,也是细胞在各种压力下的第1道防线。维持蛋白质正确的折叠和质量控制对维持线粒体功能及细胞存活具有重要意义。因此,本文对线粒体功能损伤的调控机制(主要阐述线粒体自噬和线粒体未折叠蛋白反应)的研究进展和线粒体功能研究方法等方面进行了综述,旨在为进一步促进以线粒体为靶标的营养调控剂在动物生产上的应用提供参考。

关键词：线粒体功能线粒体自噬线粒体未折叠蛋白反应研究方法

小鼠CDP-二酰基甘油合成酶-2(Cds2)肝脏特异性敲除导致线粒体功能受损并快速发展为非酒精性肝炎及肝纤维化

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Science Bulletin 2022年第3期67卷 299-314页

作者：许捷思陈思宇王威林茜雯徐扬张少华潘慧敏梁晶晶黄夏禾王瑜李婷降雨强汪迎春丁梅税光厚杨洪远黄勋 State Key Laboratory of Molecular Developmental Biology Institute of Genetics and Developmental BiologyChinese Academy of SciencesBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Institute of Medicinal Biotechnology Chinese Academy of Medical SciencesBeijing 100050China School of Biotechnology and Biomolecular Sciences University of New South WalesSydneyNew South Wales 2052Australia

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)包括单纯脂肪浸润和非酒精性脂肪性肝炎(NASH),继续发展可导致更为严重的肝纤维化、肝硬化和肝癌等.诱导肝脏从单纯脂肪浸润发展成NASH的机制还不是特别清楚.本研究构建了肝脏特异敲除CDP-二酰基甘油合成酶-2(... 详细信息

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)包括单纯脂肪浸润和非酒精性脂肪性肝炎(NASH),继续发展可导致更为严重的肝纤维化、肝硬化和肝癌等.诱导肝脏从单纯脂肪浸润发展成NASH的机制还不是特别清楚.本研究构建了肝脏特异敲除CDP-二酰基甘油合成酶-2(Cds2)小鼠,并发现该小鼠快速产生肝脏脂肪大量储积、肝炎和肝纤维化等一系列肝脏病变.CDS2定位在线粒体相关内质网膜(MAM)上,敲除Cds2会导致线粒体功能受损和线粒体磷脂酰乙醇胺含量下降.肝脏过表达线粒体磷脂酰乙醇胺合成酶(Pisd)会增加线粒体磷脂酰乙醇胺含量,并减轻肝脏Cds2敲除小鼠肝损伤的表型.另外,过表达Cds2可以抵抗高脂喂食诱导的脂肪肝和肥胖.本研究揭示了小鼠肝脏Cds2生理功能,即Cds2可以调节线粒体磷脂含量和线粒体功能并继而影响NASH的快速发生.

关键词：线粒体功能脂肪浸润小鼠肝损伤磷脂酰乙醇胺二酰基甘油肝纤维化肝脏病变小鼠肝脏

二陈汤通过抑制mTORC1/SREBP1/CAV1通路改善高脂饮食小鼠肝脏线粒体功能的作用研究

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中国中药杂志 2024年第3期49卷 763-769页

作者：丁珊珊庄妍廖颖康洁张凌媛沈建英廖凌虹福建中医药大学福建福州350122

研究二陈汤对高脂饮食小鼠肝脏线粒体功能的影响及可能的作用机制。将60只C57BL/6J小鼠随机分为正常组、高脂组、二陈汤组、mTORC1激活剂(MHY)组、二陈汤+MHY组、多烯磷脂酰胆碱(PPC)组,每组10只。正常组给予普通饲料,其余各组给予高脂... 详细信息

研究二陈汤对高脂饮食小鼠肝脏线粒体功能的影响及可能的作用机制。将60只C57BL/6J小鼠随机分为正常组、高脂组、二陈汤组、mTORC1激活剂(MHY)组、二陈汤+MHY组、多烯磷脂酰胆碱(PPC)组,每组10只。正常组给予普通饲料,其余各组给予高脂饲料,喂养20周。第17周,二陈汤组和二陈汤+MHY组小鼠每日灌胃二陈汤(8.7 g·kg^(-1)),PPC组小鼠灌胃PPC(0.18 g·kg^(-1)),其余组小鼠灌胃生理盐水(0.01 mL·g^(-1)),持续4周。第19周,MHY组和二陈汤+MHY组小鼠隔日腹腔注射MHY(5 mg·kg^(-1)),持续2周。观察小鼠一般情况,检测小鼠血清中甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)含量,HE染色和油红O染色观察肝组织形态变化,化学发光法检测三磷酸腺苷(ATP)含量,荧光探针(JC-1)法检测线粒体膜电位,免疫印迹法检测雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)、核糖体蛋白S6激酶(S6K)、固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)、小窝蛋白1(CAV1)的表达。结果显示,与正常组比较,高脂组小鼠体质量和腹围显著增加(P线粒体膜电位显著降低(P线粒体膜电位显著升高(P线粒体膜电位显著升高(P线粒体功能,可能是其化痰调脂的部分内在机制。

关键词：二陈汤痰证脂质代谢线粒体功能 mTORC1/SREBP1/CAV1

中医药调控线粒体功能防治非酒精性脂肪肝病的研究进展

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中国中药杂志 2022年第19期47卷 5113-5120页

作者：马琼石安华赵茜陈文玲云南中医药大学云南昆明650500 云南省高校中医证候微观辨证重点实验室云南昆明650500 云南中医药大学第一临床医学院云南昆明650500

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)作为一种代谢应激性肝损伤疾病,是目前最常见的慢性肝病之一,严重威胁人们的健康。NAFLD的发病机制非常复杂,但越来越多的研究显示,肝细胞线粒体功能障碍可导致肝脏糖脂代... 详细信息

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)作为一种代谢应激性肝损伤疾病,是目前最常见的慢性肝病之一,严重威胁人们的健康。NAFLD的发病机制非常复杂,但越来越多的研究显示,肝细胞线粒体功能障碍可导致肝脏糖脂代谢紊乱,发生氧化应激和炎症反应,诱导肝细胞的凋亡,在NAFLD疾病的进展中起着非常重要的作用。近年来,研究人员开始着眼于开发能够通过调节肝脏线粒体功能,来延缓NAFLD疾病进程的药物。中医药在NAFLD的治疗中具有较好的疗效,有着安全性高、副作用少等优点,大量研究显示中医药能通过调控线粒体功能来防治NAFLD。因此,该文综述了NAFLD与线粒体的关系,以及中医药(单味中药、中药单体及中医复方)通过调控线粒体功能来防治NAFLD的作用机制,以期为临床应用中医药调控线粒体功能来治疗NAFLD提供参考。

关键词：中医药 NAFLD 线粒体功能作用机制

长链非编码RNA LINC01133通过调控线粒体功能影响人牙周膜干细胞成牙骨质分化潜能的研究

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中华口腔医学杂志 2022年第12期57卷 1209-1216页

作者：邓道坤李璇贺小涛孙海花田蓓敏陈发明第四军医大学口腔医学院牙周病科军事口腔医学国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心陕西省口腔生物工程技术研究中心西安710032 第四军医大学口腔医学院急诊与综合临床科军事口腔医学国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心陕西省口腔疾病国际联合研究中心西安710032

目的探索长链非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA)LINC01133对人牙周膜干细胞(human periodontal ligament stem cells, hPDLSC)成牙骨质分化潜能的影响及其作用机制。方法收集2021年9月至2022年1月第四军医大学口腔医学院口腔颌面外... 详细信息

目的探索长链非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA)LINC01133对人牙周膜干细胞(human periodontal ligament stem cells, hPDLSC)成牙骨质分化潜能的影响及其作用机制。方法收集2021年9月至2022年1月第四军医大学口腔医学院口腔颌面外科17~30岁10例就诊患者因正畸需要或因阻生拔除的牙齿共12颗, 从离体牙上提取hPDLSC, 分别转染靶向LINC01133小干扰RNA(small interfering RNA-LINC01133, si-LINC01133)或阴性对照小干扰RNA(small interfering RNA-negative control, si-NC), 以转染si-LINC01133为实验组, 转染si-NC为阴性对照组。利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR, RT-qPCR)检测si-LINC01133的沉默效率;通过蛋白质印迹法检测hPDLSC成牙骨质分化相关蛋白包括骨涎蛋白(bone sialoprotein, BSP)、牙骨质附着蛋白(cementum attachment protein, CAP)、牙骨质蛋白1(cementum protein-1, CEMP-1)的表达;利用流式细胞术和线粒体超氧化物指示剂MitoSOX检测细胞线粒体活性氧产量;通过JC-1荧光染色法检测线粒体膜电位水平;利用蛋白质印迹法检测线粒体呼吸链复合体蛋白包括NADH脱氢酶[泛醌]1β亚单位8(NADH dehydrogenase[ubiquinone]1 beta subcomplex subunit 8, NDUFB8)、琥珀酸脱氢酶亚单位A(succinate dehydrogenase complex flavoprotein subunit A, SDHA)、泛醌-细胞色素c还原酶核心蛋白1(ubiquinol-cytochrome c reductase core protein 1, UQCR1)、细胞色素c氧化酶亚单位4亚型1(cytochrome c oxidase subunit 4 isoform 1, COXⅣ)、ATP合成酶F1亚单位α(ATP synthase F1 subunit alpha, ATP5A)的表达水平。结果 hPDLSC的LINC01133表达水平被si-LINC01133有效沉默(阴性对照组:1.000±0.000, 实验组:0.385±0.128)(t=10.72, P线粒体活性氧产量显著上升(阴性对照组:1.000±0.000, 实验组:1.458±0.185)(t=4.96, P线粒体膜电位水平显著下降(阴性对照组:1.000±0.000, 实验组:0.209±0.029)(t=53.99, P0.05)。结论 LINC01133可能通过调控hPDLSC线粒体功能, 进而影响hPDLSC成牙骨质分化潜能。

关键词：牙周炎细胞分化成牙骨质分化长链非编码RNA 牙周膜干细胞线粒体功能

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线粒体功能调控动脉粥样硬化的研究进展

心血管病学进展 2022年第11期43卷 1016-1020,1049页

作者：王雪梅王怡婷曹莹汪洁英李婧门可西安医学院公共卫生学院陕西西安710000 陕西省缺血性心血管疾病重点实验室西安医学院基础与转化医学研究所陕西西安710000 陕西省公共安全医学防控研究中心陕西西安710000

血管内皮细胞损伤、巨噬细胞吞噬脂质泡沫化以及平滑肌细胞的增殖和迁移是动脉粥样硬化的主要病理特征。线粒体是细胞的“ATP工厂”,高脂应激造成线粒体氧化磷酸化效率降低,ATP合成受阻,活性氧生成增加,脂质蓄积形成脂质核心。重要事件... 详细信息

血管内皮细胞损伤、巨噬细胞吞噬脂质泡沫化以及平滑肌细胞的增殖和迁移是动脉粥样硬化的主要病理特征。线粒体是细胞的“ATP工厂”,高脂应激造成线粒体氧化磷酸化效率降低,ATP合成受阻,活性氧生成增加,脂质蓄积形成脂质核心。重要事件包括过氧化物酶体增殖物激活受体α和过氧化物酶体增殖物激活受体γ协同激活因子-1α表达降低,线粒体DNA生物合成减少,线粒体膜电位降低,ATP含量下降,活性氧累积。现探讨动脉粥样硬化病理发生过程中的线粒体功能与临床干预治疗,为动脉粥样硬化的靶向干预治疗提供思路。

关键词：动脉粥样硬化线粒体功能过氧化物酶体增殖物激活受体γ协同激活因子-1α 靶向治疗

温经汤对子宫内膜异位症患者异位内膜间质细胞HIF-1α表达及线粒体功能的调控作用

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中国实验方剂学杂志 2022年第6期28卷 17-25页

作者：王心茹果金玉高乐朱欢喜何彩莹李清任艳青牛丽颖河北中医学院石家庄050091 河北省中药材品质评价与标准化工程研究中心石家庄050091 河北省中药配方颗粒技术创新中心石家庄050091

目的:从调控低氧应激及线粒体功能角度探讨温经汤防治子宫内膜异位症(EMT)的作用机制。方法:采用消化法原代培养EMT患者异位子宫内膜间质细胞(ESCs),实验设正常(Control)组、5%空白血清(5%KBXQ)组、10%空白血清(10%KBXQ)组、5%温经汤血... 详细信息

目的:从调控低氧应激及线粒体功能角度探讨温经汤防治子宫内膜异位症(EMT)的作用机制。方法:采用消化法原代培养EMT患者异位子宫内膜间质细胞(ESCs),实验设正常(Control)组、5%空白血清(5%KBXQ)组、10%空白血清(10%KBXQ)组、5%温经汤血清(5%WJTXQ)组、10%温经汤血清(10%WJTXQ)组。噻唑蓝(MTT)比色法检测不同组ESCs增殖情况,实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)及蛋白免疫印迹法(Western blot)检测缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)mRNA及蛋白表达,透射电镜观察ESCs线粒体超微结构,高内涵分析(HCS)法多参数同时检测细胞线粒体功能[线粒体膜电位,线粒体膜电位(MMP)和细胞色素C(Cyt C)表达]及细胞凋亡情况(细胞膜通透性、细胞核荧光强度、细胞核大小及细胞数量),流式细胞术检测细胞凋亡率,Western blot检测B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)相关X蛋白(Bax),Bcl-2和剪切的半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3(cleaved Caspase-3)蛋白表达。结果:与Control组比较,5%KBXQ和10%KBXQ组细胞活力显著增加(P线粒体嵴明显,线粒体内外膜清晰;HCS多通道荧光染色显示,MMP及Cyt C表达、细胞膜通透性无显著变化,细胞核呈现均匀淡染;细胞凋亡率、cleaved Caspase-3蛋白表达及Bax/Bcl-2值均无明显变化。与Control组及相应体积分数KBXQ组比较,5%WJTXQ及10%WJTXQ组细胞活力显著下降(P线粒体超微结构破坏,部分线粒体肿胀,嵴模糊;MMP显著降低,Cyt C释放量明显增加(P线粒体生物活性,诱导细胞凋亡,这可能是其防治EMT的作用机制。

关键词：温经汤子宫内膜异位症子宫内膜间质细胞缺氧诱导因子-1α 线粒体功能细胞凋亡

亚低温干预通过改善线粒体功能抑制干扰素-α2b诱导的人心肌细胞AC16凋亡

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中国循环杂志 2024年第1期39卷 75-82页

作者：王俊乾周灵杉朱友琦乙成成白明兰州大学第一医院心脏中心甘肃省心血管病临床医学研究中心甘肃省心血管疾病重点实验室兰州730000 兰州大学第一医院老年病科兰州730000

目的:分析亚低温在Ⅰ型干扰素(干扰素-α2b)诱导的人心肌细胞AC16凋亡过程中的作用及分子机制。方法:不同浓度的干扰素-α2b在不同时间点刺激人心肌细胞AC16,CCK-8检测心肌细胞增殖;流式细胞仪检测干扰素-α2b刺激心肌细胞后常温、亚低... 详细信息

目的:分析亚低温在Ⅰ型干扰素(干扰素-α2b)诱导的人心肌细胞AC16凋亡过程中的作用及分子机制。方法:不同浓度的干扰素-α2b在不同时间点刺激人心肌细胞AC16,CCK-8检测心肌细胞增殖;流式细胞仪检测干扰素-α2b刺激心肌细胞后常温、亚低温对细胞的影响;线粒体Mito-Tracker绿色荧光探针染色激光共聚焦成像观察线粒体形态的变化;流式细胞仪检测不同干预条件下线粒体膜电位变化情况;通过线粒体Mito-Tracker绿色荧光探针染色激光共聚焦成像评估线粒体动力相关蛋白1(Drp1)与线粒体的共定位情况及不同干预条件对线粒体的影响;使用蛋白免疫印迹法检测不同干预条件下,磷酸化Drp1 Ser616、Drp1、核酶多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶1(PARP1)、剪切型PARP1(cleaved-PARP1)蛋白表达变化。结果:CCK-8及流式细胞仪检测发现干扰素-α2b抑制AC16细胞增殖,并可诱导AC16细胞凋亡,亚低温干预发挥心肌保护作用;不同干预条件下,AC16细胞线粒体损伤程度不一,表现为亚低温干预细胞具有较好的线粒体形态和更高的线粒体膜电位;Mito-Tracker绿色荧光探针检测发现心肌细胞损伤时Drp1从胞浆转移至线粒体中参与线粒体分裂,且亚低温干预发挥抑制作用;蛋白免疫印迹法检测发现亚低温干预后磷酸化Drp1 Ser616/Drp1和cleaved-PARP1/PARP1显著降低,且线粒体分裂抑制剂1(Mdivi-1)预处理可部分逆转上述现象。结论:亚低温干预通过改善线粒体功能抑制Ⅰ型干扰素-α2b诱导的人心肌细胞AC16凋亡。

关键词：干扰素-α2b 亚低温心肌炎线粒体功能细胞凋亡

共生微生物对仔猪肠道发育、代谢和线粒体功能的影响

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生物技术通报 2024年第1期40卷 332-343页

作者：张进威吴元霞孙静李晓开陆路李周权葛良鹏重庆市畜牧科学院重庆402460 农业农村部养猪科学重点实验室养猪科学重庆市重点实验室重庆402460 国家生猪技术创新中心重庆402460 西南大学动物科学技术学院生物饲料与分子营养实验室重庆400715 四川农业大学动物科技学院成都611130

【目的】以猪为动物模型研究共生微生物对宿主肠道发育代谢的调控作用。【方法】经无菌剖腹产、无菌饲养等技术培育无菌(germ-free,GF)仔猪和无特定病原(specific pathogen-free,SPF)仔猪,通过形态学观察、液相色谱分析、RNA-seq等方法... 详细信息

【目的】以猪为动物模型研究共生微生物对宿主肠道发育代谢的调控作用。【方法】经无菌剖腹产、无菌饲养等技术培育无菌(germ-free,GF)仔猪和无特定病原(specific pathogen-free,SPF)仔猪,通过形态学观察、液相色谱分析、RNA-seq等方法研究共生微生物对仔猪肠道形态、代谢、基因表达及线粒体功能的影响。【结果】共生微生物对仔猪肠道的形态结构、短链脂肪酸含量、氨基酸代谢和肠道细胞线粒体含量等方面产生不同程度的影响;共生微生物影响仔猪肝脏、回肠和结肠组织的整体基因表达,调控线粒体氧化磷酸化、氨基酸代谢、脂质代谢等生物学过程相关基因表达,导致线粒体功能发生改变,从而影响仔猪肠道营养物质的吸收与代谢。【结论】共生微生物通过调控肠道细胞线粒体从而影响仔猪肠道发育和代谢,为“微生物-宿主互作”调控仔猪肠道健康相关研究奠定理论基础。

关键词：无菌猪无特定病原猪共生微生物能量代谢线粒体功能