天然营养素对氧化应激和线粒体功能代谢的调控及作用机制

来源 :中国科学院上海生命科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shiyiyiyiyi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
维生素E在很久前就被发现是一种脂溶性抗氧化剂。α-生育酚是维生素E的主要成分也是人体内维生素E的主要存在形式。我们推测维生素E除了能够直接和自由基作用发挥抗氧化作用,它还很可能作为二相酶的诱导剂间接地增强细胞的抗氧化防御体系而发挥抗氧化功能。人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)一直被用来研究吸烟和老年性视网膜黄斑病变之间的关系,丙烯醛是吸烟过程中烟雾的主要成份同时也是脂质过氧化的产物,因此我们利用ARPE-19细胞的丙烯醛损伤模型来研究a生育酚对二相酶的诱导以及对细胞的保护作用。我们发现丙烯醛在75微摩尔的24小时处理的情况下能够显著降低ARPE-19细胞的存活率,抑制Keapl/Nrf2信号通路,降低细胞抗氧化体系,增加细胞氧化损伤,同时损伤线粒体功能。a-生育酚预处理细胞能够激活Keapl/Nrf2信号通路,促进Nrf2由胞浆向核的转运。使一系列二相酶的表达和活性都显著增加,包括谷氨酰胺半胱氨酸连接酶、NAD(P)H苯醌氧化还原酶一1、血红素单加氧酶一1、谷胱甘肽S一转移酶和超氧化物歧化酶,同时总的抗氧化能力和谷胱甘肽的含量也显著增加。抗氧化体系的增强提高了ARPE-19细胞存活率,降低了活性氧自由基和氧化蛋白的水平,改善了线粒体的功能。这些结果都揭示了a一生育酚能够保护丙烯醛引起的细胞损伤,不仅仅是作为一个脂质自由基清除剂,更是作为一个二相酶诱导剂。   Nrf2-Keapl通路被认为是调控二相酶抵抗氧化应激的关键因素。通过激活Nrf2,细胞保护基因如血红素单加氧酶一1(HO-1)、NAD(P)H苯醌氧化还原酶一1(NQO-1)和谷氨酰胺半胱氨酸连接酶(GCL)被激活。GCL诱导的谷胱甘肽被认为参与细胞氧化还原信号通路、细胞分化和死亡。我们发现叔丁基双氧水(t-BHP)能够引起谷胱甘肽的降低从而诱导人视网膜色素细胞线粒体膜电位的降低和细胞凋亡的发生。羟基酪醇(HT)是橄榄油的一种多酚类化合物。结果显示HT能够激活二相酶增加谷胱甘肽的含量,从而保护线粒体功能预防叔丁基双氧水引起的凋亡。使用谷胱甘肽的特异性清除剂BSO能够明显增加t-BHP造成的损伤,同时还能抑制HT的保护作用。当过表达Nrf2时可以增加谷胱甘肽含量从而抑制t-BHP引起的线粒体膜电位的丢失。同时通过Nrf2的小干扰RNA降低Nrf2表达后,HT诱导的谷胱甘肽的生成和Nrf2靶基因的激活都被显著抑制,这说明HT诱导Nrf2的激是谷胱甘肽的生成的必要条件。另外我们还发现HT能够激活PI3/Akt和mTOP/p70S6K信号通路,这两条通路对于细胞存活都有重要的意义,然而当这两条通路被抑制后HT的保护作用依然存在。与他人研究结果不同的是我们发现JNK通路调控的p62/SQSTM1的表达参与到Nrf2的激活。因此我们的研究揭示HT能够通过激活Nrf2来诱导二相酶的活化尤其是谷胱甘肽的生成,从而有效保护氧化损伤引起的线粒体膜电位丢失和细胞凋亡,而HT激活的JNK信号通路很可能参与了这一保护机制的调控。   二相酶低强度和高强度耐力运动所带来的结果是完全不同的,过度运动( Exe)会引起疲劳和肌肉损伤。然而这其中的分子机制仍不明确,寻找有效药剂来预防疲劳和过度运动引起的损伤是目前体育学研究的重点之一。我们设计大鼠的剧烈运动方案来模拟过度运动从而研究肌肉细胞损伤和线粒体动态重塑在其中的作用。根据实验结果我们发现过度运动容易降低机体的耐受力同时对肾功能和免疫系统都有损害。肌肉萎缩的标志基因Atrogin-1和MuRF-1的mRNA在过度运动中显著增加,肌肉细胞自吞噬和线粒体裂解也显著增加。过度运动还引起PGC-la和线粒体复合物I的蛋白表达量下降,激活JNK和Erkl/2信号通路,诱导p53、p21、MnSOD的蛋白表达。我们推测是过度运动引起氧化应激诱导了自吞噬和线粒体功能失调,这一推测在体外肌肉细胞(C2C12)培养中得到证实。羟基酪醇(HT)是天然橄榄油中的一种多酚,它能够有效提高运动耐力同时抑制过度运动引起的肾功能和免疫功能损伤。同时我们还发现过度运动老鼠在摄入HT后自吞噬、线粒体裂解和PGC-la表达下降都被有效的抑制。另外HT还能有效提高运动大鼠肌肉的线粒体融合,增加线粒体复合物I和II的活性。这些结果揭示过度运动引起的疲劳和肌肉损伤很可能是通过影响线粒体动态重塑来实现的,包括下调线粒体的生成、增加线粒体的裂解和自吞噬的发生。而通过补充HT可以有效调控线粒体动态变化,提高线粒体功能从而有效地预防过度运动导致的肌肉损伤。
其他文献
阅读和写作,是学好语文的两项基本技能。为什么这样说呢?我们从中考的角度来看,河北省中考语文试卷总共分为三部分:一部分是基础知识测试,一部分是阅读部分,第三部分是写作部分。基
随着计算机网络技术的发展,网络地址日益紧缺,已经被视为是一种宝贵的网络资源。为了解决这个问题,网络地址转换技术被人们广泛使用,它将网络地址从一个地址域映射到另一个地
人脸自动检测和识别系统因其具有的方便、快捷、安全和可靠性在身份认证、访问控制、实时监控、虚拟现实、人机交互、远程电视会议和图像数据库检索等领域正得到越来越广泛的
目前随着半导体工艺技术的进步,芯片系统已经逐渐朝着片上系统(soc)发展。SoC设计技术以IP复用技术为基础,得到了飞速的发展。由于SOC是高集成、高复杂度的系统,对IP设计在可靠
在早期发育过程中,神经细胞发育受到多种转录因子的调控。在不同种类的神经细胞研究中,虽然已经发现了一系列控制早期神经特化的关键基因,但是神经细胞特化后的增殖,迁移和分化成
有色金属冶炼废水除砷固砷以及由此产生的含砷废渣的稳定性问题是冶金行业和环境保护所面临的重要课题之一。在众多的处理含砷废水技术中应用最为广泛的也是成本较低的方法便
MicroRNAs (miRNAs)是一类长约22个核昔酸的小分子非编码RNA。miRNA可以通过对靶基因mRNA的降解或抑制该蛋白的合成,从而在植物非生物逆境胁迫响应中起重要作用。胡杨(Populu
近年来,人们对电源谐波污染日益关注,要求低谐波含量、高功率因数电源系统的呼声越来越高,不少国际标准都对电器设备和其他非线性负载向电网注入电流谐波的含量作了严格的限制。有源功率因数校正技术正是抑制谐波电流,提高用电效率的一项有力措施。随着对用电设备性能指标要求的不断提高,这一技术得到了广泛的实际应用。本文根据与某境外公司的项目合作要求,采用EPISIL DF1 5μm 40V BJT工艺设计了一种升
高粱作为世界五大粮食作物之一,广泛分布在世界的热带干旱和半干旱地区,是许多国家重要的粮食来源和饲料作物。高粱以其相对较小的基因组(750Mbp),丰富的遗传多样性,已经成为禾谷
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊