内质网参与NLRP3炎症小体激活的机制研究进展

内质网是动态的膜系统,参与分泌蛋白的合成与折叠、调控脂类合成、维持Ca~(2+)稳态等。核苷酸结合寡聚化结构域NOD样受体家族含Pryrin结构域蛋白3(NLRP3)炎症小体是细胞内的一种多蛋白复合物,被激活后引起机体炎症反应的发生,参与天然免疫防御。错误折叠蛋白应答激活内质网应激反应从而调节NLRP3炎症小体的组装和激活。线粒体相关的内质网膜是脂质等物质转运和NLRP3炎症小体装配的重要分子平台。内质网Ca~(2+)信号转导促进NLRP3炎症小体激活。脂质通过触发Ca~(2+)信号或增强内质网膜流动性激活NLRP3炎症小体。内质网及其相关分子参与NLRP3炎症小体的组装、激活和调控的相关研究为相关疾病的发病机制及治疗靶点提供参考。     

甲型流感病毒与NLRP3炎性小体激活的研究进展

甲型流感病毒(influenza A virus,IAV)对全人类的健康构成了持续性威胁,感染时会引发炎症性疾病。NOD样受体蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)炎性小体是一种天然免疫系统传感器,与甲型流感病毒感染引发的炎症反应相关。在宿主细胞被甲型流感病毒感染时,能够激活NLRP3炎性小体,促使pro-IL-1β和pro-IL-18剪切成熟的IL-1β和IL-18并分泌至胞外,进而引发炎症反应。研究表明,NLRP3炎性小体对于在甲型流感病毒感染期间诱导先天性免疫应答至关重要,并且由甲型流感病毒感染引发过度激活的NLRP3炎性小体与细胞因子风暴和不受控制的炎症反应有关。本文回顾了甲型流感病毒与NLRP3炎性小体之间关系的研究进展,并讨论了NLRP3炎性小体在甲型流感病毒致病机理中的保护作用和致病作用。     

植物活性成分诱导动物细胞自噬的研究进展北大核心CSCD

动物机体健康与生产性能、畜产品安全及经济效益密切相关。自噬调节是一种非常重要的细胞修复机制,是通过清除错误折叠的蛋白质、损伤的细胞器以及入侵动物机体的病原微生物进行高度保守的一种自我消化过程。自噬调节在维持动物机体健康方面起着重要作用,失调的自噬调节与各种疾病的发生相关。植物活性成分对生命机体具有生理调节作用,堪比天然的“药房”,可通过调控不同信号通路介导自噬而减轻炎症反应,改善细胞基质代谢,提高机体免疫状态。本文围绕自噬调节的分子机制及其对动物机体健康的影响和植物活性成分对自噬的调节作用进行综述,以期为动物疾病防治提供新思路和新选择。     

褪黑素对核苷酸结合寡聚域样受体蛋白3炎性小体的影响及其机制

随着畜牧业集约化生产水平的不断提高,动物炎症带来的经济损失逐渐受到重视。细胞表面Toll样受体(TLRs)可以通过活化胞浆内核转录因子-κB(NF-κB),诱导核苷酸结合寡聚域样受体蛋白3(NLRP3)炎性小体表达,加剧炎症反应。本文就NLRP3炎性小体与炎症疾病,褪黑素对TLRs、NF-κB和NLRP3炎性小体的作用以及炎症对动物生产的影响作一综述。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒非结构蛋白1α(nsp1α)的N端锌指结构是其抑制NLRP3炎症小体活性所必需

猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)是严重危害养猪业的病毒性传染病之一,其致病原猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)抑制宿主的天然免疫和特异性免疫反应,引起机体免疫抑制,造成持续性感染,从而给该病的防控带来困难。NLRP3炎症小体作为先天性免疫的重要组分在机体抗病毒中发挥重要作用。前期研究发现PRRSV能够激活NLRP3炎症小体,但PRRSV是否存在拮抗NLRP3炎症小体的组分还未见报道。本研究首先在缺失内源性炎症小体的HEK293T细胞中,共转染NLRP3、ASC、procaspase-1和pro-IL-1β四个真核表达质粒,建立NLRP3炎症小体的体外研究模型。然后,在该炎症小体模型细胞和猪肺泡巨噬细胞中,转染PRRSV nsp1α的真核表达质粒,结果表明nsp1α能够明显拮抗炎症小体的活化,而进一步的突变试验表明缺失N端锌指(ZF)结构或者突变ZF结构的nsp1α均不能抑制NLRP3炎症小体活化。本研究不仅首次发现了拮抗NLRP3炎症小体活化的PRRSV蛋白——nsp1α,而且发现nsp1α的N端锌指结构是其抑制NLRP3炎症小体活性所必需。本研究进一步发现了PRRSV拮抗天然免疫的新机制,并为PRRSV的防控提供了潜在的分子靶点和理论指导。     

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。     

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。     

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。     

G蛋白偶联胆汁酸受体1调控机体炎症信号通路的研究进展

G蛋白偶联胆汁酸受体1(GPBAR1)与胆汁酸（BAs）及其衍生物结合后,激活下游通路传导,调控动物的多种代谢过程。GPBAR1通过核转录因子κB(NF-κB)、信号转导和转录激活因子3(STAT3)、NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体信号转导通路,调节动物体炎症反应。因此,本文重点阐述GPBAR1对动物炎症通路的调控进展,为BAs及其衍生物成为治疗炎症性疾病的潜在药物提供参考。     

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。     

封面封底

线粒体是一种广泛存在于真核细胞并为机体提供能量的细胞器,其自噬对于清除功能障碍的线粒体,维持线粒体的动态平衡和细胞稳态具有重要意义。近年来,线粒体自噬对雌性动物生殖的影响愈发受到关注。本文在线粒体自噬生理功能基础上,从雌性动物主要生殖器官与组织、卵母细胞、颗粒细胞及胚胎等方面综述了线粒体自噬对雌性动物生殖功能的影响。     

线粒体自噬调节雌性动物生殖功能的研究进展

线粒体是一种广泛存在于真核细胞并为机体提供能量的细胞器,其自噬对于清除功能障碍的线粒体,维持线粒体的动态平衡和细胞稳态具有重要意义.近年来,线粒体自噬对雌性动物生殖的影响愈发受到关注.本文在线粒体自噬生理功能基础上,从雌性动物主要生殖器官与组织、卵母细胞、颗粒细胞及胚胎等方面综述了线粒体自噬对雌性动物生殖功能的影响.     

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。     

围产期奶牛氧化应激、抗氧化防御系统及其与机体炎症反应的关系

氧化应激诱导机体自由基的产生是有氧代谢的一个组成部分。活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)是机体正常代谢过程和某些白细胞群体在疾病防御过程中产生的。越来越多的研究表明,机体组织和细胞产生的氧化损伤会直接或间接诱导许多疾病的发生,进而影响动物健康和福利。高产奶牛的生产性能在一定程度上可通过补充抗氧化剂来优化。概述了氧化应激的研究进展,综述了围产期奶牛氧化应激、抗氧化防御系统及其与炎症反应的关系,以期为进一步揭示抗氧化剂预防免疫功能障碍和宿主组织氧化损伤的分子机理,避免围产期奶牛发生由氧化应激诱导的代谢病和临床型疾病提供新思路。     

AIR对布鲁氏菌感染引发的炎症反应的影响

试验旨在研究布鲁氏菌侵染宿主细胞过程中AIR对由布鲁氏菌感染引发的炎症反应的影响。本试验分别对膜融合蛋白Tecpr1中AIR结构域进行干扰(I-A)、过表达(O-A)、干扰后回补(OA-IA),建立羊种布鲁氏菌16M侵染细胞的模型。以二氯荧光素(DCFH-DA)为探针,利用激光共聚焦显微镜观察 ROS产生的变化及各组细胞线粒体分布的动态变化;通过qRT-PCR技术检测16M侵染宿主细胞引起NLRP3、 ASC和Caspase-1表达量的变化;通过ELISA方法检测IL-18、IL-1β和Caspase-1炎性因子表达量的变化。结果表明,16M能以时间依赖性方式诱导RAW264.7细胞产生ROS,I-A组和 O-A组线粒体异常集聚程度高;qRT-PCR及ELISA检测结果表明,16M侵染宿主细胞能够引起不同处理组细胞中炎性相关基因NLRP3、ASC和Caspase-1及炎性因子IL-18、IL-1β和Caspase-1表达量的变化。AIR缺失后,ROS 释放量发生变化,线粒体出现异常集聚,且AIR与炎性小体的活化、炎症反应的发生密切相关。     

布鲁氏菌LPS对小鼠巨噬细胞中NLRP3炎症小体转录水平的影响

为研究布鲁氏菌LPS对巨噬细胞中NLRP3炎症小体的影响,本试验提取布鲁氏菌2308、RB51和△WbkA的LPS,以不同浓度与小鼠巨噬细胞相互作用,荧光定量PCR检测其对NLRP3、ASC、Caspase1、IL1-β、IL18转录水平的影响。结果显示RB51LPS和△WbkA LPS上调NLRP3炎症小体相关基因的转录水平,且呈浓度依赖性,而浓度对2308LPS调节NLRP3炎症小体相关基因转录的作用不大;且同一浓度下,RB51LPS和2308LPS比△WbkA LPS更好的调节Caspase1、IL1-β、IL18的转录水平。     

线粒体自噬在神经退行性疾病中调控的研究进展

神经退行性疾病是一种以神经元发生进行性变性和坏死为基础的中枢神经系性疾病,其普遍特征是错误折叠蛋白质的积累和线粒体损伤。线粒体作为细胞能量产出的中心,是神经元的主要能量来源,对维持神经元的结构和功能至关重要。受损的线粒体导致细胞中的三磷酸腺苷(ATP)供给不足和氧化应激损伤,甚至引起细胞死亡。线粒体自噬是细胞通过自噬-溶酶体途径选择性地清除衰老或受损线粒体的过程,是线粒体质量控制机制的重要组成部分,在维持细胞稳态方面发挥重要的作用。诸多研究表明,线粒体自噬与神经退行性疾病的发生和发展密不可分,激活线粒体自噬或改善线粒体自噬异常能在一定程度上缓解错误折叠蛋白积聚导致的神经损伤。笔者就线粒体自噬的发生机制、线粒体自噬的调控及其在神经退行性疾病发生发展中的作用进行综述,以期为神经退行性疾病的研究和治疗提供参考。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒RNA刺激下NLRP3与DDX19A共定位的研究

NLRP3蛋白为核苷酸结合寡聚化结构域(NOD)样受体(NLRs)家族中含有脓素(Pyrin)结构域3的蛋白,它能够与调亡相关斑点样蛋白(ASC)以及半胱氨酸蛋白水解酶1(Caspase-1)组成炎性小体复合物,切割pro-IL-1β和pro-IL-18使其成为成熟的IL-1β和IL-18参与炎性反应。猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(PRRSV)的RNA能够被DDX19A解旋酶识别并激活NLRP3炎性小体,诱导炎症反应。为研究PRRSV RNA激活NLRP3炎症小体后DDX19A与NLRP3的亚细胞定位情况,本研究以PRRSV Hu N4株感染猪肺泡巨噬细胞(PAMs)的总RNA制备的c DNA为模板,扩增了猪nlrp3基因。将其在原核细胞中表达,并采用表达的NLRP3免疫BALB/c小鼠制备了鼠源抗NLRP3多克隆抗体。此外,提取PRRSV的RNA,转染于PAMs中,36 h后分别采用抗DDX19A和抗NLRP3的多克隆抗体进行检测,激光共聚焦试验结果显示:未转染PRRSV RNA的细胞中,DDX19A和NLRP3在PAMs中呈弥散表达,无共定位现象出现,而在转染PRRSV RNA的PAMs中DDX19A和NLRP3在细胞质中呈点状分布并出现共定位现象。本研究为阐明PRRSV感染激活NLRP3炎性小体的分子机制奠定了基础。     

线粒体DNA损伤及其碱基切除修复的研究进展

DNA对于细胞有氧代谢和外源性化合物产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)极其敏感。大量研究表明,ROS可引起多种类型的DNA氧化损伤,形成种类繁多的具有致突变作用的碱基氧化产物。线粒体DNA接近线粒体自由基的合成区域,因此氧化应激是诱导线粒体DNA突变的主要因素之一。线粒体DNA突变或损伤与机体衰老及肿瘤等生理及病理过程有关,其修复机制尤其是碱基切除修复是保证线粒体DNA完整性的重要途径。本文就其功能及在线粒体功能障碍相关疾病中的研究热点作一综述。