线粒体膜通透性变化与细胞凋亡的关系

线粒体膜通透性转换孔是一种位于线粒体内膜的非选择性孔道,它的开放引起线粒体膜通透性改变,导致细胞色素C、凋亡诱导因子和Ca²⁺及膜间隙中的胱冬肽酶原等凋亡因子释放到细胞质中,致使细胞整体结构破坏、功能紊乱,发生凋亡。以前普遍认为线粒体膜通透性改变(mitochondrial permeability transition,MPT）是导致细胞凋亡的关键点,但一些新的研究结果表明,MPT与细胞凋亡并不存在必然的联系。作者结合细胞凋亡方面的研究着重就线粒体膜通透性转换的生物学功能和腺嘌呤核苷酸转位子、环孢素A 结合蛋白D及Bcl-2家族蛋白定位、转位在通透性转换中的作用及其与细胞凋亡的关系进行概括性论述与分析。     

MPTP在庆大霉素诱导MDCK细胞线粒体凋亡途径中的作用

为研究线粒体膜通透性转换孔(mitochondrial permeablity transition pore,MPTP)在庆大霉素(gentamicin,GM)诱导MDCK细胞线粒体凋亡中的作用,试验用4 mmol/L GM和2μmol/L抑制剂CsA(cyclosporin A,CsA)单独或联合处理MDCK细胞24 h,流式细胞术检测MPTP开放情况和细胞凋亡率;JC-1探针检测线粒体膜电位的变化;荧光检测线粒体变化;免疫印迹法检测Bax与Bcl-2表达量,Caspase-9、Caspase-3和PARP蛋白活化情况,Cyt C和AIF释放。结果显示,CsA能够显著或极显著抑制GM引起的MDCK细胞MPTP的开放,细胞凋亡率的上升,线粒体膜电位下降,Bcl-2/Bax比值下降,Caspase-9、Caspase-3和PARP蛋白的活化以及Cyt C与AIF的释放(P0.05或P0.01);说明MPTP正向调节GM引起的MDCK线粒体凋亡。     

亚硒酸钠对游离脂肪酸致肝细胞凋亡和线粒体膜电位降低的保护作用

为研究亚硒酸钠对游离脂肪酸 (free fatty acid,FFA) 致体外培养大鼠肝细胞凋亡和线粒体膜电位降低的保护作用,本试验通过胶原酶两步灌流法分离培养肝细胞,在细胞培养液中添加FFA和亚硒酸钠 (0.1 μmol/L)测定细胞的凋亡情况、细胞功能和线粒体膜电位。结果表明,随着培养液中FFA浓度的升高,细胞凋亡加重,肝细胞功能受到影响,线粒体膜电位降低且FFA的这种作用呈剂量依赖性;亚硒酸钠能抑制由FFA引起的肝细胞的上述变化。     

线粒体与细胞凋亡的关系

线粒体是细胞能量合成和贮存及物质代谢、能量转化的重要场所,不仅能诱导细胞凋亡,还是细胞凋亡的执行者。在细胞凋亡过程中,与凋亡相关的活性物质,如细胞色素C（Cyt·c）、凋亡诱导因子（AIF）、B细胞淋巴瘤基因-2（Bcl-2）等从线粒体释放到膜间隙中,使线粒体膜通透性转换孔（mitochondrion permeability transition pore,MPTP）开放,削弱线粒体膜两侧的质子梯度,导致线粒体膜电位降低,诱导细胞凋亡。同时线粒体内的Bcl-2家族对细胞凋亡具有调节作用。笔者就MPTP、Cyt·c、AIF、Bcl-2与细胞凋亡的关系进行了综述。     

Cr3+、Cr6+对鼠肺细胞线粒体膜电位改变及活性氧生成的研究

铬主要以Cr^3 和Cr^6 的形式广泛存在于环境中，其对人或动物的生物效应与其价态有关。本实验用荧光染料罗丹明123和二乙酰二氯氢化荧光素测定细胞内的活性氧和线粒体膜电位，比较Cr^3 和Cr^6 对中国仓鼠肺细胞的毒性作用。发现Cr^3 未引起细胞活性氧生成增加和线粒体膜电位的下降，而Cr^6 可导致细胞活性氧生成增加和线粒体膜电位的下降。提示线粒体可能是Cr^6 所致氧化损伤的靶器官之一，而Cr^6 所致氧化损伤可能是由其诱导产生的ROS介导，而不是由Cr^3 介导。     

线粒体通透性转换孔及其与细胞凋亡的关系

线粒体通透性转换孔,又称线粒体巨型通道,是横跨线粒体内外膜之间的非选择性高导电性通道,由多种蛋白质复合组成。多数理论认为,它的开放所导致的线粒体膜通透性转换是线粒体导致细胞凋亡众多途径中关键的一个。现阶段对线粒体通透性转换孔有各种方向的研究。论文对其结构、作用机制及其与细胞凋亡的关系进行了综述。     

两种活性羰基类物质对 ECV304细胞的毒性研究

为探讨乙二醛（GO）和甲基乙二醛（MGO）对上皮细胞的细胞毒性及其机制,分别以 MTT 法检测两种活性羰基化合物（RCS）对 ECV304细胞活力的影响,评价其细胞毒性;DCFH-DA 探针法检测氧化应激;用罗丹明123检测线粒体膜电位及线粒体形态变化。结果表明,GO 和 MGO 对 ECV304细胞的 IC50分别为3．6 mmol／L±0．1 mmol／L 和1．3 mmol／L±0．1 mmol／L;氧化应激水平小幅度增高,线粒体膜电位随发生改变;线粒体形态发生改变。GO 和 MGO 的细胞毒性与氧化应激水平增加相关性较低而与线粒体损伤相关。     

铜对肉鸡肝细胞线粒体膜通透性及呼吸的影响

为进一步了解铜对生物体的生物学效应，选用硫酸铜作为铜源，向即时分离的肉鸡肝细胞线粒体培养液内加入终浓度分别为5、10、20μmol／L的铜（以铜计），孵育10min后，观察肝细胞线粒体膜通透性及呼吸的变化。结果显示，铜对线粒体膜通透性转换孔有较显著的影响，造成线粒体不同程度的肿胀，表现为线粒体悬液在540nm处的吸光值下降，且铜浓度越高，吸光值下降越明显，在孵盲6min后3种浓度的吸光值下降百分比差异显著（P〈0．05）。随着铜浓度的升高，线粒体呼吸逐渐减弱，RCR、P／O、OPR均显著降低（P〈0．05），这些变化可能是微量元素铜对生物机体产生毒害作用的本质原因之一。     

线粒体凋亡途径在锰致鸡支持-生精细胞凋亡中的作用

探讨线粒体凋亡途径在锰致鸡支持-生精细胞凋亡中的作用。取对数生长期鸡支持-生精细胞,用含0、2、3、4mmol.L-1MnCl2的DMEM培养液,培养24h,采用吖啶橙-溴化乙锭(AO/EB)双荧光染色法检测鸡支持-生精细胞凋亡,流式细胞仪检测线粒体膜电位(△ψm),Westernblot法检测胞浆内细胞色素C(Cytc)蛋白表达含量,分光光度法检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9,3(Caspase-9,3)活性。用含MnCl2的DMEM培养液培养24h后,处理组细胞与对照组相比,鸡支持-生精细胞凋亡指数逐渐升高(P0.01);线粒体膜电位显著降低(P0.01);胞浆中Cytc蛋白表达量逐渐增加;Caspase-9,3活性逐渐升高(P0.01)。线粒体途径介导的凋亡是锰对鸡生殖毒性作用的主要机制之一。     

Psammaplin A对牛老化卵母细胞体外发育的影响

为探讨组蛋白去乙酰化抑制剂Psammaplin A(PsA)对牛老化卵母细胞体外发育的影响,本试验将卵母细胞随机分为对照组、老化组和50mmol/L PsA处理的老化组(PsA组)。应用免疫荧光染色和JC-1检测牛卵母细胞孤雌激活后的囊胚率、囊胚中的细胞数、细胞凋亡、活性氧(reactive oxygen species,ROS)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)和胚胎线粒体膜电位强度。结果显示,老化组囊胚率显著低于PsA组及对照组(P<0.05),PsA组囊胚率与对照组间无显著差异(P>0.05)。对照组及PsA组囊胚内细胞数显著高于老化组(P<0.05),PsA组囊胚内细胞数与对照组间无显著差异(P>0.05);老化组细胞凋亡率显著高于对照组及PsA组(P<0.05),PsA组细胞凋亡率显著高于对照组(P<0.05)。老化组MⅡ期卵母细胞的GSH水平显著低于对照组与PsA组(P<0.05),对照组与PsA组的GSH水平无显著差异(P>0.05)。老化组1细胞期胚胎ROS水平显著高于对照组和PsA组(P<0.05),PsA组ROS水平显著高于对照组(P<0.05)。老化组4-8细胞早期胚胎的线粒体膜电位强度显著低于对照组和PsA组(P<0.05),对照组线粒体膜电位强度显著高于PsA组(P<0.05)。综上所述,PsA可有效延缓牛卵母细胞的老化并提高卵母细胞和胚胎质量。     

芝麻素对小鼠早期胚胎体外发育的影响

本试验旨研究在体外培养（in vitro culture，IVC）中添加芝麻素（sesamin，SES）对小鼠早期胚胎体外发育的影响。采集6周龄雌性昆明小鼠受精卵，随机分为对照组和不同浓度（10、50、100 μmol/L）SES组。采用Fluorescein-dUTP和Hoechst 33342免疫荧光染色分别检测囊胚内细胞凋亡率和总细胞数；采用DCFH-DA检测早期胚胎内活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平；采用CMF₂HC检测早期胚胎内谷胱甘肽（glutathione，GSH）水平；采用JC-1检测早期胚胎线粒体膜电位强度。结果显示，不同浓度SES组分裂率和囊胚率较对照组均有提高，但无显著差异（P>0.05）；50 μmol/L SES组细胞数较对照组显著提高（P<0.05），细胞凋亡率较对照组显著降低（P<0.05）；与对照组相比，50 μmol/L SES组ROS水平显著降低（P<0.05），GSH水平和线粒体膜电位水平显著提高（P<0.05）。结果表明，在IVC中添加SES可提高囊胚内细胞数、减少细胞凋亡率，降低细胞内ROS水平，提高细胞内GSH水平，改善早期胚胎线粒体功能，减少胚胎氧化应激的损伤，提高小鼠早期胚胎发育质量。     

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     

线粒体功能调控机制进展及研究方法

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。     

哺乳动物精子线粒体研究进展

哺乳动物精子线粒体是维持精子活力的关键细胞器，对精子超激活运动、获能、顶体反应及受精等过程起到重要的调节作用。哺乳动物精子线粒体特有的形态特征与特异性酶异构体使其具有独特动力学和调节特性。精子线粒体中发生的氧化磷酸化过程是维持精子运动的重要途径，该过程产生的活性氧对精子功能的维持具有重要作用，但过量可能导致精子损伤，加速精子凋亡。哺乳动物精子质膜磷脂酰丝氨酸外翻和相关半胱氨酸蛋白酶激活级联反应引起细胞凋亡。区别于体细胞线粒体，精子线粒体钙信号可能并未参与精子固有的凋亡途径，作为衡量线粒体功能的敏感指标，其对线粒体膜电位和耗氧量的检测研究至关重要。哺乳动物精子线粒体具有自身的遗传系统，线粒体基因拷贝数可能作为无创衡量精子质量和受精能力的标记。作者重点阐述了哺乳动物精子线粒体的结构、线粒体鞘的形成及其生物功能，包括发生在线粒体中的氧化磷酸化过程、活性氧对精子的利与弊、线粒体参与钙稳态与细胞凋亡过程；介绍了线粒体膜电位和耗氧量的检测，简述了线粒体基因组的研究进展，为进一步探讨线粒体所涉及的精子功能机制奠定基础。     

线粒体在细胞凋亡中的作用

在细胞凋亡的过程中,线粒体起着主要的作用。线粒体外膜(OMM)上的VDAC-ANT复合物是线粒体通透性转换孔(PTP)的主要成分,调节着膜两侧的电位,是线粒体凋亡蛋白释放的主要通道。线粒体中细胞色素C(Cyt C)的释放可通过一种新的通道MAC直接进入胞质,而且OMM的结构不发生破裂。另外,其他因子诸如Bcl-2族因子、Cyt C、AIF等能够直接或间接地调节PTP或线粒体凋亡通道(MAC),令线粒体的通透性改变,将各种促凋亡因子释放,从而激活caspase的水解反应,诱导细胞的凋亡。     

敌百虫对体外培养大鼠大脑皮质神经细胞凋亡的影响

为探讨敌百虫对大鼠大脑皮质神经细胞的毒性作用及机理,本研究在建立体外培养新生24h内SD大鼠大脑皮质神经细胞模型的基础上,在细胞培养液中添加0、5、20、80mg/L敌百虫染毒,在染毒后的不同时间测定细胞凋亡率、线粒体膜电位、细胞内[Ca2＋]i、ROS含量和ATP酶的变化。结果显示：①染毒12h,细胞凋亡率明显增加;②染毒12h,各染毒组线粒体膜电位逐渐降低,其中80mg/L组与对照组存在极显著差异（P〈0.01）;③染毒0.5h,各染毒组细胞内[Ca2＋]i显著高于对照组（P〈0.01）;染毒12h,各染毒组细胞内[Ca2＋]i呈下降趋势,但仍显著或极显著高于对照组（P〈0.05或P〈0.01）;④染毒12h和24h,细胞内ROS水平显著或极显著高于对照组（P〈0.05或P〈0.01）;⑤染毒12h,细胞Na＋-K＋-ATPase和Ca2＋-Mg2＋-ATPase活性逐渐降低,20、80mg/L组与对照组有极显著差异（P〈0.01）;上述指标的变化呈显著的剂量-效应关系。结果表明,低质量浓度敌百虫暴露可致大鼠大脑皮质神经细胞凋亡率和细胞内ROS含量升高,线粒体膜电位下降,细胞内钙离子超载且ATPase活性降低,提示细胞凋亡在敌百虫所致的大脑皮质神经细胞损伤过程中发挥主导作用。     

线粒体损伤在阿维菌素致体外培养神经细胞凋亡中的作用

通过体外培养王鸽脑神经细胞，并按终浓度0、2．5、5和10μg／L阿维菌素（AVM）染毒，培养24h时，经透射电镜观察神经细胞超微结构，DNA断裂评价细胞凋亡，MTT法测定线粒体活性，酶标仪检测Caspase-3、Caspase-9活性，流式细胞术测定线粒体跨膜电位（△ψm），探讨线粒体损伤在AVM致体外培养神经细胞凋亡中的作用。结果显示，AVM可明显抑制神经细胞线粒体的活性，引起△ψm下降，Caspase-3和Caspase-9活性升高，神经细胞发生凋亡，存在明显的剂量效应关系。证实，线粒体损伤是AVM致体外培养神经细胞凋亡的机理之一。     

分离和冷冻处理对牛性控精液线粒体膜电位的影响

采用JC-1染色结合流式细胞仪和激光共聚焦显微镜,分别对4组牛精液样品(鲜精、分离精液、普通冻精和分离冻精)的线粒体膜电位进行检测,研究分离和冷冻处理对牛精子线粒体膜电位的影响。结果表明:分离处理对A和B种公牛的精子线粒体膜电位影响不显著(P0.05),但对C种公牛影响显著(P0.05);而冷冻处理后,A、B和C种公牛的线粒体膜电位均显著变化(P0.05);且鲜精时线粒体膜电位无显著差异的A和B种公牛,分离后线粒体膜电位出现显著差异(P0.05)。当精液从采集到处理的间隔时间在24h以内时,分离处理后精子线粒体膜电位无显著性变化(P0.05),但同样时间间隔内冷冻处理后,精子线粒体膜电位显著变化(P0.05)。实验表明和分离处理相比,冷冻处理对精子线粒体膜电位的影响更为显著,且不同种公牛对分离和冷冻处理的耐受性不同。     

高铜对肉鸡肝线粒体膜通透性、脂类代谢及肝和肌肉铜含量的影响

选用1日龄健康AA肉鸡120只随机均分成4组,使用硫酸铜作为铜源,饲喂玉米-豆粕型基础日粮,对照组饲料铜含量为11mg/kg,3个试验高铜组饲料铜含量分别为110,220,330mg/kg,试验至60日龄结束,来探讨高铜日粮对肉鸡肝线粒体膜通透性、脂类代谢及肝和肌肉铜含量的影响。结果显示:(1)随着铜浓度的增加和/或饲养日龄的延长,线粒体膜通透性转换孔(Mitochondrial permeability transition pore,MPTP)逐渐扩大(P0.05);(2)血清总胆固醇(T-Ch)含量110,220mg/kg铜添加组低于对照组(P0.05),330mg/kg铜添加组极显著低于对照组(P0.01),而甘油三酯(TG)的含量在各高铜组均极显著低于对照组(P0.01);(3)与对照组相比,肝脏铜含量110,220mg/kg铜添加组有所增加(P0.05),330mg/kg铜添加组极显著增加(P0.01),肌肉中铜含量在各高铜组均极显著高于对照组(P0.01)。这说明高铜可造成肝线粒体不同程度的肿胀和损伤,改变肉鸡脂类的新陈代谢,明显增加肝和肌肉组织的铜含量。     

藏药绿萝花水提物对成纤维细胞线粒体抗氧化作用的研究

为探讨不同浓度的绿萝花制剂对线粒体的抗氧化作用及毒理作用,以小鼠胚胎成纤维细胞及其线粒体为研究对象,在最大无毒作用浓度(TC_0)的基础上设计3个浓度药物组,在TC_0下设计6个浓度药物组,以成纤维细胞线粒体膜电位(MMP)和线粒体总活性氧含量(ROS)为检测指标,在4个不同作用时间点,研究绿萝花对成纤维细胞线粒体的影响。结果表明,绿萝花制剂对鼠胚成纤维细胞(MEF)的TC_0为0.25g/mL,但ROS已急剧上升,MMP下降;绿萝花浓度为0.03g/mL时,抗氧化能力最强,随着浓度的上升(0.03g/mL~0.25g/mL),线粒体抗氧化能力减弱或消失;随着给药浓度的升高,细胞凋亡现象出现趋势明显,浓度高于TC_0时,表现出毒性作用,浓度升高,毒性增大。绿萝花干膏制剂0.03g/mL(以生药含量计算)具有抵抗由H_2O_2引起的MEF线粒体MMP下降和ROS的升高的功能,表现出一定的抗氧化能力和阻滞细胞凋亡发生的作用;TC_0及之上浓度具有细胞毒性作用。