过氧化氢酶基因抑制活性氧诱导晶体上皮细胞凋亡的实验探究

自评报告课程名称：眼科学课程负责人：张劲松2010年3月8日2010年度“省级精品课程”自评报告中国医科大学第四临床学院眼科学教研室创建于2005年，其绝大多数成员为原中国医科大学第一临床学院眼科学教研室的骨干力量。

在教研室主任张劲松教授的领导下，经过眼科教研室全体成员的不懈努力，在短短几年的时间内，领导组建了中国医科大学眼科学系，并成为主任单位。

目前眼科学教研室已经发展成为在国内、省内较有影响力的，由白内障、青光眼、眼底病、眼眶病、眼外伤、眼表疾病、小儿斜视弱视、视光、准分子等十大专业组成的医、教、研三位一体的，具有博士、硕士学位授予权的，高学历、高素质的医疗教学科研队伍。

眼科学教研室一直以来本着“培养德才兼备的高级眼科医学专业人才”的办学宗旨，全面贯彻国家的教育方针政策，注重素质教育与德智培养，深化教学改革，为培养新世纪眼科学通才和精才做出了突出贡献。

近年来我教研室在教学改革方面，尤其是PBL教学方面进行了大量的实践和研究，2009年在国外核心期刊《Arch Ophthalmol》发表教学论文1篇，IF 值3.2。

现申报国家普通高校精品课程，自评报告如下：一、学科建设㈠．教学、科研成果近年来我教研室在教学、科研方面不断努力，取得了一定的成绩。

其中中华医学科技奖二等奖一项，全军科技进步三等奖一项，辽宁省科技进步二等奖两项，辽宁省教育厅科技进步三等奖一项，沈阳市科技进步三等奖四项。

（见表1）表1.教学、科研成果情况㈡ .教学、科研课题近年来共申报各类省级以上课题30余项，其中国家自然基金3项，国家十五攻关分中心项目1项，教育部留学归国人员项目1项，日本政府基层友好合作项目1项，辽宁省项目20余项。

（见表2）表2.教学、科研课题㈢.教师队伍1.学科带头人简介：眼科学教学课程负责人张劲松，男，教授，博士生导师，中共党员，国务院特殊津贴获得者。

1976年毕业于中国医科大学，1985年获医学硕士学位。

现任中国医科大学眼科学系主任、附属第四医院副院长、眼科中心主任，亚太白内障研究学会委员、美国眼科学会会员、美国白内障屈光手术学会会员；美国IJBS杂志、中华眼科杂志、国际眼科纵览杂志、中国实用眼科杂志、眼科杂志、国际眼科杂志、眼科时讯杂志、眼科新进展杂志等8家核心杂志编委。

活性氧类的生物学功能研究摘要活性氧类（ROS）是机体中一类重要的自由基，离子微小，性质活跃。

ROS是正常氧代谢的副产物，并且对细胞信号传导，和机体稳态维持起很大作用。

同时，活性氧的过度积累也会严重损坏细胞结构，导致细胞凋亡等不良反应。

本文就活性氧的生物学功能展开讨论，具体说明活性氧类物质在细胞信号转导、细胞代谢、细胞增殖及死亡中的重要作用。

关键词活性氧类；信号转导；细胞增殖；凋亡前言活性氧类物质是机体进行氧化还原反应的产物，种类较多，主要有：O2-，HO2-，H2O2，·OH，以及LO·，LOO·，LOOH等，通过氧代谢产生（图1）。

活性氧（ROS）在人体生理和病理生理过程中起着至关重要的作用。

ROS一度被认为几乎完全来自线粒体代谢，事实上，虽然线粒体功能正常，最终的氧电子受体被还原为水，但在病理条件下，电子可能过早地漏出系统并生成ROS。

现证明，细胞内的ROS的产生与NADPH氧化酶有很大关系。

ROS在细胞凋亡中起了重要作用，作为胞内信号转导分子参与细胞凋亡过程[1-2]。

除凋亡之外，活性氧类还有许多其他功能。

以常见的过氧化氢为例，高浓度的过氧化氢可以诱导细胞凋亡，而低浓度的过氧化氢却可以促进细胞增殖。

其在信号转导方面也有不可忽视的作用。

O2在被还原为H2O的过程中，每次只接受一个电子，中间过程产生超氧阴离子（O2-）、过氧化氢（H2O2）、羟基自由基（·OH）等活性中间产物。

1 活性氧积累引起的细胞凋亡1.1 活性氧引起细胞凋亡的机制细胞凋亡是一种程序性细胞死亡，它在正常发育的调节、受损细胞的清除和多细胞生物体内平衡的维持中扮演重要角色[3]。

过氧化氢诱导细胞凋亡具有时间和剂量的依赖性[4]。

过氧化氢同时通过死亡受体途径和线粒体途径诱导细胞凋亡[5]。

内源性和外源性细胞凋亡途径都汇聚在一个级联的胱天蛋白酶，然后引起细胞凋亡现象[6-7]。

（1）死亡受体途径Fas为同源三聚体，死亡受体接收死亡信号（过氧化氢刺激等），启动死亡结构域（DD）之后，可诱导Fas三聚体化，Fas的死亡结构域与相关蛋白的FADD 结合，两者相互作用，使其死亡作用结构域（DED）与caspase-8/caspase-10作用，Fas寡聚化导致DISC的形成及caspase-8/caspase-10寡聚化。

・论著・过氧化氢诱导C2C12细胞凋亡的机制初探Ξ肖卫民　蒋碧梅　石永忠　刘梅冬　唐道林　肖献忠(中南大学湘雅医学院病理生理学教研室,湖南　长沙　410078) [摘要]【目的】探讨氧化应激诱导小鼠胚胎肌原细胞株C2C12细胞凋亡的分子机制。

【方法】采用0.5mmol/L过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)作用于C2C12细胞;通过Hoechst荧光染色检测C2C12细胞凋亡,Caspase活性定量分析及Western2blot检测Caspase23,28,29活化情况,Western2blot及间接免疫荧光检测细胞色素C在细胞内的分布情况。

【结果】本实验发现H2O2能明显诱导C2C12细胞凋亡,同时Caspase23,28,29被激活,而细胞色素C从线粒体释放入胞浆。

【结论】氧化应激可通过同时激活线粒体通路与死亡受体通路导致C2C12细胞凋亡,这为临床防治凋亡相关的心血管疾病提供了新的信息。

[关键词]　脱噬作用;　过氧化氢;　小鼠Preliminary I nvestig ation on the Mech anism of C2C12C ell Apoptosis induced by H ydrogen Peroxide 　XIA O Wei2min,　JIA N G Bi2mei,　S HI Yong2zhong,et al(Department of Pathophysiology,Xiangya School ofMedicine,Central South University,Changsha410078,Hunan,China) [Abstract]【Objective】To investigate the molecular mechanism that a poptosis of mouse embryonic myogenic cellline C2C12cells was induced by oxidative stress.【Methods】Apoptosis of mouse C2C12cells was induced by exposure to0.5mmol/L hydrogen peroxide(H2O2)for different durations,and their a poptotic changes were detected byHoechst33258fluorescence staining.The activities of cas pase23,28,29were examined by caspase colorimetric as2say kit and Western2blotting.The intracellular distribution of cytochrome C and its release from mitochondria wereobserved by indirect immunofluorescence and Western2blotting.【Results】Exposure to0.5mmol/L H2O2for24hours markedly induced C2C12cell apoptosis as shown by Hoechst33258fluorescence staining.The activities of cas2pase23,28,29significantly increased after4hours of H2O2treatment,and reached their peaks at8～12hour.Therelease of cytochrome C from mitochondria to cytoplasm was detected after exposure to H2O2for1～2hours.【Con2clusions】Oxidative stress can induce apoptosis of C2C12cells through simultaneous activation of mitochondria anddeath receptor signal pathways.This result provides new information for clinical prophylaxis and treatment of apop2tosis related cardiovascular diseases. [K ey w ords]　apoptosis;　hydrogen peroxide;　mice[中图分类号]　R329.2　[文献标识码]　A　[文章编号]　167127171(2004)1121288204 心肌细胞凋亡在心肌缺血,心肌再灌注损伤等 [作者简介]　肖卫民(19712),男,湖南省辰溪县人,讲师,病理生理学博士研究生,主要从事心血管内源性保护的分子机制的研究。

抑制线粒体活性氧自由基可减轻高糖诱导的心肌细胞焦亡和铁死亡一、本文概述本文旨在探讨抑制线粒体活性氧自由基（Reactive Oxygen Species, ROS）对减轻高糖诱导的心肌细胞焦亡（Pyroptosis）和铁死亡（Ferroptosis）的影响。

我们将从线粒体ROS的产生及其在心肌细胞死亡中的角色开始讨论，然后详细阐述高糖环境下心肌细胞焦亡和铁死亡的发生机制，以及如何通过抑制线粒体ROS活性来减轻这两种死亡过程。

我们还将探讨可能的分子机制，为未来的心血管疾病治疗提供新的视角和潜在的治疗策略。

二、材料与方法本实验采用成熟的心肌细胞系（如H9c2细胞或原代心肌细胞）作为实验对象。

高糖培养基（如D-葡萄糖）、线粒体活性氧自由基抑制剂（如MitoTEMPO）、细胞焦亡检测试剂盒、铁死亡检测试剂盒、抗氧化剂（如N-乙酰半胱氨酸，NAC）、Western Blot所需抗体及试剂等。

细胞培养箱、超净工作台、倒置显微镜、流式细胞仪、Western Blot电泳及转膜设备、酶标仪等。

将心肌细胞以适当密度接种于培养瓶中，待细胞贴壁生长至适宜密度后，更换为含高糖的培养基进行诱导处理。

同时，设立对照组、抑制剂处理组（加入MitoTEMPO）及抗氧化剂处理组（加入NAC）。

根据细胞焦亡检测试剂盒和铁死亡检测试剂盒的说明书，分别进行细胞焦亡和铁死亡的检测。

通过流式细胞仪分析各组细胞焦亡和铁死亡的比例。

收集处理后的细胞，提取总蛋白并进行Western Blot分析。

检测与细胞焦亡和铁死亡相关的关键蛋白表达水平，如NLRPCaspase-Gasdermin D等。

实验数据以均数±标准差（Mean±SD）表示，采用SPSS软件进行统计分析。

多组间的比较采用单因素方差分析（ANOVA），以P<05为差异有统计学意义。

通过以上实验设计与方法，我们旨在探究抑制线粒体活性氧自由基对高糖诱导的心肌细胞焦亡和铁死亡的影响，为防治高糖环境下心肌细胞损伤提供新的思路与策略。

过氧化氢酶活性测定实验报告实验目的，通过测定过氧化氢酶活性，探究不同条件下过氧化氢酶的活性变化规律，为进一步研究过氧化氢酶的功能和应用提供实验数据支持。

实验原理，过氧化氢酶是一种重要的酶类，在生物体内起着重要的氧化还原作用。

本实验采用比色法测定过氧化氢酶活性，其原理是过氧化氢酶催化过氧化氢分解成水和氧气，过氧化氢酶活性与生成的氧气量成正比。

实验材料与方法，实验中所需材料包括过氧化氢酶、过氧化氢、磷酸盐缓冲液、吡啶甲酸钠盐等。

首先，按照一定比例将过氧化氢酶和过氧化氢混合，然后加入磷酸盐缓冲液和吡啶甲酸钠盐，使混合液在一定温度下进行反应。

接着，通过比色法测定生成的氧气量，进而计算出过氧化氢酶的活性。

实验结果与分析，在不同温度、pH值、底物浓度等条件下，测得过氧化氢酶的活性数据。

通过对比分析不同条件下的活性数据，发现过氧化氢酶在不同条件下呈现出不同的活性变化规律。

在温度较低时，过氧化氢酶活性较低；在酸性环境下，过氧化氢酶活性受到抑制；随着底物浓度的增加，过氧化氢酶活性呈现出逐渐增加的趋势。

结论与讨论，通过本实验，我们得出了过氧化氢酶活性与温度、pH值、底物浓度等因素之间的关系。

这些结果对于深入研究过氧化氢酶的功能机制，以及在生物医学、生物工程等领域的应用具有一定的指导意义。

同时，我们也发现过氧化氢酶在不同条件下表现出不同的活性变化规律，这为进一步探究过氧化氢酶的调控机制提供了重要的实验数据支持。

综上所述，本实验通过测定过氧化氢酶活性，揭示了过氧化氢酶在不同条件下的活性变化规律，为进一步研究过氧化氢酶的功能和应用提供了实验数据支持。

希望本实验结果能够为相关领域的研究工作提供一定的参考价值。

活性氧与线粒体损伤研究概述一、本文概述活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）是细胞代谢过程中的自然产物，包括超氧阴离子、过氧化氢、羟基自由基等。

在正常的生理状态下，细胞内的ROS水平受到严格的调控，参与了许多重要的生物学过程，如信号转导、基因表达调控等。

然而，当ROS产生过多或清除不足时，便会对细胞造成氧化应激，导致细胞结构和功能的损伤。

线粒体作为细胞内的“动力工厂”，是ROS产生的主要场所，同时也是ROS攻击的主要目标。

线粒体损伤不仅会影响其自身的功能和结构，还会对整个细胞甚至整个生物体的生命活动产生深远影响。

因此，对活性氧与线粒体损伤的研究具有重要的理论和实践意义。

本文旨在全面概述活性氧与线粒体损伤的研究现状，包括ROS的产生与清除机制、ROS对线粒体结构和功能的损伤作用、线粒体损伤对细胞生命活动的影响以及相关的疾病发生机制等。

通过梳理和分析近年来的研究成果，本文旨在为读者提供一个清晰、全面的活性氧与线粒体损伤研究框架，为未来的研究提供理论支持和参考。

二、活性氧的产生与调控活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）是生物体内一类具有高度化学活性的含氧分子。

它们包括超氧阴离子（O₂⁻）、过氧化氢（H ₂O₂）、羟自由基（HO·）和单线态氧（¹O₂）等。

在正常生理条件下，ROS在细胞信号转导、抗菌免疫等方面发挥着重要作用。

然而，当ROS 产生过多或清除不足时，便会对细胞造成氧化应激，导致线粒体等细胞器损伤。

活性氧的产生主要来源于线粒体呼吸链的电子泄露。

线粒体是细胞内ROS的主要来源，其中90%以上的ROS由线粒体呼吸链产生。

NADPH 氧化酶、黄嘌呤氧化酶等酶类以及非酶促反应也是ROS的重要来源。

为维持ROS在细胞内的稳态，生物体发展了一系列复杂的调控机制。

这些机制包括ROS的生成调控、ROS的清除以及ROS的响应等。

ROS生成的调控：细胞通过调节呼吸链酶的活性、调节NADPH氧化酶等ROS产生酶的表达和活性，以及调节线粒体膜电位等方式，实现对ROS生成的调控。

过氧化氢酶在细胞氧化应激中的作用及调节机制研究随着现代医学和生物学的不断发展，人们对于生物体内氧化应激的认识越来越深刻。

氧化应激是指细胞内过多的氧化物质产生，导致生物体内自由基的生成增多，从而导致细胞受损。

氧化应激在某种程度上可以说是一种生理反应，但是当氧化应激过于严重时，细胞会受到极大的伤害，导致各种疾病的发生。

而细胞自身也拥有一套完善的抗氧化系统来对抗氧化应激。

其中，过氧化氢酶（catalase）是一种非常重要的氧化应激抗性酶。

下面本文将从以下几个方面进一步探讨过氧化氢酶在细胞氧化应激中的作用及调节机制研究。

一、过氧化氢酶是什么?过氧化氢酶是一种催化分解过氧化氢（H2O2）的酶，其中H2O2是氧化应激产生的一种重要物质，因此过氧化氢酶在氧化应激保护机制中扮演着至关重要的角色。

过氧化氢酶的催化反应式为：2H2O2 → 2H2O + O2它将H2O2转化为水和氧气，从而保护细胞免受氧化应激的损伤。

二、过氧化氢酶在细胞氧化应激中的作用过氧化氢酶是一种具有催化活性的酶，具有分解过氧化氢的功能，因此它在氧化应激保护机制中扮演着至关重要的角色。

细胞产生大量的H2O2时，会引起细胞吞噬作用的抑制，导致细胞死亡，而过氧化氢酶能够将H2O2分解为水和氧气，从而帮助细胞清除过多的H2O2，保护细胞的生命活动。

此外，过氧化氢酶还能够降低一氧化氮(Nitric Oxide, NO) 的毒性，保护细胞。

三、过氧化氢酶的调节机制过氧化氢酶的表达和活性都受到细胞内各种信号通路的调节。

下面主要结合细胞因子、热休克蛋白以及抗氧化物等方面来介绍过氧化氢酶的调节机制。

1.细胞因子的调节细胞因子是一类具有广泛功能的细胞内外的信号分子，通过它们与细胞内受体的结合来调节抗氧化酶的产生和活性。

例如，IL-1和TNFα等细胞因子能够刺激过氧化氢酶的表达，从而增强细胞的氧化应激抗性。

2.热休克蛋白的调节热休克蛋白是一类受到细胞应激刺激后产生的蛋白质，它们在细胞能量代谢、蛋白质质量控制、免疫应答等方面都具有重要作用。

过氧化氢酶活力的测定实验报告篇一：过氧化氢酶活性测定实验29 过氧化氢酶活性测定（高锰酸钾滴定法）过氧化氢酶普遍存在于植物的所有组织中，其活性与植物的代谢强度及抗寒、抗病能力有一定关系，故常加以测定。

一、原理过氧化氢酶（catalase）属于血红蛋白酶，含有铁，它能催化过氧化氢分解为水和分子氧，在此过程中起传递电子的作用，过氧化氢则既是氧化剂又是还原剂。

可根据H2O2的消耗量或O2的生成量测定该酶活力大小。

在反应系统中加入一定量（反应过量）的过氧化氢溶液，经酶促反应后，用标准高锰酸钾溶液（在酸性条件下）滴定多余的过氧化氢。

即可求出消耗的H2O2的量。

二、材料、仪器设备及试剂（一）材料：小麦叶片（二）仪器设备：1. 研钵；2. 三角瓶；3. 酸式滴定管；4. 恒温水浴；5. 容量瓶。

（三）试剂：1. 10%H2SO4；2. 0.2 mol/L pH7.8磷酸缓冲液；3. 0.1mol/L 高锰酸钾标准液称：取KMnO4（AR）3.1605g，用新煮沸冷却蒸馏水配制成1000ml，再用0.1mol/L 草酸溶液标定；4. 0.1mol/L H2O2市售30%H2O2大约等于17.6mol/L，取30%H2O2溶液5.68ml，稀释至1000ml，用标准0.1mol/L KMnO4溶液（在酸性条件下）进行标定；5.0.1mol/L 草酸：称取优级纯H2C2O4.2H2O 12.607g，用蒸馏水溶解后，定容至1000ml。

三、实验步骤（一）酶液提取：取小麦叶片2.5g加入pH7.8的磷酸缓冲溶液少量，研磨成匀浆，转移至25ml容量瓶中，用该缓冲液冲洗研钵，并将冲洗液转至容量瓶中，用同一缓冲液定容，4000rpm离心15min，上清液即为过氧化氢酶的粗提液。

（二）取50ml三角瓶4个（两个测定，另两个为对照），测定瓶加入酶液2.5ml，对照加煮死酶液2.5ml，再加入2.5ml 0.1mol/L H2O2，同时计时，于30℃恒温水浴中保温10min，立即加入10%H2SO42.5ml。

医学论文眼科学术论文：线粒体与眼科疾病关系的研究进展关键词:眼科疾病;线粒体;自由基;氧化损伤线粒体是真核细胞氧化磷酸化及能量提供的场所,为双层膜结构,外膜平滑,内膜向内折叠形成嵴,其上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体,因而内膜是三羧酸循环时进行电子传递的重要部位,将氧化还原反应中的能量以ATP的形式提供给细胞。

基质内含有与三羧酸循环所需的全部酶类以及具有一套完整的转录和翻译体系,但线粒体基因组的基因数量有限,因此线粒体只是一种半自主性的细胞器。

有机化合物在参与化学反应时,往往伴随着原来的共价键断裂而形成新的键。

在新的键形成前,参与新键组成的含有不成对电子的原子或原子团,此时的性质非常的活泼。

为维持稳定,这个带电子的原子或原子团必然需从别处夺取一个电子,这就是化学中称的“氧化”,而这个带电子的不稳定的原子或原子团则称之为自由基。

机体代谢过程中产生的不稳定自由基在细胞内堆积,引起不饱和脂肪酸氧化成过氧化物,形成脂褐素(Lipofuscin,LF),并使细胞及其重要成分如DNA、蛋白质和酶类等改变或破坏,导致机体衰老。

1线粒体中自由基的产生自由基中最重要的一类是含氧自由基,即活性氧(ROS),包括:超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(HO·)、一氧化氮(NO)等。

细胞内不断地通过非酶反应与酶反应产生ROS,但在抗氧化酶及外源性和内源性抗氧化剂的协同作用下又不断地被清除,因而在生理情况下活性氧维持在一个非常低且稳定的水平。

自由基的来源有两类:①一类是来自于紫外线、可见光、电离辐射及光量子的吸收等均可以导致组织产生氧自由基,并与组织中的脂质反应,产生过氧化醛类。

此脂质衍生的醛类(1ipid derived aldehyde,LDA)对人类和动物的组织细胞都有毒性作用,如4-羟基壬烯醛(4-hydroxynonenal,HNE)为组织细胞中最具毒性和含量丰富的一种醛类[1]。

②另一类则是1979年由Chance等证明在线粒体呼吸链中随着电子的传递所产生的自由基,并与呼吸链中的酶复合Ⅰ(NADH-泛醌还原酶)、酶复合体Ⅲ(泛醌-细胞色素C还原酶)密切相关。