与线粒体DNA突变有关的人类遗传病研究

线粒体是一种含有DNA其能自我复制的细胞器.近年来发现线粒体DNA(mitochondrial DAN、mtDNA )的的突变与核DNA突变一样能导致一些疾病,从而形成了遗传学研究的新领域.     

四君子汤对D-半乳糖诱致衰老小鼠脑抗氧化能力和线粒体DNA(mtDNA)损伤的影响

目的 探讨四君子汤(Sijunzi decoction,SJZ)对D-半乳糖诱致衰老小鼠脑抗氧化能力和线粒体DNA(mtDNA)损伤的影响.方法 给小鼠连续皮下注射D-半乳糖(1000 ms/(kg·d-1))8周制备衰老模型,并于第3周开始给予四君子汤高剂量组(20 g/kg)、中剂量组(10 g/kg)、低剂量组(5 g/kg)和维生素E(250 ms/kg)处理;8周后采用水迷宫测定小鼠学习记忆能力;采用比色法测定脑组织谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和琥珀酸脱氢酶(SDH)的活力;Fura-2/AM双波长荧光法检测海马神经细胞钙离子浓度;常规PCR检测小鼠海马细胞mtDNA缺失突变.结果 四君子汤可明显改善模型小鼠的学习和记忆能力,并提高脑组织GSH-PX和SDH的活力,降低脑细胞内钙离子浓度,防止模型小鼠脑海马细胞mtDNA缺失突变.结论 四君子汤具有改善D-半乳糖诱致小鼠学习记忆障碍的作用,其作用与其提高脑组织抗氧化能力,降低海马胞内钙离子浓度,减轻细胞线粒体DNA缺失突变的作用有关.     

运动性内源活性氧产生及对线粒体DNA氧化损伤

不适应的或剧烈的运动引起内源性活性氧(ROS)生成增多,对生物体具有多种损害作用。线粒体是细胞内的"动力工厂",即产生ATP的主要场所;又由于线粒体DNA组成结构特殊,因此线粒体DNA易受到内源性ROS,如羟自由基(.OH)、氮氧自由基(ONOO-)、单线态氧(1O2)等的攻击而发生氧化损伤,导致链断裂、碱基逸失等多种后果,与多种疾病的发生密切相关。就运动性内源ROS产生及对线粒体DNA氧化损伤的研究进展进行综述。     

运动中线粒体活性氧产生机制的研究进展

线粒体呼吸链是运动内源性活性氧(ROS)产生的主要来源,内源性ROS产生增多,可导致脂质、蛋白质及核酸等物质的氧化损伤.研究表明,ROS产生可引起质子漏,质子漏增加可降低ROS生成,提示ROS与质子漏之间存在一种反馈回路;解偶联蛋白(UCPs)参与了这种反馈调节,但其确切分子机制尚不清楚.从运动中线粒体ROS产生及其机制等方面进行了综述.     

精子中线粒体的功能和命运

线粒体是细胞中最为重要的细胞器之一,通过氧化磷酸化产生ATP维持细胞正常生理功能,还参与钙离子稳态、细胞凋亡和类固醇激素合成等生物学过程。此外,线粒体是唯一含有功能性基因组(mtDNA)的细胞器。精子作为高度分化的生殖细胞,其线粒体与其他细胞存在许多异同之处。由于精子的特殊性,精子中线粒体的功能以及mtDNA是否遗传给子代方面的研究已成为关注的焦点。本文综述了精子线粒体和mtDNA的生物学特征、功能以及受精后的去向。     

线粒体与衰老研究进展

目的：研究线粒体与衰老的关系。方法：通过查阅大量的国内外相关文献综述。结果：线粒体数量的变化。结构功能的退化，氧自由基对线粒体的损伤以及mtDNA的突变对衰老有着重要的影响。结论：线粒体影响衰老的机制复杂，从多方面影响衰老。     

线粒体基因突变与2型糖尿病研究进展

线粒体是细胞能量储存和供给的场所，可以将能量转化为驱动细胞反应的各种形式。线粒体基因突变通过影响细胞内能量转化而导致2型糖尿病发生。近年来线粒体基因(mtDNA)突变被认为是糖尿病的一种新的病因。1997年美国糖尿病学会(ADA)把线粒体糖尿病列为特殊类型糖尿病，属于8细胞遗传缺陷疾病。线粒体糖尿病也是一大类异质性疾病，为加深对此病的认识，本文主要就所报道的线粒体糖尿病的突变位点、发病机制、主要的临床特点及其诊断和治疗方面的进展做一综述。     

一母系遗传非综合征耳聋家系的线粒体DNA突变分析

在问卷调查及家系随访的基础上,在安徽省淮北市收集到一母系遗传非综合征耳聋家系,利用聚合酶链式反应-限制片段长度多态性分析(PCR-RFLP)和测序技术,检测了该家系成员线粒体DNA(mtDNA)上可导致非综合征耳聋的两个突变热点处(12S rRNA基因上的1 555位点和tRNASer(UCN)基因上的7 445位点)的碱基变化,发现该家系所有母系成员的mtDNA上都有A1555G同质型突变,但7 445位点无异常;进而对该家系两个表型明显不同母系成员(一例具有先天性耳聋表型,另一例听力正常)的mtDNA进行全长测序,结果未在mtDNA上发现除A1555G以外的其他位点突变,只发现了27处多态性序列变化,且两成员的mtDNA无序列差异.说明mtDNA上的A1555G同质型突变是该家系部分母系成员致聋的分子生物学基础之一;推测该家系A1555G突变携带者临床表型的差异可能与mtDNA多态性无关,而更可能是核修饰基因与A1555G突变协同作用的结果.     

细胞应激条件下嗜热四膜虫线粒体膜电位变化研究

单细胞线虫纲原生动物四膜虫(Tetrahymena),在H2O2的诱导下可发生凋亡样死亡.另外,最新研究表明细胞中活性氧簇(ROS)的积累可有效地诱导细胞自噬途径的发生.通过流式细胞技术和荧光显微技术,检测了经饥饿和ROS诱导剂处理后,线粒体内膜电位变化及细胞内ROS的积累.此外,应用两种抗氧化剂氮乙酰半胱氨酸(NAC)和过氧化氢酶(Catalase)分别对四膜虫细胞进行处理,检测了在氧化应激条件下的抗氧化作用效果.结果表明,Oligomycin和Menadione可有效抑制线粒体膜电位的维持,从而导致细胞内ROS积累.同时,H2O2处理和饥饿处理可以导致嗜热四膜虫细胞线粒体膜电位丧失以及细胞质ROS积累.另外,N-acetylcystine和Catalase可有效地降低四膜虫细胞内ROS的积累,以及保持四膜虫细胞线粒体内膜电位,维持通透性.     

线粒体DNA突变与母系遗传病

近几年来,线粒体DNA(mtDNA）突变与人类疾病及母系遗传病的关系愈来愈受到人们的关注。从分子水平上探讨mtDNA突变的发生情况及mtDNA突变所引起的遗传病的表达及传递方式,有助于揭开线粒体遗传病的本质,最终为人类防治线粒体遗传病提供理论基础。     

高浓度葡萄糖促进人二倍体成纤维细胞迅速衰老

利用光学显微镜观察和酸性β-半乳糖苷酶染色技术研究了高浓度葡萄糖对人二倍体成纤维细胞2BS细胞衰老进程的影响,并用流式细胞仪检测了此过程中活性氧和线粒体膜电位差的变化。结果表明：200 mmol/L的葡萄糖对2BS细胞有生长抑制作用,能引起活性氧含量的变化,导致线粒体膜电位差显著下降,并诱导了细胞的衰老。这为氧化损伤假说提供了新的证据,并为研究活性氧和复制衰老之间的关系提供了较好的体系。     

茧蜂病毒上调ROS促进昆虫细胞凋亡的研究

茧蜂病毒(Microplitis bicoloratus bracovirus, MbBV)存在于鳞翅目茧蜂科寄生蜂雌蜂输卵管萼上皮细胞中,对寄生蜂成功寄生寄主起着至关重要的作用.活性氧(reactive oxygen species,ROS)主要是由细胞内线粒体等细胞器产生的活性分子,广泛参与和调节机体的各种生理和病理过程;为了探究ROS在茧蜂病毒诱导昆虫细胞凋亡过程中的作用,研究通过体内和体外细胞实验探讨了茧蜂病毒在感染细胞过程中ROS变化与细胞凋亡变化的关系.结果显示,茧蜂的寄生导致斜纹夜蛾幼虫血细胞ROS上调,凋亡增加.提取茧蜂病毒MbBV感染Spli221细胞24 h后,细胞内的ROS水平显著上调的同时也伴随着细胞凋亡增加,而当用ROS抑制剂NAC抑制ROS产生时,则可以挽救MbBV诱导的细胞凋亡.以上结果提示,MbBV可能通过促进ROS的产生来诱导细胞凋亡的发生.     

体外培养人角膜内皮细胞的UVB损伤及抗坏血酸的抗氧化保护作用研究

以非转染人角膜内皮(HCE)细胞系为体外实验模型系统研究了UVB氧化损伤、Asc抗氧化保护及其分子机理。体外培养的HCE细胞经UVB和/或Asc处理后,利用MTT和光镜对细胞的活力和形态进行了检测,利用8-羟基脱氧鸟苷免疫荧光染色对DNA的氧化损伤进行了检测,并利用二氢乙啶染色对胞内活性氧(ROS)的水平进行了检测。结果显示,100~800 mj/cm²的UVB辐射能剂量和时间依赖性地损伤HCE细胞的活力;200 mj/cm² UVB(自然太阳光中的平均辐射剂量)能引起HCE细胞发生皱缩,并显著增加细胞的DNA氧化损伤程度及胞内ROS水平;而1 mmol/L Asc不仅能显著增强HCE细胞的活力、促进细胞分裂,而且还能显著降低200 mj/cm² UVB所引起的DNA氧化损伤及胞内ROS水平。综上所述,UVB通过诱导ROS的产生进而引起DNA氧化损伤,对HCE细胞具有显著的氧化损伤作用;而Asc能够通过降低UVB诱导的ROS水平进而保护DNA免受氧化损伤,对HCE细胞的UVB损伤具有一定的抗氧化保护作用。本文研究结果对于利用Asc等抗氧化保护剂保护HCE细胞免受UVB氧化损伤具有一定的理论指导价值。     

线粒体去乙酰化酶SIRT3与衰老疾病

线粒体去乙酰化酶SIRT3是酵母Sir2同源蛋白,通过对线粒体多种蛋白质赖氨酸的去乙酰化修饰,它可以调控多种代谢过程,如脂肪酸的β-氧化作用、TCA循环、氧化磷酸化等.SIRT3可参与氧化应激反应,降低细胞内ROS水平;也可以作为一种肿瘤抑制因子,促进细胞的凋亡.在某些乳腺癌细胞中,SIRT3表达下调.敲除SIRT3或者SIRT3表达降低,可影响与代谢相关的衰老性疾病如心脏疾病、癌症等的发生.论文总结了近年去乙酰化酶SIRT3在代谢调控及癌症细胞凋亡中的分子机制以及SIRT3与心脏疾病、癌症的相互关系,希望为衰老疾病的预防和治疗提供一定的理论基础.     

衰老与线粒体DNA缺失

简略综述人体衰老过程中出现的线粒体DNA缺失，包括mtDNA与衰老的关系；衰老过程中的mtDNA容易变异的原因；衰老过程中发生的dmtDNA种类和数量改变等内容．     

线粒体与人类疾病

线粒体自身携带DNA，可自我复制、表达。研究表明，线粒体DNA突变的积累和氧化损伤与人类疾病、衰老和肿瘤密切相关。     

以bcl-2为靶标siRNA-2提高HL-60细胞对阿糖胞苷的敏感性

目的:研究以bc l-2基因为靶标有效siRNA-2(sm all interference RNA)能否提高HL-60细胞对阿糖胞苷(Ara-C)的敏感性。方法:将siRNA-2转入HL-60细胞株并与Ara-C联合培养,于24、48、72 h,用MTT法检测细胞增殖生长,用流式细胞仪检测HL-60细胞bc l-2蛋白的表达率、细胞内活性氧(ROS)水平变化及细胞线粒体膜电位的变化。结果:siRNA-2明显提高HL-60细胞对Ara-C敏感性;抑制细胞bc l-2蛋白的表达,提高细胞内ROS水平,降低线粒体膜电位(P<0.05)。结论:siRNA-2能提高白血病细胞HL-60对Ara-C敏感性。     

白藜芦醇对CdCl_2暴露所致斑马鱼胚胎发育毒性干预作用及机制的初步研究

为考察天然抗氧化剂白藜芦醇(Res)对Cd Cl2暴露所致斑马鱼胚胎发育毒性的干预作用,并初步探讨其作用机制。采用单独应用Res联合Cd Cl2共同处理受精后2 h(2 hpf)的斑马鱼胚胎,观察至96 hpf胚胎死亡率和孵化率;采用荧光探针DCFH-DA、Mito SOX、JC-1分别检测胚胎总体活性氧、线粒体源ROS水平和胚胎线粒体的膜电势;采用吖啶橙(AO)染色法检测细胞凋亡情况;采用Real-time PCR方法检测胚胎线粒体单链DNA结合蛋白(mt SSBP)、OPA1的表达水平。结果显示,100μmol/L Res持续暴露96 h可明显增加斑马鱼胚胎死亡率(P0.05)。20~100μmol/L Res与20 mg/L Cd Cl2联合暴露较单独Cd Cl2暴露组相比,胚胎死亡率和未孵化率明显增加(P0.01)。100μmol/L Res与20 mg/L Cd Cl2联合处理明显增加了胚胎总体ROS(P0.01)和线粒体内ROS(P0.01)的生成,降低了线粒体的膜电势(P0.05),胚胎细胞凋亡细胞数量明显增加。与Cd Cl2单独暴露组相比,Res联合处理明显下调了mt SSBP和OPA1的m RNA表达水平(P0.01)。由此可知,高浓度Res明显增强Cd Cl2所致的斑马鱼发育毒性,胚胎总体ROS和线粒体源ROS水平升高,线粒体膜电势下降,mt SSBP和OPA1表达下降,表明线粒体损害可能介导了Res对Cd Cl2育毒性的增敏作用。     

Rac1突变重组体的构建及对JAK/STAT信号通路的影响

通过构建Rac1突变体，研究Rac1激活对肾小球系膜细胞(MES)JAK2/STAT3信号通路的影响.以Rac1目的基因为模板，在引物中设计突变，扩增突变体Rac1(G12V)的目的基因，与PiggyBac(PB-FLAG)载体质粒连接，构建突变重组体PB-Rac1(G12V),并运用脂质体核酸试剂转染系膜细胞.比较正常组、Rac1(G12V)突变组中系膜细胞的ROS含量及NADPH氧化酶活性；Elisa法检测细胞因子TGF-β表达水平；Western blot法检测系膜细胞中JAK2/STAT3信号及FN蛋白的表达.结果表明，成功构建了Rac1(G12V)持续磷酸化突变体并在MES细胞中表达，与正常组相比，Rac1(G12V)激活突变MES细胞NADPH氧化酶的活性和ROS含量明显增加；JAK2/STAT3信号通路激活，TGF-β和FN表达明显增加.Rac1能激活系膜细胞氧化应激和JAK2/STAT3信号通路，并促进TGF-β及FN的表达.     

生物抗氧化剂电化学检测技术进展

生物体内的氧化与抗氧化机制是生命科学研究较广泛的课题.在氧化代谢过程中,活性氧物质或自由基(ROS)逐渐积累,当ROS相对于生物抗氧化剂(AO)过量时,会破坏生物大分子和细胞,并导致人体组织的功能损伤.因此,对AO的研究在生物化学、医学、食品科学等领域具有重要的意义.传统的AO检测一般采用自由基反应检测,热引发的ROS与AO进行氧化还原竞争反应,或者使用具有光学吸收或荧光特性的氧化剂,根据体系的光学吸收或荧光信号可以对AO进行定量分析.我们发展了几种ROS淬灭型电化学检测AO的方法,并且给出了相应的动力学模型.AO电化学检测技术的主要优点是采用了电化学原位产生的ROS(H_2O_2、·OH等)作为AO分析的氧化性物质,这些AO接近于人体内源型ROS,因此得到的氧化还原动力学数据更加接近于人体实际发生的状态.