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。     

氧化应激与自噬

自噬是细胞依赖溶酶体对蛋白质和细胞器进行降解的过程,能帮助细胞适应各种不良刺激,在维持细胞内环境稳态和实现自我更新中起着重要作用。氧化应激是机体氧化和抗氧化系统之间的稳态被破坏而造成的应激状态。大量研究表明,氧化应激中产生的活性氧能诱导自噬产生,而自噬能缓解氧化应激造成的损伤,从而保护细胞存活。本文主要对自噬的形成过程、氧化应激诱导自噬产生机制以及自噬缓解氧化应激的途径等进行综述,以期为畜牧生产中通过调控自噬缓解氧化应激提供理论依据。     

SIRT3调节细胞自噬研究进展

沉默信息调控因子2样蛋白3(sirtuin3或SIRT3)是位于线粒体的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD~+)依赖型脱乙酰酶,对靶蛋白脱乙酰化,改变其活性从而发挥调控细胞能量代谢和氧化还原平衡的作用。自噬是细胞"自食"去除受损细胞组分的现象,是维持细胞内稳态的关键机制。大量研究证实,SIRT3能影响心肌梗死、急性肾损伤、代谢相关脂肪性肝病、糖尿病、肥胖及多种癌症等的进展,而此作用与其对自噬的调节密切相关。论文总结了近年来SIRT3调节自噬的作用机制,显示SIRT3通过SIRT3-AMP活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、SIRT3-叉形头转录因子O(FoxO)1/FoxO3a、SIRT3-活性氧(ROS)/超氧化物歧化酶(SOD)等通路正向或反向调控多种疾病发展过程中的细胞自噬,提示SIRT3有作为防治新靶标的潜质。     

mTOR对信号通路调控的研究进展

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路是最近新出现的细胞内重要信号途径,该途径在进化上高度保守,主要通过PI3K/Akt/mTOR信号通路磷酸化激活来调控细胞分裂、促进转录、信号翻译等,从而控制蛋白合成来调节细胞生长。mTOR作为一种重要的调节基因通过调节细胞周期、蛋白质合成、细胞能量代谢等多种途径发挥重要的生理功能,在细胞增殖、生长、分化过程中起着中心调控点的作用。     

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。     

非酯化脂肪酸对奶牛氧化应激的诱导作用及其机制

处于围产期的奶牛由于能量负平衡引起脂质动员,导致大量非酯化脂肪酸(NEFA)释放进入肝脏和血液。当NEFA处于较高浓度时,可改变机体抗氧化系统与氧化系统的平衡状态,并激活核因子κB信号通路及丝裂原活化蛋白激酶信号通路,同时也会抑制核因子E2相关因子2信号通路的活化,诱发机体炎性损伤,最终诱导奶牛产生氧化应激,从而直接影响奶牛养殖业的经济效益。本文主要综述了NEFA对围产期奶牛氧化应激的诱导作用及其机制的研究进展,旨在为奶牛生产中缓解氧化应激、提高免疫机能及促进生产性能的发挥提供理论依据。     

细胞自噬对动物卵泡发育调控的研究进展

卵泡是雌性哺乳动物发挥其繁殖能力的基础,其发育是一个动态的过程,主要涉及原始卵泡的形成、卵泡的募集、优势卵泡的选择、成熟卵泡的排卵以及排卵后卵泡的黄体化。卵泡发育的整个过程受内分泌系统、细胞自噬、细胞凋亡等的调控。自噬是一种进化上保守的应激反应过程,通过将细胞内物质包裹形成自噬体并传递到溶酶体中进行降解,以帮助细胞维持胞内物质代谢平衡,其在卵泡发育的过程中发挥着重要作用,一方面它能够通过降解或回收受损的蛋白质或有害代谢产物缓解应激造成的卵泡损伤,另一方面它又通过产生大量自噬体导致细胞器过度降解而引起卵泡闭锁。自噬对卵泡发育的调控需要PI3K-Akt-mTOR、MAPK-ULK1、ERK1/2、Sirt1-FOXO1-Atg7等多种经典信号通路的参与,这些信号通路在激素、氧化应激、细胞饥饿等的刺激下,通过独立作用或相互作用促进或抑制自噬调控卵泡细胞的生理活动。目前已知不同的自噬水平对卵泡细胞的存活具有不同作用,但关于决定细胞能否存活的自噬水平的研究还比较少。此外,自噬对卵泡发育调控的研究主要集中在颗粒细胞中,而对卵母细胞的成熟和卵泡膜细胞的作用的报道较少。文章简述了自噬在卵巢储备的形成、生长卵泡的发育、黄体的形成和退化及卵泡闭锁中的作用,并分析了一些常见的化工产品和应激诱导的自噬对卵泡发育的影响,以期为全面了解自噬在卵泡发育中的调控作用提供一定的参考。     

热应激诱发的氧化应激对羊的影响及其作用机制

热应激会破坏机体氧化系统和抗氧化系统之间的平衡,诱发机体的氧化应激。而机体抗氧化系统与免疫系统息息相关,其中核转录因子E2相关因子2(Nrf2)信号通路是联系二者的重要途径。本文阐述了热应激如何诱导羊发生氧化应激,以及热应激诱导的氧化应激对羊肠道组织、机体免疫细胞及相关细胞因子表达分泌的影响和Nrf2信号通路的调控机制,以期系统理解热应激诱导的氧化应激对羊的影响。     

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。     

PARK7基因对氧化应激的调控研究进展

在规模化养殖模式下,畜禽在生长过程中会不可避免地面对各种不利因素,导致体内产生氧化应激,严重影响其生长发育。畜禽体内存在多种抗氧化因子来应对氧化应激。其中,帕金森相关蛋白7(Parkinson’s Disease-Associated Protein 7,PARK7)基因是细胞氧化应激中重要的调控因子之一。PARK7通过自身半胱氨酸的氧化水平感受氧化应激信号,并通过Nrf2、ERK1/2和PI3K/Akt等途径促进抗氧化酶的生成,提高细胞的抗氧化能力,从而减轻氧化应激引起的损伤。本文对PARK7基因在氧化应激中的调控作用和通路进行综述,将有助于畜禽氧化应激的调节机制研究。     

Nrf2-ARE信号通路在机体氧化应激损伤中的作用及与其他信号通路的关系

氧化应激损伤与机体中多种疾病的发生与发展过程密不可分,当机体产生严重氧化应激时,抑制氧化应激和清除氧自由基是治疗机体产生疾病的重要策略。Nrf2-ARE信号通路是机体内极为重要的内源性防御体系,通过调控Nrf2-ARE信号通路可起到维持机体细胞内氧化还原状态平衡和降低氧化应激造成损伤的作用。综述了Nrf2-ARE信号通路调控机体抗氧化酶活性、与机体氧化应激相关疾病的相关性及其与其他信号通路的关系,以期为深入了解Nrf2-ARE信号通路在抵抗机体产生氧化应激损伤的作用和机制方面提供参考。     

氧化应激对家禽卵泡颗粒细胞凋亡和自噬的影响及机制研究进展

氧化应激生成的高水平ROS能够影响卵泡颗粒细胞相关转录因子的表达和转录，诱导凋亡和自噬下游相关基因的表达，引起颗粒细胞凋亡和自噬，最终导致卵泡闭锁，影响动物的卵巢功能与生产性能。本文通过对家禽卵泡发育、氧化应激对家禽卵泡的影响，以及氧化应激影响细胞凋亡和自噬导致家禽卵泡闭锁的机制等方面进行综述，以期为缓解家禽氧化应激、预防相关疾病、提高产蛋量提供一定理论依据。     

通过自噬调控细胞衰老的研究进展

自噬是真核细胞清除细胞内聚物及受损细胞器,进而维持细胞内稳态的一种自我保护机制.近年来的研究表明,自噬在细胞衰老的发生发展过程中扮演着重要角色.论文概述了细胞衰老的相关研究,如端粒变化、DNA甲基化改变、自噬等,细胞自噬的发展及形成过程,并进一步描述了自噬对细胞衰老的影响,细胞衰老与自噬共同调控通路中关键蛋白mTOR、...     

氨基酸缺乏诱导细胞自噬的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体C1信号通路机制研究进展

自噬是机体维持自身稳态的一种重要生理活动,当体内氨基酸或葡萄糖等营养缺乏时,细胞会启动自噬。自噬受到多种信号通路的调节,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体C1(m TORC1)信号通路是其中重要的一条,它可以使自噬相关基因13(Atg13)磷酸化,抑制自噬起始。本文将围绕近年来报道的氨基酸缺乏诱导细胞自噬的m TORC1信号通路,包括小G蛋白、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、微小RNA(miRNA)、氨基酰-tRNA合成酶在其中的作用等研究进展进行综述。     

Chemerin对奶牛乳腺上皮细胞炎症和内质网应激及自噬的影响

体外培养奶牛乳腺上皮细胞,并用0.1 mg/L重组蛋白Chemerin处理细胞。Western blot检测炎症相关蛋白IL-1β和IL-6、自噬标志蛋白LC3和p62以及内质网应激关键蛋白GRP78和CHOP的表达;细胞免疫荧光染色分析细胞内活性氧(ROS)含量及p62蛋白表达定位情况。结果显示,Chemerin处理奶牛乳腺上皮细胞后,细胞内炎症因子IL-1β和IL-6、内质网应激蛋白GRP78和CHOP相对表达量及细胞ROS含量均显著上调(P0.05)。同时,自噬标志蛋白LC3-Ⅱ的表达明显上升(P0.01),而自噬底物p62呈显著性降低趋势(P0.01)。结果表明,细胞因子Chemerin可以通过调控相关基因的表达诱导奶牛乳腺上皮细胞炎症的发生,同时激活内质网应激和自噬反应,其具体机制有待进一步阐明。     

白消安致小鼠睾丸损伤的机理及其调控通路的研究进展

白消安因其具有较强精子毒害作用常被用于制备精原干细胞移植受体,但具体毒性机制尚不清楚,影响了其科学使用及效果提升。研究表明,白消安可引起生精细胞产生氧化应激、炎症反应,并抑制细胞自噬、损伤血睾屏障,毒害睾丸生精机能,但其相互之间的关系及调控通路尚不明确。基于核转录因子κB(nuclear transportation factorκB,NF-κB)通路在炎症反应中的重要调控作用,笔者综述了白消安引起的氧化应激、炎症反应,并损伤血睾屏障及抑制睾丸细胞自噬的研究结果,分析了NF-κB信号通路在白消安毒害睾丸中可能发挥的调控作用,以期深入揭示白消安毒害精子发生的分子机理,为科学使用白消安和避免环境毒素伤害提供参考。     

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。     

植物多糖通过核因子κB及丝裂原活化蛋白激酶/核因子E2相关因子2信号通路发挥抗氧化作用的机制

植物多糖是植物提取物中重要活性成分之一,具有抗氧化、免疫增强、抗肿瘤等多种生物学作用。在抗氧化作用方面,植物多糖通过核因子κB(NF-κB)信号通路减少炎症因子的分泌,缓解氧化应激损伤;通过丝裂原活化蛋白激酶/核因子E2相关因子2(MAPK/Nrf2)信号通路清除机体或细胞内自由基,提高抗氧化酶活性或含量,增强机体或细胞对氧化应激的抗性。本文主要综述了氧化应激产生的原因及其危害,并阐述NF-κB及MAPK/Nrf2信号通路在植物多糖发挥抗氧化作用中的研究现状以及存在问题,为植物多糖作为抗氧化剂的研究与应用提供理论参考。     

氨基酸感知与代谢调控的研究进展

氨基酸不仅是蛋白质和其他含氮化合物合成的重要前体,还参与体内主要代谢途径的调控。当氨基酸不足时,机体内多种机制参与调节体内平衡,包括快速停止蛋白质合成、增加氨基酸合成和转运,以及加强自噬作用。越来越多的学者证明氨基酸可作为信号分子参与细胞内信号传导过程,可以调节其他营养素如脂肪和能量的代谢,最终导致机体整体代谢的改变。本文主要综述细胞内氨基酸的营养感知与应答机制,涉及氨基酸应答(AAR)和雷帕霉素靶蛋白(TOR)2条信号转导通路,并探讨这2条信号通路对下游营养素代谢途径的调节。     

氧化应激对畜禽组织器官的损伤及核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件信号通路抗氧化应激的机理研究进展

随着我国养殖业的发展,养殖方式逐渐向规模化集约化转变,对畜禽生产性能的要求越来越高,但是在追求养殖效率的同时,畜禽饲养管理过程中易产生多种应激,如断奶应激、运输应激、热应激、冷应激等。大量的研究表明氧化应激是产生各种应激的根本原因。氧化应激可以破坏动物机体的氧化还原系统,导致肠道、肝脏、生殖器官等各种组织器官的损伤和疾病的发生,成为近年来研究的热点。而核因子E2相关因子2(Nrf2)-抗氧化反应元件(ARE)信号通路的激活可以维持动物机体的氧化平衡,提高抗氧化性能,缓解氧化应激。本文通过阐述氧化应激对畜禽组织器官的影响及其产生的机制,并就Nrf2-ARE信号通路抗氧化应激的机理进行综述,为畜禽生产过程中缓解氧化应激损伤、保障动物福利、提高动物的生产性能提供参考。