一氧化氮对线粒体信号的调节

线粒体是细胞内能量合成的主要场所,对维持细胞正常生理功能起着重要作用。一氧化氮(NO)是生物体内一种结构最简单的多功能生物信号分子,在机体正常生理功能调节和疾病的发生中起着十分重要的作用。NO可以影响呼吸链中ATP的合成、促进氧气在组织中的扩散、介导自由基和神经损伤、促进细胞的凋亡等,对线粒体信号的调节起着十分重要的作用。     

高原哺乳动物低氧感受器的研究进展

目前,已发现了许多与氧感受器相关的基因,如血红素蛋白、NADPH氧化还原酶、线粒体电子传递链成分、天冬酰胺羟化酶及HIF1等。虽然低氧研究在哺乳动物的器官水平及分子水平取得了很大的进展,但是低氧信号传导机制并不是很清楚。作者综述了高原地区哺乳动物低氧感受器方面的进展,通过对高原地区哺乳动物机体对低氧适应的机制进行总结,帮助人们了解哺乳动物对高原低氧环境的适应机制。     

益生菌与动物肠道自由基的关系

动物肠道益生菌具有免疫调节、形成肠黏膜上皮屏障功能和刺激肠道细胞增殖等多种生理作用。最新研究表明,益生菌一个重要作用机制是可通过调控肠道自由基的水平,既可发挥免疫调节作用,又避免了对肠道产生氧化损伤。益生菌能够刺激肠道细胞产生活性氧自由基(ROS),ROS参与调控肠道细胞内的氧化还原反应过程。同时,益生菌也能够利用其体内相关的酶系,清除肠道细胞产生的过量ROS,从而防止其对肠道的损伤作用。本文对益生菌通过调控肠道自由基水平,既可发挥免疫调节作用,又防止对肠道氧化损伤的功能及其相关机制进行了综述。     

ROS介导的氧化应激与自噬

自噬是真核细胞所特有的细胞内物质成分被溶酶体降解过程的统称。生命体借此清除细胞内的废物,重建结构从而维持蛋白质代谢平衡及细胞内环境稳定。氧化应激是指体内氧化与抗氧化作用失衡,倾向于氧化,导致中性粒细胞炎性浸润,蛋白酶分泌增加,产生大量活性氧中介物(ROS),而ROS直接参与细胞存活和死亡调节。大量研究表明,氧化应激中产生的ROS在多种条件下都是自噬的重要调节因子,它能诱导自噬发生,而自噬能通过不同的信号通路来缓解氧化应激造成的损伤,从而保护细胞存活。ROS在多种条件下都是自噬的重要调节因子。作者主要对自噬的形成过程、氧化应激诱导自噬产生机制(包括调控mTOR信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路机制)及自噬缓解氧化应激的途径(mTOR信号通路、PI3K介导的信号通路和调控p53等)进行综述,以期为畜牧生产中通过调控自噬缓解动物氧化应激的措施提供理论依据。     

ROS介导的氧化应激与自噬

自噬是真核细胞所特有的细胞内物质成分被溶酶体降解过程的统称。生命体借此清除细胞内的废物，重建结构从而维持蛋白质代谢平衡及细胞内环境稳定。氧化应激是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量活性氧中介物（ROS），而ROS直接参与细胞存活和死亡调节。大量研究表明，氧化应激中产生的ROS在多种条件下都是自噬的重要调节因子，它能诱导自噬发生，而自噬能通过不同的信号通路来缓解氧化应激造成的损伤，从而保护细胞存活。ROS在多种条件下都是自噬的重要调节因子。作者主要对自噬的形成过程、氧化应激诱导自噬产生机制（包括调控mTOR信号通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路机制）及自噬缓解氧化应激的途径（mTOR信号通路、PI3K介导的信号通路和调控p53等）进行综述，以期为畜牧生产中通过调控自噬缓解动物氧化应激的措施提供理论依据。     

去乙酰化酶3对线粒体功能和猪生长发育影响的研究进展

去乙酰化酶3（Sirt3）是去乙酰化酶家族的一员,具有高度的去乙酰基酶活性,对动物体的生长发育、衰老、代谢等生理过程具有调控作用。目前的研究表明,Sirt3可以激活超氧化物歧化酶、调控三羧酸循环和促进电子传递链3个途径,消除细胞内的活性氧（ROS）,避免细胞的氧化损伤和线粒体膜电位的损伤,进而影响细胞凋亡与自噬;并可通过调控ROS、降低各种退行性疾病的发病率等途径减缓衰老。同时,Sirt3通过激活AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）等途径影响肌肉的发育。对猪的研究表明,不同Sirt3突变型猪的肌肉色值和失水率等肉质指标存在差异,且Sirt3对脂肪酸氧化和酮体生成有一定的影响。在对与猪Sirt3蛋白有较高同源性的牛进行的研究中发现,不同Sirt3突变型的牛体长、体高、肌肉脂肪含量等指标存在显著差异。作者总结了Sirt3对线粒体的能量代谢和细胞氧化损伤的调控机制及其对细胞凋亡、细胞自噬和机体衰老的影响,阐述了猪Sirt3蛋白的部分理化性质及其对猪生长发育的作用机制,以期为了解和挖掘该基因在猪肌肉和脂肪发育中的生物学作用,以及家畜生产性状改良提供理论依据。     

去乙酰化酶3对线粒体功能和猪生长发育影响的研究进展

去乙酰化酶3(Sirt3)是去乙酰化酶家族的一员,具有高度的去乙酰基酶活性,对动物体的生长发育、衰老、代谢等生理过程具有调控作用。目前的研究表明,Sirt3可以激活超氧化物歧化酶、调控三羧酸循环和促进电子传递链3个途径,消除细胞内的活性氧(ROS),避免细胞的氧化损伤和线粒体膜电位的损伤,进而影响细胞凋亡与自噬;并可通过调控ROS、降低各种退行性疾病的发病率等途径减缓衰老。同时,Sirt3通过激活AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)等途径影响肌肉的发育。对猪的研究表明,不同Sirt3突变型猪的肌肉色值和失水率等肉质指标存在差异,且Sirt3对脂肪酸氧化和酮体生成有一定的影响。在对与猪Sirt3蛋白有较高同源性的牛进行的研究中发现,不同Sirt3突变型的牛体长、体高、肌肉脂肪含量等指标存在显著差异。作者总结了Sirt3对线粒体的能量代谢和细胞氧化损伤的调控机制及其对细胞凋亡、细胞自噬和机体衰老的影响,阐述了猪Sirt3蛋白的部分理化性质及其对猪生长发育的作用机制,以期为了解和挖掘该基因在猪肌肉和脂肪发育中的生物学作用,以及家畜生产性状改良提供理论依据。     

靶向沉默CaMKK-AMPK通路对NEFAs介导肝脂损伤的调控机制

为探究Ca²⁺/钙调素依赖性蛋白激酶(CaMKK)-AMP依赖蛋白激酶(AMPK)对非酯化脂肪酸(NEFAs)介导的AML12细胞肝脂损伤的调控机制,本试验通过添加高浓度的NEFAs刺激AML12细胞,RNA靶向沉默CaMKK,检测不同分组细胞内AMPK及固醇调节原件结合蛋白(SREBP1)的蛋白表达水平以及利用流式细胞术检测活性氧(ROS)的产生水平,同时利用激光共聚焦检测细胞内脂滴变化情况。结果显示,siCaMKK+NEFAs组AMPK蛋白表达水平较空白对照组及NEFAs组均显著降低,而SREBP1蛋白表达水平、ROS水平及脂滴数量均显著高于其他各组。结果表明,CaMKK通过AMPK信号通路调控SREBP1及线粒体脂质氧化可调节NEFAs诱导的肝脂损伤过程。     

细胞凋亡信号传导通路的研究进展

细胞凋亡是多细胞生物调控生物体的发育、细胞更新和维持内环境稳定的一种重要机制。目前发现细胞凋亡存在死亡受体通路、线粒体通路和内质网通路3条通路,且各通路之间相互联系,共同促进细胞凋亡。作者综述了近年来细胞凋亡信号传导通路及其调控的研究进展。     

低氧对BDNF和TrkB受体及其信号通路影响的研究进展

探析了急性低氧损伤与适度低氧或低氧预适应(HPC)神经保护作用的相关机制及其涉及的信号通路研究进展,回顾了脑源性神经营养因子(BDNF)、酪氨酸激酶受体B(TrkB)及BDNF/TrkB信号通路在神经生理及神经病理过程中的作用,并对急性低氧与低氧预适应分别影响BDNF、TrkB受体的表达和BDNF/TrkB信号通路的相关途径与机制进行了归纳。通过总结了解到低氧具有双重作用,既有严重缺氧导致损伤,又有适度低氧或低氧预适应对机体有益的保护作用,阐明其调节机制具有一定的参考价值。     

线粒体在细胞凋亡中的作用

细胞凋亡属机体的生理机制 ,是多细胞生物更新正常细胞和清除异常细胞的重要手段 ,线粒体为细胞各种生命活动提供能量 ,二者紧密相关 ;线粒体参与细胞凋亡 ,并且是细胞凋亡的调控中心。淋巴细胞 ,巨噬细胞 ,神经细胞 ,肿瘤细胞等的凋亡都证实了这一点 ;NO和 Ca2 诱导的细胞凋亡也通过线粒体来完成 ;在线粒体调控细胞凋亡机理的研究上也有大量研究成果 ,如 :半胱天冬酶的诱导机制 ,细胞色素 c引起细胞凋亡的机制 ,胞内氧化还原电势改变引起细胞凋亡 ,Bcl-2家族蛋白调控细胞凋亡等。但线粒体参与调控的凋亡机制并不是唯一的细胞凋亡通路。本文综述了近年来有关线粒体与细胞凋亡关系的研究进展     

犬在高原低氧环境适应性的研究进展

高原环境中的低氧因素对于栖居在高原上的人类和动物是最极端的生存挑战之一.犬在高原低氧环境下会产生一系列适应性的生理性变化,同时,低氧适应相关基因在机体低氧适应的调控过程中起着非常重要的作用.随着分子生物学技术的发展,越来越多参与低氧适应调控通路的基因被发现.本文就犬在低氧适应性方面的生理变化和相关基因遗传机制的研究进展进行综述.目前犬表现出与低氧适应相关的基因大多涉及低氧诱导信号通路以及血红蛋白血氧结合的通路上.开展低氧适应性研究可以为低氧相关疾病的研究提供生理和遗传基础资料,寻找低氧分子标进行高原耐低氧环境的定向品种培育,同时对高原家养动物特色基因的保存和利用及高原畜牧业的发展具有重要意义.     

RIG-Ⅰ样受体信号传导通路与调控机制研究进展

视黄酸诱导基因Ⅰ(RIG-Ⅰ)为RLRs受体家族的成员,是比较关键的细胞质内病原体识别受体,可识别细胞内的单链、双链等RNA病毒成分,被激活的RIG-Ⅰ受体及其CARD在TRIM25的作用下连接泛素链使其寡聚化,通过与线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)相互作用,激活MAVS及下游转录因子IRF3和NF-κB,从而诱导Ⅰ型干扰素和炎性因子的表达,最终介导宿主的抗病毒免疫应答。鉴于RIG-Ⅰ持续激活可导致炎性因子对自身细胞的损伤,因此RIG-Ⅰ样受体信号通路受到宿主严格的调控。而某些病毒为逃避宿主细胞的免疫应答,进化出多种机制靶向调节RIG-Ⅰ及MAVS,从而阻断信号通路。论文从RIG-Ⅰ识别病毒机制、激活下游信号传导、宿主细胞对信号传导途径的调控以及病毒逃避机制等方面重点阐述RIG-Ⅰ所介导的天然免疫反应。     

脂肪酸对动物骨骼肌的代谢调控作用

传统观点认为,脂肪酸的主要作用是给细胞供能。最近研究显示,脂肪酸对细胞的生长发育和代谢都有调控作用。骨骼肌作为脂肪酸代谢的重要场所,是脂肪酸发挥调控作用的主要靶标。棕榈酸与骨骼肌胰岛素抵抗（IR）密切相关;油酸通过过氧化物酶体增殖体活化受体促进脂肪酸的氧化和甘油三酯的合成;亚麻酸可通过促进葡萄糖的利用,缓解骨骼肌的胰岛素抵抗;共轭亚油酸（CLA）通过多条信号通路影响骨骼肌的代谢活动;二十二碳六烯酸（DHA）和花生四烯酸（ARA）能显著改变骨骼肌肌球蛋白重链的基因表达;二十碳五烯酸（EPA）对骨骼肌的糖代谢、线粒体活动和Apelin系统都有一定影响。作者通过对不同脂肪酸对骨骼肌的调控作用进行探讨,试图揭示不同脂肪酸的差异化调控机制,从而为开发脂肪酸产品提供一定的理论依据。     

黄曲霉毒素B_1致肉仔鸡肝损伤的氧化应激机制研究

本试验旨在研究黄曲霉毒素B_1(AFB_1)对肉鸡原代肝脏细胞线粒体氧化磷酸化、线粒体膜电位、活性氧(ROS)、细胞凋亡、抗氧化酶及其相关基因表达的影响。选取18~20日龄健康爱拔益加(AA)肉鸡分离的肉鸡原代肝脏细胞(BPHs),分为3个处理组,每个处理组5个重复,试验组分别添加1μmol/L和2μmol/L的AFB_1,对照组添加等量的DMSO。结果表明:随着AFB_1浓度的升高,线粒体Ⅲ和Ⅳ呼吸作用显著增强(P0.05),而线粒体呼吸控制率却显著下降(P0.05);随着AFB_1浓度的升高,线粒体电位下降,并呈现浓度依赖型模式,当AFB_1为2.5μmol/L时BPHs线粒体电位显著下降(P0.05);AFB_1极显著引发了ROS的产生(P0.01);高浓度的AFB_1(2.5μmol/L)处理使得BPHs细胞凋亡率明显上升(P0.05)以及caspase-3、caspase-9表达明显增加(P0.05);AFB_1显著提高了Nrf2的m RNA表达水平(P0.05);与对照组相比,HO-1、SOD的m RNA表达量显著下降(P0.05);高浓度的AFB_1(2.5μmol/L)显著提高了NQO1的m RNA表达水平(P0.05)。以上研究结果显示,AFB_1使线粒体氧化磷酸化过程解偶联,线粒体膜电位下降,ROS大量产生,抗氧化酶活力降低,细胞发生凋亡,抗氧化酶相关基因m RNA表达下降,而Nrf2基因m RNA表达增强。AFB_1导致胞内ROS上升引发氧化应激,可能与Nrf2信号通路有关。     

低氧环境下菊苣酸对SD大鼠心肌组织低氧适应性的影响

旨在研究低氧环境下不同浓度菊苣酸(chicoric acid, CA)对SD大鼠心肌组织低氧适应性的影响。选取60只6～8周龄、体质量为(192.00±7.35) g的健康雄性SD大鼠(P<0.05),随机分为对照组、不同浓度CA组(10,20,40 mg/kg),每组15只，连续灌胃49 d。灌胃50 d时采集SD大鼠心脏，并测定各组大鼠心肌组织活性氧(ROS)含量，抗氧化指标超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化物酶(CAT)活性，线粒体功能相关指标线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅲ活性，能量代谢相关指标Na⁺-K⁺-ATP酶、Ca²⁺-ATP酶活性及低氧适应基因缺氧诱导因子1α(HIF-1α)、促红细胞生成素(EPO)、血管内皮生长因子(VEGF)的mRNA及蛋白表达情况。结果显示：与对照组相比，不同浓度CA组显著降低ROS活性(P<0.05);显著降低MDA含量(P<0.05),显著提高SOD、GSH-Px、CAT活性(P<0.05);显著提高线粒体呼...     

线粒体未折叠蛋白反应的研究进展

线粒体是细胞内重要的细胞器之一,调控多种细胞内信号通路,然而环境应激会导致线粒体堆积并产生大量错误折叠或未折叠蛋白,造成线粒体功能紊乱。目前研究发现多种由线粒体到细胞核的信号传导通路能够缓解线粒体应激反应,维持线粒体的正常功能状态。本综述就酿酒酵母中的逆行反应,哺乳动物细胞和线虫中的线粒体未折叠蛋白的分子机制及线粒体未折叠蛋白反应与线粒体自噬、天然免疫的相互关系进行重点介绍。     

线粒体自噬与癌症关系的研究进展

线粒体自噬是选择性自噬的一种,线粒体通过自噬途径被选择性清除。线粒体自噬对于细胞内环境稳定来说十分关键,细胞利用线粒体自噬机制消除功能障碍的线粒体或减少线粒体数量等来适应应激,维持胞内内环境的稳定。因此,对于线粒体自噬的分子机制以及生理作用的研究具有重要的生物学意义。细胞可通过多种分子机制介导线粒体自噬,如PINK1/Parkin、Nix和FUNDC1途径。线粒体自噬调控机制的失调或障碍与人类多种疾病的发病密切相关,有研究发现在多种癌症中存在着不同水平的线粒体自噬,包括直肠癌、肺癌、乳腺癌等,从而也反映了线粒体自噬与癌症的密切关系。论文介绍了线粒体自噬作用和过程的最新研究进展,并着重总结自噬与癌症的关系。     

热休克蛋白在细胞凋亡级联中的调控作用

机体在高温刺激下可诱导合成热应激相关蛋白,这些蛋白主要是热休克蛋白家族成员。热休克蛋白在信息传递、细胞代谢、生长及分化等过程中发挥着关键的调控作用,并在细胞凋亡过程中发挥着重要的调控作用,以最大限度地保护机体。热休克蛋白在线粒体信号通路和死亡受体信号通路的级联反应中通过削弱、阻断凋亡信号,或激活存活信号对凋亡进行负调控,从而减少细胞损伤,促进细胞存活。     

TRPM2离子通道在H9N2流感病毒感染小鼠肺微血管内皮细胞线粒体损伤中的作用

旨在探讨瞬时电位受体M2离子通道(TRPM2)在H9N2流感病毒感染小鼠肺微血管内皮细胞(PMVEC)导致线粒体损伤过程中的作用。在已建立TRPM2 shRNA PMVEC的基础上,采用5MOI H9N2猪流感病毒感染细胞,在病毒作用后24和48 h提取各组细胞的线粒体进行蛋白定量,检测各组细胞线粒体超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、一氧化氮合成酶(NOS)、线粒体呼吸链复合物Ⅳ活性和ATP酶水平;利用激光共聚焦显微镜观察线粒体膜电位变化(JC-1染色)及细胞凋亡(Annexin V-FITC/PI双染色法)情况。结果表明:H9N2-SIV感染后TRPM2 shRNA PMVEC内SOD活性、GSH水平和Na~+-K~+-ATP、线粒体呼吸链复合物Ⅳ活性显著高于对照shRNA PMVEC(P0.05或P0.01);mtNOS活性则极显著低于shRNA PMVEC(P0.01)。JC-1染色显示TRPM2-siRNA PMVEC线粒体膜电位水平高于对照shRNA PMVEC,但是AnnexinV-FITC/PI染色显示细胞凋亡则低于H9N2感染对照shRNA PMVEC。结果提示:TRPM2基因沉默有效减缓H9N2感染导致NOS产生,显著降低SOD、GSH、线粒体呼吸链复合物Ⅳ、Na~+-K~+-ATP的消耗以及线粒体膜电位的下降程度,进而有效缓解PMVEC线粒体损伤及细胞凋亡。