二甲双胍对大鼠脊髓损伤后内质网应激和细胞凋亡的影响
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生物内质网应激对线粒体功能的影响生物内质网(ER)是细胞内最重要的细胞器之一,对于细胞内蛋白的合成、翻译和折叠扮演着重要的角色。
在某些情况下,生物内质网的功能受到异常的压力,这就会导致生物内质网应激。
生物内质网应激会对细胞造成不良影响,如激活细胞凋亡通路等,同时也会影响线粒体功能,导致线粒体功能下降。
本文将从生物内质网应激对线粒体影响的角度入手,介绍生物内质网应激对线粒体的影响。
一、生物内质网应激的机制生物内质网应激是指生物内质网处于异常的应激环境下,导致生物内质网蛋白摄取和处理的异常,从而引起细胞内应激反应的过程。
生物内质网应激可以由多个因素引起,例如细胞外环境的变化,细胞内环境的异常等等,同时还涉及了多种信号通路,例如IRE1、PERK和ATF6等信号通路的激活。
在应激环境下,ER膜上合成糖蛋白与极性锰离子添加到蛋白质上的氧化性损伤,有令一种特殊的蛋白解除处理,称为“信号的联接”。
二、生物内质网应激如何影响线粒体功能生物内质网应激会影响细胞的多个方面,其中包括线粒体功能。
生物内质网应激会导致细胞中内质网相关蛋白质通道减少,从而影响线粒体的结构和功能,导致线粒体内膜电位的下降,redox价态的改变,Ca2+的内流以及线粒体DNA的变化等等。
同时,生物内质网应激也会调节线粒体膜的通透性以及交换钙离子时膜电位的改变,从而进一步影响线粒体的功能。
此外,生物内质网应激还可以激活线粒体自噬通路,进一步影响线粒体功能。
三、LINE-1对生物内质网应激的反应LINE-1是重复转座元件,可在人和其他哺乳动物的基因组中发现。
近年来,一些研究表明,在生物内质网应激作用下,LINE-1的活性会发生变化,并与细胞的应激反应和氧化应激有关。
特别是,研究发现,在生物内质网应激下,PERK信号通路被激活,从而导致线粒体的功能下降和DNA损伤。
此外,在生物内质网应激下,IRE1-XBP1信号通路被激活,进一步影响到线粒体自身的生物合成、二噁烷氧化和蛋白质翻译等过程,从而引起线粒体功能的改变。
二甲双胍对脓毒症急性肺损伤大鼠肺组织线粒体氧化应激的影响章梦丽;李文强【期刊名称】《中国急救医学》【年(卷),期】2017(037)011【摘要】Objective To observe the effect of metformin on mitochondrial oxidative stress in lung tissue of rats with acute lung injury induced by sepsis.Methods The rat model of sepsis was established by cecal ligation and perforation (CLP).Forty male Wistar rats were randomly divided into four groups:normal control group (Sham group),control group (Sham/M group),sepsis group (CLP group),sepsis treatment group (CLP/M group).Each group was divided into 6 h,12 h,24 h subgroups according to observation time points.Sham/M group was injected with metformin (100 mg/kg) and the same group as Sham group 1.5 h before operation.The sham rats underwent surgery,but without ligation and puncture.CLP/M group was injected with metformin (100 mg/kg) by intragastric administration 1.5 h before operation.The levels of TNF-α and IL-1 β in lung tissue were detected by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).The activity of mitochondrial superoxide dismutase (SOD) was measured by xanthine oxidase method.The expression of AMPK protein was detected by protein immunoblotting test (Western blotting).The pathological changes of lung tissue were observed by HE staining.Results①There were no significant differences in TNF-α and IL-1β levels between the Sham group and the Sham/M group at 12 h and 24 h (P >0.05).At 12 h and 24 h,the CLP group and the CLP/M group were significantly (P <0.01).The levels of TNF-α and IL-1β in lung tissue of CIP/M group were significantly lower than those in CLP group (P < 0.01),and the level of TNF-α and IL-1β in lung tissue of CLP (P <0.05).②The levels of SOD in the mitochondria of Sham group and Sham/M group were significantly lower than those in Sham group (P < 0.01),CLP/M (P < 0.05).③The expression of AMPK protein in Sham group and Sham/M group was not significantly different (P > 0.05),CLP/M and CLP group were higher than Sham group (P < 0.05);CLP/M group was significantly higher than CLP group (P <0.05).④The pathological morpholog y and ultrastructural injury of CLP group were heavier under light microscope.After treatment with metformin,the pathological morphology and ultrasonography microstructure damage has been reduced.Conclusion Metformin may protect the acute lung injury induced by sepsis,which may be related to the decrease of TNF-α and IL-1β inflammatory mediators,the increase of SOD level and the activation of AMPK protein.%目的观察二甲双胍对脓毒症急性肺损伤大鼠肺组织线粒体氧化应激的影响.方法采用盲肠结扎穿孔法(CLP)建立脓毒症大鼠模型.取60只Wistar雄性大鼠,随机分成四组:正常对照组(Sham组)、对照处理组(Sham/M组)、脓毒症组(CLP组)和脓毒症处理组(CLP/M组).每组再分为6h、12 h和24h三个观察时间点.Sham组仅开腹取出盲肠翻动后还纳腹腔,不进行结扎和穿孔;Sham/M组动物在术前1.5h通过灌胃灌入二甲双胍(100mg/kg),其他同Sham组.CLP/M组动物在术前1.5h通过灌胃灌入二甲双胍(100mg/kg),其他同CLP组.采用酶联免疫吸附双抗体夹心(ELISA)测定法检测肺组织中TNF-α、IL-1β的表达水平,黄嘌啉氧化酶法测定线粒体超氧化物歧化酶(SOD)活性,蛋白质免疫印记试验(Westren Blot)检测AMPK蛋白的表达,HE染色法观察肺组织病理学变化.结果①Sham组大鼠与Sham/M组大鼠肺组织TNF-α、IL-1β水平在12 h、24 h时差异无统计学意义(P>0.05);在12 h、24h时,CLP组和CLP/M 组大鼠肺组织TNF-α、IL-1β水平较Sham组明显升高(P<0.01);同时CLP/M组大鼠肺组织TNF-α、IL-1β水平较CLP组明显降低(P<0.01);②Sham组和Sham/M组大鼠线粒体中SOD水平差异无统计学意义(P >0.05);CLP组大鼠线粒体中SOD水平较Sham组明显下降(P<0.01),CLP/M组较CLP组SOD水平明显上升(P<0.05);③AMPK蛋白表达水平在Sham组和Sham/M组中差异无统计学意义(P>0.05),CLP/M和CLP组较Sham组明显升高(P<0.05);且CLP/M组较CLP组明显升高(P<0.05);④光镜下见CLP组肺的病理形态及超微结构损伤均较重,二甲双胍干预后,肺的病理形态及超微结构损伤有所减轻.结论二甲双胍对脓毒症诱导的急性肺损伤大鼠有一定的保护作用,这可能与减少TNF-α、IL-1β等炎症介质释放,提高SOD水平,以及激活AMPK蛋白表达等有关.【总页数】5页(P973-976,后插1)【作者】章梦丽;李文强【作者单位】430060湖北武汉,武汉大学人民医院;430060湖北武汉,武汉大学人民医院【正文语种】中文【相关文献】1.小剂量胰岛素对脓毒症急性肺损伤大鼠肺组织血红素加氧酶-1表达的影响及肺保护作用2.大黄素对脓毒症急性肺损伤大鼠肺组织通透性的影响3.萝卜硫素对脓毒症急性肺损伤大鼠肺组织Toll样受体4/核因子κB信号通路的影响4.五味子乙素对脂多糖诱导的脓毒症急性肺损伤大鼠肺组织病理损伤、炎症反应和核因子-κB 表达的影响5.五味子乙素对脂多糖诱导的脓毒症急性肺损伤大鼠肺组织病理损伤、炎症反应和核因子-κB表达的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
试述内质网应激调控细胞自噬和凋亡发布时间:2023-02-28T02:59:48.988Z 来源:《中国医学人文》2022年33期作者:吴康张楠[导读] 内质网是真核细胞内部包含的重要细胞器,其基本生理功能发生的异常问题吴康张楠天九再生医学(天津)科技有限公司天津 300000【摘要】内质网是真核细胞内部包含的重要细胞器,其基本生理功能发生的异常问题,与人类罹患的多种疾病具备关联性。
文章将会围绕内质网应激调控细胞凋亡和自噬,展开简要的综述分析。
【关键词】内质网应激;调控;细胞自噬;细胞凋亡;研究进展内质网(endoplasmic reticulum,ER)是真核细胞内部极其重要的膜性细胞器,根据内质网膜上是否附着核糖体,讲内质网分为粗面内质网和滑面内质网两种。
内质网具有非常重要的生理功能,部分细胞蛋白质在内质网中经过折叠、加工和修饰,形成有活性的功能性蛋白质,包括绝大多数分泌蛋白、膜结合蛋白和整合膜蛋白。
同时,内质网还可参与代谢过程,例如钙离子储存、糖异生、脂质和胆固醇的合成以及自噬空泡的形成等。
当内质网在内源性刺激因素或者是外源性刺激因素作用下,如缺氧、营养缺乏、缺乏分子伴侣或细胞能量、Ca2+缺乏、氧化还原稳态破坏、蛋白质变异和二硫键减少等,导致蛋白质折叠功能紊乱,继而在内质网腔内持续积存数量较多的未经由折叠的蛋白质,或者是发生折叠过程错误的蛋白质,并在此基础上诱导出现一系列生理反应称为内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)。
内质网应激引起内质网功能紊乱,内质网内未折叠蛋白或错误折叠蛋白的堆积等,其中由蛋白质堆积所引起蛋白质合成减少、内质网降解功能增强等后续反应,称为未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR),是细胞对抗内质网应激的一种重要的自我保护机制。
在内质网应激发生条件下,细胞通常会启动执行指向未折叠处理蛋白质物质的生理反应过程,其主要目的,在于要清除未经折叠处理的蛋白质物质,支持恢复内质网细胞器的正常生理稳态。
灵芝多糖联合二甲双胍对2型糖尿病模型大鼠氧化应激的影响乔进;窦志华;施忠;吴锋;孟国梁;陈惠;郑惠华【期刊名称】《医药导报》【年(卷),期】2015(000)006【摘要】目的:研究灵芝多糖联合二甲双胍对2型糖尿病大鼠氧化应激的影响。
方法采用斯泼累格·多雷(SD)大鼠高脂饮食4周后,腹腔注射小剂量链脲佐菌素30 mg·kg-1造模。
成模后将大鼠随机分为模型对照组、灵芝多糖组(给予灵芝多糖600 mg·kg-1)、二甲双胍组(给予二甲双胍600 mg·kg-1)及联合用药组(给予灵芝多糖300 mg·kg-1+二甲双胍300 mg·kg-1),另设正常对照组。
给药治疗12周末测量大鼠空腹血糖;测定血清超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)水平。
结果用药组空腹血糖水平均低于模型对照组(P<0.01),其中联合用药组血糖显著低于单独用药组(P<0.01)。
与模型对照组比较,用药组血清TC、TG 水平明显下降(P<0.05或 P<0.01),与单独用药组比较,联合用药组血清 TC、TG 水平明显降低(P<0.05或 P<0.01);与模型对照组比较,用药组血清 SOD 水平明显升高(P<0.01);与单独用药组比较,联合用药组血清 SOD 水平明显升高(P<0.05)。
与模型对照组比较,用药组血清 MDA 水平明显降低(P<0.01),联合用药组血清MDA 较单独用药组明显降低(P<0.05)。
与模型对照组比较,用药组血清 CAT、GSH-Px 水平明显升高(P<0.05或 P<0.01),联合用药组血清 CAT、GSH-Px 水平较单独用药组明显升高(P<0.05)。
结论灵芝多糖、二甲双胍联合用药能够有效对抗2型糖尿病大鼠体内氧化应激作用,效果优于单独用药,其机制可能与增强体内 SOD、CAT、GSH-Px 水平及调节血脂障碍有关。
网络出版时间:2023-12-0116:03:19 网络出版地址:https://link.cnki.net/urlid/34.1086.R.20231130.1323.048◇生殖药理◇从内质网应激研究高脂饮食对小鼠睾丸生精细胞凋亡的影响周本文1,2,3,张长城1,3,邓 何1,2,陈思敏1,3,常言语1,3,杨焱娜1,2,付国庆1,3,袁 丁1,赵海霞1,2(三峡大学1.国家中医药管理局中药药理科研三级实验室、2.基础医学院、3.健康医学院,湖北宜昌 443002)收稿日期:2023-06-05,修回日期:2023-09-16基金项目:国家自然科学基金资助项目(No82074205,82274191)作者简介:周本文(1996-),女,硕士生,研究方向:高脂饮食对雄性生殖功能的影响及药物防治机制,E mail:1754198847@qq.com;赵海霞(1986-),女,博士,副教授,研究方向:生殖功能障碍的病理生理机制及药物防治机制,鄂产中草药的药理活性及作用机制,通信作者,E mail:zhaohaixia.mm@163.com;张长城(1973-),男,博士,教授,研究方向:机体衰老的生理病理机制与药物防治机制,生殖与不育的病理机制与药物防治机制,通信作者,E mail:greatwall@ctgu.edu.cndoi:10.12360/CPB202304032文献标志码:A文章编号:1001-1978(2023)12-2346-08中国图书分类号:R 332;R321 1;R322 64;R329 24;R329 25;R589 2摘要:目的 从内质网应激的角度研究高脂饮食对小鼠睾丸生精细胞凋亡的影响。
方法 将C57BL/6J雄性小鼠随机分为正常组和高脂饮食组,每组6只,分别给予普通饲料和高脂饲料持续喂养5个月。
小鼠称体质量,麻醉后处死,取睾丸组织,称质量并计算睾丸指数;取附睾组织进行精液分析;HE染色检测睾丸组织形态学变化;TUNEL染色检测生精细胞凋亡;Westernblot检测睾丸凋亡及内质网应激相关蛋白的表达水平;免疫荧光法检测GRP78蛋白表达和定位的变化。
内质网应激与细胞凋亡【摘要】死亡受体活化和线粒体损伤是两条经典的介导细胞凋亡信号传导通路,近来研究发现过度内质网应激可启动细胞凋亡,是一条新的细胞凋亡信号传导通路,这一信号传导通路包括非折叠蛋白反应和钙离子起始信号等机制,内质网应激可特异性激活Caspase一12,Caspase一12裂解CaSpase一3等下游效应蛋白酶,最终导致细胞凋亡。
【关键词】内质网;细胞凋亡;Caspase一12内质网(endoplasmic reticulum ,ER)是真核细胞中蛋白质翻译合成和细胞内钙离子的储存场所,对细胞应激反应起调节作用。
内质网应激可由多种原因引起,如缺氧、饥饿、钙离子平衡失调、自由基侵袭及药物。
这些刺激引起从内质网到胞浆和胞核的信号传导,最终导致对存活的适应或凋亡。
许多疾病的发病机制都与内质网应激引起的凋亡有关,如阿尔茨海默病、帕金森氏病等神经变性性疾病,糖尿病,外伤性脑损伤,扑热息痛引起的肾小管损伤。
在肝脏疾病方面,非酒精性脂肪肝、胆汁淤积和酒精性肝病,乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒感染等的发病机制均与内质网应激引起的损伤有关。
1.内质网应激启动细胞凋亡的机制内质网介导细胞凋亡至少包括两种机制,分为非折叠蛋白反应(unfolded protein reaction,UPR)和钙离子起始信号(calcium signaling) 。
1.1 非折叠蛋白反应蛋白在内质网腔形成空间结构由许多分子伴侣蛋白协助,包括Bip/Grp78和Grp94及折叠酶类,如蛋白二硫异构酶和肽基脯氨酰逆转录异构酶。
非折叠蛋白在内质网沉积,信号通过内质网膜传到人细胞核和胞浆,效应蛋白上调编码Bip/Grp78和Grp94等内质网伴侣蛋白基因转录,并广泛减少蛋白翻译,以利于内质网蛋白折叠形成,减少非折叠蛋白在内质网沉积和聚集,使细胞能够耐受及生存,这一针对内质网应激的反应称为非折叠蛋白反应。
真核细胞有三种不同的机制处理内质网非折叠蛋白沉积:内质网伴侣蛋白基因转录的上调;蛋白质翻译减少;非折叠蛋白由内质网移入胞浆并被降解。
162中国骨质疏松杂志 2021 年 2 月第 27 卷第 2 期 Chin J Osteoporos, February 2021,Vol 27, No. 2Published online doi :10. 3969/j.issn.l006-7108. 2021. 02. 002二甲双胍对地塞米松作用下SD 大鼠骨密度的影响及 可能的机制丁钦佩张书郭昕形梁敏*基金项目:国家自然科学基金(81760165)* 通信作者: 梁敏,Email :liangm@ 广西医科大学第一附属医院,广西南宁530021中图分类号:R681文献标识码:A 文章编号:1006-7108( 2021) 02-0162-06摘要:目的 研究不同干预剂量和时间的二甲双胍对地塞米松作用下SD 大鼠骨密度(bone mineral density, BMD)的影响及 可能的机制。
方法 将72只雌性SD 大鼠随机均分为对照组、地塞米松组和二甲双胍100(Met 100)、200(Met 200)、300(Met300) ,500( Met 500)mg 组。
除对照组外,各组均每周2次肌注5 mg/kg 的地塞米松。
各二甲双胍组每日给予相应剂量的二甲双胍灌胃1次。
连续干预12周,每2周测体重1次并调整药物剂量。
分别在干预前和干预后4、8及12周测大鼠BMD 及体 成分。
实验结束时采集血样测定大鼠I 型胶原C 端肽(CTX-I)、骨钙素(OCN)等指标。
结果 干预前及干预4周,各组间的 BMD 比较差异无统计学意义(均P>0. 05)。
干预8周,地塞米松组BMD 低于对照组(P<0. 05);地塞米松组与各地塞米松联合二甲双胍组的BMD 比较差异无统计学意义(均P>0.05)。
干预12周,地塞米松组BMD 仍低于对照组(P<0.05);Met 100 组和Met 200组的BMD 高于地塞米松组(均P<0.05);Met 300组和Met 500组的BMD 与地塞米松组相比无差异(均P >0.05)。
内质网应激在糖尿病大鼠海马神经元凋亡中的作用及机制张怡;刘巍;马方红;张悦【期刊名称】《天津医药》【年(卷),期】2017(045)005【摘要】Objective To study the effect and mechanism of endoplasmic reticulum stress on hippocampal neuron apoptosis and cognitive impairment in type 1 diabetic rats. Methods Ten rats were randomly selected as normal control group (Con group) from thirty Wistar rats, and the remaining twenty rats were intraperitoneally injected with streptozotocin to prepared for type 1 diabetic rat model. The successful model rats were randomly divided into diabetic group (DM group) and diabetic +Salubrinal group (DM+Sal group). Rats of DM+Sal group were injected by lateral ventricle with Salubrinal ( 75μmol/L, 1μL). Rats of Con group and DM group were given the equal volume of normal saline. The rat cognitive function was assayed by Morris water maze test. The hippocampal neuron apoptosis was detected by TUNEL and flow cytometry methods. The protein levels of endoplasmic reticulum stress markers, GRP78, CHOP and Caspase12, and the mRNA levels of GRP78 and CHOP, were examined by Western blot assay and Real-time PCR, respectively. Results Compared with the Con group, the cognitive function was significantly decreased in DM group, and the apoptotic rate of hippocampal neurons was increased. The protein levels of endoplasmicreticulum stress markers GRP78, CHOP and Caspase12 were significantly increased (P<0.05), and the mRNA levels of GRP78 and CHOP were also higher in DM group (P<0.05). After the injection with Salubrinal, the cognitive function was improved and hippocampal neuron apoptotic rate was decreased in DM+Sal group compared with those of DM group. Moreover, the protein levels of GRP78, CHOP and Caspase12 were significantly decreased (P<0.05) and the mRNA levels of GRP78 and CHOP were also lowered in DM+Sal group (P<0.05). Conclusion The cognitive impairment and the higher apoptotic rate appear in the diabetic rats, and endoplasmic reticulum stress may play an important role in it.%目的观察内质网应激在1型糖尿病大鼠海马神经元凋亡及认知功能障碍中的作用并探讨其作用机制.方法 30只Wistar大鼠随机抽取10只为正常对照组(Con组),余20只一次性腹腔注射链脲佐菌素制备1型糖尿病模型,将造模成功大鼠随机均分为糖尿病组(DM组)和糖尿病+Salubrinal组(DM+Sal组).DM+Sal组大鼠侧脑室注射Salubrinal(75μmol/L,1μL),Con组和DM组给予等量生理盐水.采用Morris水迷宫实验检测大鼠认知功能,TUNEL、流式细胞术检测海马神经元凋亡情况,Western blot及Real-time PCR技术检测内质网应激标志分子GRP78、CHOP、Caspase12蛋白及GRP78、CHOP mRNA表达.结果与Con组比较,DM组大鼠认知功能明显降低,海马神经元凋亡率增加,内质网应激标志分子GRP78、CHOP、Caspase12蛋白表达明显增加(P<0.05),GRP78和CHOP mRNA表达增加(P<0.05);加入Salubrinal后,与DM组比较,DM+Sal组大鼠认知功能有所改善,海马神经元凋亡率降低,同时,GRP78、CHOP、Caspase12蛋白表达降低(P<0.05),GRP78和CHOP mRNA表达也降低(P<0.05).结论糖尿病大鼠认知功能障碍,海马神经元凋亡率增加,内质网应激可能在其中发挥了重要作用.【总页数】5页(P458-462)【作者】张怡;刘巍;马方红;张悦【作者单位】保定市传染病医院 070000;河北医科大学;河北医科大学;河北医科大学【正文语种】中文【中图分类】R749.2【相关文献】1.糖尿病并发抑郁症大鼠海马神经元凋亡情况及潜在机制研究 [J], 赵洪庆;杜青;凌佳;杨琴;徐雅岚;王宇红2.不同浓度CB2受体激动剂预处理对大鼠海马神经元凋亡的保护作用及机制 [J], 冯娅妮;石强3.ELK-1/JNK/c-Fos对左归降糖解郁方(ZGJTJYF)体外培养的模拟糖尿病并发抑郁症(DD)大鼠海马神经元凋亡中的作用 [J], 柳卓;刘检;凌佳;杨琴;杨蕙;孟盼;杜青;赵洪庆;王宇红4.沉默Orai通过调控内质网应激抑制急性脑梗死大鼠海马神经元凋亡 [J], 李航;熊波;文远超;张刚5.黄芪注射液抑制糖尿病大鼠海马神经元凋亡的机制研究 [J], 李虎虎;魏冰;曾文赟;索艳荣;高青;王一婧;孙英新;张云莎;范英昌;杨琳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基金项目:辽宁省教育厅科研课题(05L138)。
通讯作者:刘畅,liuchang1971mei@163.com。
收稿日期:2010-11-11·临床研究·氧化应激和内质网应激在高糖诱导大鼠心肌细胞凋亡中的关系王筠1,刘畅1,姜丁文1,梅晰凡2(1.辽宁医学院第一附属医院内分泌科,辽宁锦州121001;2.辽宁医学院第一附属医院骨科,辽宁锦州121001)摘要:目的探讨活性氧(ROS)介导的氧化应激(OS)与内质网应激(ERS)在高糖诱导大鼠心肌细胞凋亡中的作用关系。
方法采用混合酶一步消化法分离SD大鼠乳鼠心肌细胞,将培养的心肌细胞分为3组,对照组、高糖组和抗氧化剂组,流式细胞术检测细胞凋亡,分别检测各组心肌细胞中ROS的含量和上清液中超氧化物歧化酶(SOD)的含量,以反映心肌细胞的OS水平,再利用免疫组化法和RT-PCR检测心肌细胞中内质网应激标志因子Caspase-12的表达情况。
结果与对照组相比,高糖组心肌细胞中ROS含量明显增多(P<0.01);SOD含量显著下降(P<0.01);与高糖组相比,抗氧化剂组ROS含量明显降低(P<0.01),抗氧化剂组较高糖组ROS含量明显降低(P<0.01),SOD含量升高(P<0.05);免疫组化法检和RT-PCR测心肌细胞中内质网应激标志因子Caspase-12检测结果显示,高糖组明显大于对照组,抗氧化剂组与高糖组比较表达显著下调(P<0.01)。
结论高糖诱导的心肌细胞凋亡中,ROS启动的OS和ERS可能共同参与了心肌细胞凋亡过程。
关键词:内质网应激;氧化应激;高糖;心肌细胞;凋亡中图分类号:R542.2文献标识码:B糖尿病心肌病(Diabetic cardiomyopathy,DCM)由于缺乏早期临床诊断指标,一直以来未能受到应有的重视,而且大规模的前瞻性研究也均少涉及。
糖尿病心肌病的发病机制复杂,至今尚未完全阐明,可能涉及多种机制,其中凋亡增多导致的心肌细胞减少是DCM发生发展的重要病理基础[1]。
《针灸“相对穴”阴陵泉与阳陵泉经内质网应激途径对大鼠脊髓损伤后神经源性膀胱的影响》篇一针灸“相对穴”阴陵泉与阳陵泉经内质网应激途径对大脊髓损伤后神经源性膀胱的影响一、引言针灸作为传统中医的重要治疗方法,其疗效在多种疾病的治疗中得到了广泛认可。
其中,“相对穴”理论是针灸治疗的重要基础之一。
阴陵泉与阳陵泉作为一对相对穴位,在临床治疗中具有独特的疗效。
本文旨在探讨针灸阴陵泉与阳陵泉对大鼠脊髓损伤后神经源性膀胱的影响,并探讨其可能涉及的经内质网应激途径。
二、材料与方法1. 实验动物与模型制备本实验选用健康成年SD大鼠,通过重物坠落法建立脊髓损伤模型。
将大鼠随机分为正常组、模型组、针灸治疗组(阴陵泉与阳陵泉),每组若干只。
2. 针灸治疗方法针灸治疗组的大鼠在模型制备成功后,进行阴陵泉与阳陵泉的针灸治疗,每周治疗三次,连续治疗四周。
3. 检测指标与方法通过检测大鼠的膀胱功能指标(如膀胱容量、排尿频率等),以及神经功能指标(如运动功能评分、神经传导速度等),评估针灸治疗的效果。
同时,通过免疫组化、Western Blot等方法检测经内质网应激相关蛋白的表达情况。
三、结果1. 膀胱功能改善情况针灸治疗后,针灸治疗组大鼠的膀胱容量增加,排尿频率降低,与模型组相比有显著差异。
这表明针灸阴陵泉与阳陵泉可以改善大鼠脊髓损伤后神经源性膀胱的功能。
2. 神经功能改善情况针灸治疗后,针灸治疗组大鼠的运动功能评分提高,神经传导速度加快,与模型组相比有显著差异。
这表明针灸阴陵泉与阳陵泉对大鼠脊髓损伤后的神经功能有明显的改善作用。
3. 经内质网应激途径分析通过免疫组化、Western Blot等方法检测发现,针灸治疗后,经内质网应激相关蛋白的表达水平发生改变,这可能与针灸的疗效有关。
具体机制需进一步研究。
四、讨论本实验结果表明,针灸阴陵泉与阳陵泉可以改善大鼠脊髓损伤后神经源性膀胱的功能和神经功能。
这可能与经内质网应激途径有关,但具体机制尚需进一步研究。
内质网应激与细胞凋亡的调控近年来,内质网应激与细胞凋亡关系的研究日益受到了科学家的关注。
内质网应激通常是由于内质网失去平衡而导致的一系列反应,如糖蛋白的折叠失调,钙离子失衡等。
当内质网中的蛋白质不能正确地折叠或被完全降解时,会引起应激反应。
内质网应激的紧急反应是试图修复和重构受损的蛋白质,但如果这些反应失败,它会诱导细胞凋亡。
内质网应激的激活通常会导致一类称为“统一调节蛋白”(UPR)的反应。
UPR包含三种不同的信号传导通路——IRE1、PERK和ATF6。
在内质网应激受到识别后,IRE1和ATF6会进入细胞核并激活转录因子,以增加蛋白质和糖蛋白单位的产生。
而PERK通路则通过降低翻译过程中的蛋白质产生来减小应激反应。
虽然这些反应在短期内具有保护性效果,但当应激得不到及时消除时,UPR的代价就会变得极高。
在内质网应激持续时间较长或被强烈激活的情况下,细胞通常会选择走向凋亡。
内质网应激刺激会导致糖蛋白调节蛋白(bp5)从PERK中释放,并激活各种半胱氨酸蛋白酶,尤其是半胱氨酸半乳糖蛋白酶(Caspase-12)。
半胱氨酸半乳糖蛋白酶是一种具有消化性酸酶功能的一种内质网膜蛋白,当被激活时,它可以通过启动c-Jun N端激酶(JNK)、Caspase-9和细胞色素C等蛋白激酶级联反应,最终导致细胞凋亡。
然而,UPR(内质网应激反应)不仅与细胞凋亡相关,它还能通过其他途径调节基因表达以保护细胞。
例如,内质网应激反应被认为是细胞对氧化状况和糖代谢的响应机制。
当细胞处于应激或炎症状态时,氧化应激会降低内质网蛋白折叠质量,并导致UPR的激活。
UPR通路激活后,ATF4(一种隶属于上述三种信号传递通路之一)和其他转录因子会启动一系列反应,如葡萄糖调节基因的表达。
这种内质网应激-代谢调节的机制被称为"应激-适应性响应"。
在癌症治疗中,内质网应激通路已被证明是一种重要的靶点,并且各种治疗方法也通过调节内质网应激反应来调节癌症的发展。
内质网应激对生命活动的影响及其机制内质网(Endoplasmic Reticulum,ER)是细胞内一个重要的细胞器,是合成、折叠和修饰蛋白质的主要场所,同时也与脂质代谢、钙离子调节和胆固醇合成等方面密切相关。
但是,一些外源性和内源性因素的干扰,如缺氧、病毒感染和热休克等,可能导致内质网应激(Endoplasmic Reticulum Stress,ERS),使细胞内蛋白质误折和聚积,从而影响细胞的正常生理功能。
内质网应激现象在很多生理和病理状态中都有所体现,如肝病、糖尿病、神经系统退行性疾病等,因此,探究内质网应激对生命活动的影响及其机制至关重要。
一、内质网应激对生化代谢的影响一般情况下,内质网会反应细胞的代谢状态,维持蛋白质的正确折叠和分泌过程。
然而,当细胞处于应激状态,内质网能够检测细胞中的蛋白质积累水平,并引发一系列信号转导途径,以调控细胞的代谢活性。
例如,当内质网中的蛋白质聚积时,内质网可通过转录因子 X-Box Binding Protein 1 (XBP-1) 去激活内质网相关酶体高度增殖物1 (Activating Transcription Factor 6,ATF6) 和内质网缺陷相关蛋白1 (Inositol-Requiring Enzyme 1,IRE1),进而启动一系列信号传导,激活未被折叠蛋白质的清除作用,及时消除毒性蛋白质积聚,以保证细胞代谢正常。
此外,内质网应激状态下,程序性死亡 (Apoptosis) 的发生也会引起细胞生化代谢的变化。
二、内质网应激对胰岛素信号传导的影响胰岛素对于调节能量代谢和糖代谢等生命活动过程具有重要作用。
研究表明,内质网应激常常与胰岛素信号传导紊乱紧密相关。
内质网应激状态下,IRE1通过对XBP-1的剪接活化,并通过核因子κB (NF-κB) 途径诱导肥胖相关剪接变异体XBP-1s 的表达,减弱胰岛素受体基因的转录和翻译水平,进而抑制胰岛素信号传导。
— 161 —CHINESE JOURNAL OF ANATOMY V ol.42 No.2 2019 解剖学杂志 2019年第42卷第2期二甲双胍对大鼠脊髓损伤后内质网应激和细胞凋亡的影响*郭卫东1,2 李 刚3 范仲凯1△(1 锦州医科大学附属第一医院骨科, 锦州 121001;2 空军军医大学唐都医院骨科, 西安 710000;3 同济大学附属上海第十人民医院骨科, 上海 200072)摘要 目的:研究二甲双胍(MET )对大鼠脊髓损伤(SCI )后内质网应激(ERS )和细胞凋亡的影响,探讨二甲双胍对SCI 的保护作用及机制。
方法:成年雌性SD 大鼠随机分为3组,分别是假手术组(Sham 组)、单纯脊髓损伤组(SCI 组)和二甲双胍干预组(MET 组)。
采用Allen 方法制备大鼠SCI 模型,MET 组和SCI 组大鼠建模后,立即腹腔注射MET (50 mg ·kg -1·d -1)或等量生理盐水,连续处理7天后,取脊髓组织,用实时定量PCR 检测各组脊髓组织中葡萄糖调节蛋白78 ( GRP78),CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP ) 和半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-12(caspase-12)的mRNA 水平,免疫印迹检测各组脊髓组织中GRP78、CHOP 、caspase-12和active caspase-3的蛋白水平,免疫荧光染色检测各组脊髓组织中GRP78、CHOP 和caspase-12的蛋白水平,TUNEL 染色法检测各组脊髓组织中细胞凋亡水平,BBB 评分检测大鼠SCI 后运动功能情况。
结果:与Sham 组相比,SCI 组中GRP78、CHOP 和caspase-12的mRNA 和蛋白水平明显升高,active caspase-3蛋白表达和细胞凋亡数目明显增加,BBB 评分明显降低;与SCI 组相比,MET 组中GRP78、CHOP 和caspase-12的mRNA 和蛋白水平明显降低,active caspase-3蛋白表达和细胞凋亡数目明显减少,BBB 运动评分明显升高。
结论:二甲双胍可以抑制大鼠SCI 后细胞凋亡,促进后肢运动功能恢复,其机制可能与抑制ERS 有关。
关键词 脊髓损伤;二甲双胍;内质网应激;细胞凋亡;大鼠Effects of metformin on endoplasmic reticulum stress and apoptosisafter spinal cord injury in rats *Guo Weidong 1, 2, Li Gang 3, Fan Zhongkai 1△(1. Department of Orthopedics , First Affiliated Hospital of Jinzhou Medical College , Jinzhou 121001; 2. Departmentof Orthopedics , Tangdu Hospital of Fourth Military Medical University , Xi'an 710000; 3. Department of Orthopedic ,No.10 Affiliated Shanghai People's Hospital of Tongji University ,Shanghai 200072, China )Abstract Objective : To detect the effects of metformin (MET) on ER stress and apoptosis after spinal cord injury (SCI) in rats. Methods :Adult female SD rats were randomly divided into three groups : sham group (Sham group), spinal cord injury group (SCI group) and MET intervention group (50 mg/kg/day). SCI rat model was established at T10 section by Allen's weight drop method. Spinal cord tissues were harvested 7 days after spinal cord injury. Real-time quantitative PCR was used to detect the expressions of GRP78, CHOP , and caspase-12 mRNA. The expression of GRP78, CHOP , caspase-12, and active caspase-3 was detected by Western blotting and immunofluorescence labeling technique. The fluorescent TUNEL staining was used to detect apoptosis. The BBB score was used to detect the recovery of hindlimb motor function in rats. Results :Compared with sham group , the mRNA and protein levels of GRP78, CHOP , and caspase-12 were significantly increased and so were the protein levels of active caspase-3 and the number of apoptosic cells , while the BBB scores were decreased significantly in SCI group. Compared with SCI group , the mRNA and protein levels GRP78, CHOP , and caspase-12, and the protein levels of active caspase-3 were significantly reduced , and the apoptosis had the same trend ; however , BBB scores were increased significantly in MET group. Conclusion : Metformin may inhibit the apoptosis , and promote the recovery of hindlimb motor function by inhibiting endoplasmic reticulum stress after spinal cord injury in rats.Key words spinal cord injury ; metformin ; endoplasmic reticulum stress ;apoptosis ; rat * 辽宁省自然科学基金(201602277);辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目(LJQ2014091)第1作者 E-mail :guoweidonggwd@△通信作者,E-mail :fanzk_ln@收稿日期:2018-10-08;修回日期:2019-01-12doi : 10.3969/j.issn.1001-1633.2019.02.012·论 著·脊髓损伤(spinal cord injury ,SCI ) 是脊柱外科常见疾病,由于人们尚未透彻地认识到SCI 的机制,导致至今仍未发现治疗SCI 的特效药物。
大量研究证实,SCI后出现神经细胞凋亡事件,抑制神经细胞凋亡可明显减轻SCI后的运动功能障碍[1]。
内质网(endoplasmic reticulum,ER)的主要功能是折叠和组装细胞内蛋白质,当其受损伤时会产生内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS),在初期细胞会启动未折叠蛋白反应(enfolded protein response,UPR)以缓解ERS对细胞产生的危害[2],但持续、剧烈的ERS会诱导细胞进入凋亡程序[3]。
二甲双胍是目前临床上治疗2型糖尿病的经典药物,但其除了降血糖外,还在多种中枢神经系统疾病中发挥治疗作用,包括帕金森病[4]、亨廷顿病[5]和缺血性脑损伤[6]。
最新研究表明二甲双胍可以明显减轻SCI后运动功能障碍,抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路[7],减少了细胞自噬底物P62蛋白含量,同时上调微管相关蛋白Ⅰ轻链3Ⅱ(microtubule-associated proteinⅠlight chain 3Ⅱ,LC3Ⅱ)和Beclin 1表达,这表明二甲双胍对脊髓损伤的保护作用与促进细胞自噬体产生和增强细胞自噬降解有关,这两者共同维持了细胞内自噬体产生与降解过程平衡[8],但关于其对SCI后的ERS的影响的报道非常少。
本课题通过检测二甲双胍对大鼠SCI后ERS及细胞凋亡的影响,探究其对SCI的保护作用及机制,为SCI损伤机制和干预靶点的选择提供重要线索。
1 材料和方法1.1 实验动物与试剂36只清洁级健康雌性SD大鼠(体质量250~300 g)购买于锦州医科大学实验动物中心,动物许可证号:SCXK(辽)2008-000。
二甲双胍购自美国MedChem Express公司;兔抗大鼠葡萄糖调节蛋白78( glucose-regulated protein 78-kD,GRP78)多克隆抗体(ab21685)、小鼠抗大鼠CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CCAAT/ enhancer-binding protein homologous protein,CHOP)单克隆抗体(ab11419)、兔抗大鼠半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-12(cysteinyl aspartate specific proteinase-12,caspase-12)多克隆抗体(ab62484)和兔抗大鼠活化型半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(active cysteinyl aspartate specific proteinase-3,active caspase-3)多克隆抗体(ab49822)均购自英国Abcam公司;小鼠抗大鼠β-actin单克隆抗体(sc-47778)购自美国Santa Cruz公司;HRP标记二抗山羊抗兔(7074P2)和山羊抗小鼠(7074P6)均购自美国Cell Signaling Technology公司;荧光标记二抗Alexa Fluor 488结合的羊抗兔IgG(A-11034)和Alexa Fluor 594结合的羊抗小鼠IgG(A-11005)均购自美国Life Technologies公司;增强型ECL化学发光试剂盒(WBKLS0100)和PVDF膜均购自美国Millipore公司;TUNEL原位细胞凋亡检测试剂盒(12156792910)购自瑞士Roche公司;Tissue-Tek O.C.T. Compound(4583)购自美国SAKURA公司;TRIzol试剂购自Invitrogen公司;cDNA反转录试剂盒和SYBR® Green 反转录PCR试剂盒均购自大连TaKaRa公司。