线粒体蛋白质组学研究进展(一)

基金项目：天津市教委科研计划项目（２０２２ＫＪ１６７）；北京中医药大学孙思邈研究院２０２１年度中医药科研计划资助项目（ＳＳＭＹＪＹ ２ ２０２１ ０４）；天津中医药大学第一附属医院“拓新工程”基金科研项目（ＺＤ２０２１０９）通信作者：庞树朝，Ｅ ｍａｉｌ：ｄａｓｈｕ１９８６０１＠１６３．ｃｏｍ线粒体动力相关蛋白１与动脉粥样硬化研究进展刘小雨　庞树朝　江杨杨　王丽欣（天津中医药大学第一附属医院国家中医针灸临床医学研究中心，天津３００１９３）【摘要】线粒体动力学是指线粒体通过分裂和融合维持线粒体网络的动态平衡并为细胞提供能量，多种因素诱导下引发的线粒体动力学失衡，尤其是线粒体分裂异常与动脉粥样硬化（ＡＳ）进展密切相关。

而动力相关蛋白１（Ｄｒｐ１）是介导线粒体分裂的最关键蛋白，Ｄｒｐ１在ＡＳ中表达增加与内皮细胞衰老、血管平滑肌细胞增殖和迁移及向成骨样细胞转化、巨噬细胞参与的胆固醇外流及炎症反应等ＡＳ相关病理因素相互影响，加速疾病进程。

此外，Ｄｒｐ１的抑制剂及部分中药提取物被证明依赖于Ｄｒｐ１途径减缓ＡＳ进程。

现就Ｄｒｐ１的结构与活性调控、其在ＡＳ进展中的关键作用及靶向Ｄｒｐ１治疗ＡＳ的研究现状加以阐述。

【关键词】动脉粥样硬化；线粒体；动力相关蛋白１【ＤＯＩ】１０ １６８０６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００４ ３９３４ ２０２４ ０１ ０１８Ｄｙｎａｍｉｎ ＲｅｌａｔｅｄＰｒｏｔｅｉｎ１ａｎｄＡｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓＬＩＵＸｉａｏｙｕ，ＰＡＮＧＳｈｕｃｈａｏ，ＪＩＡＮＧＹａｎｇｙａｎｇ，ＷＡＮＧＬｉｘｉｎ（ＦｉｒｓｔＴｅａｃｈｉｎｇＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，ＮａｔｉｏｎａｌＣｌｉｎｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅＡｃｕｐｕｎｃｔｕｒｅａｎｄＭｏｘｉｂｕｓｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１９３，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｄｙｎａｍｉｃｓｒｅｆｅｒｓｔｏｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｆｉｓｓｉｏｎａｎｄｆｕｓｉｏｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｅｎｅｒｇｙｔｏｔｈｅｃｅｌｌ．Ｔｈｅａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｏｆａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ（ＡＳ）ｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｌｉｎｋｅｄｔｏａｎｉｍｂａｌａｎｃｅｉｎｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｄｙｎａｍｉｃｓｃａｕｓｅｄｂｙａｖａｒｉｅｔｙｏｆｃａｕｓｅｓ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙａｂｎｏｒｍａｌｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｆｉｓｓｉｏｎ．Ｄｙｎａｍｉｃｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎ１（Ｄｒｐ１）ｉｓｔｈｅｍｏｓｔｃｒｉｔｉｃａｌｐｒｏｔｅｉｎｔｈａｔｍｅｄｉａｔｅｓｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｄｉｖｉｓｉｏｎ．ＴｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＤｒｐ１ｉｎＡＳｉｎｔｅｒａｃｔｓｗｉｔｈｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｒｅｌａｔｅｄｔｏＡＳ，ｓｕｃｈａｓｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ，ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍｉｇｒａｔｉｏｎｏｆｖａｓｃｕｌａｒｓｍｏｏｔｈｍｕｓｃｌｅｃｅｌｌｓ，ａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｏｏｓｔｅｏｂｌａｓｔ ｌｉｋｅｃｅｌｌｓ，ｍａｃｒｏｐｈａｇｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌｅｆｆｌｕｘａｎｄｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｂｙａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇｔｈｅｄｉｓｅａｓｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｏｆＤｒｐ１ａｎｄｓｏｍｅｈｅｒｂａｌｅｘｔｒａｃｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｈｏｗｎｔｏｂｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｎｔｈｅＤｒｐ１ｐａｔｈｗａｙｔｏｄｅｃｅｌｅｒａｔｅＡＳｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ．ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｅｌａｂｏｒａｔｅｓｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｃｔｉｖｉｔｙｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆＤｒｐ１，ｉｔｓｋｅｙｒｏｌｅｉｎｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎｏｆＡＳ，ａｎｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｔａｒｇｅｔｅｄＤｒｐ１ｔｈｅｒａｐｙｆｏｒＡＳ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ；Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉｏｎ；Ｄｙｎａｍｉｎ ｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎ１ 心血管疾病发病率逐年上升，２０１９年在农村和城市中心血管疾病分别占中国居民死因的４６．７４％和４４．２６％，中国正面临人口老龄化和代谢危险因素的双重压力，心血管疾病负担仍将持续增加［１］。

线粒体基因组和代谢组的研究线粒体是细胞内的一个重要器官，是细胞内的能量中心。

线粒体内含有线粒体基因组，其中包含有许多与细胞代谢相关的基因。

在现代科学技术的支持下，线粒体基因组和代谢组的研究越发深入，这对于人类的健康和医学等方面具有重要的意义。

一、线粒体基因组的研究线粒体基因组为圆形DNA分子，大小为16kb，编码有13个氧化磷酸化系统的蛋白质，以及22个tRNA和2个rRNA，与人类DNA的染色体有所不同。

线粒体DNA是源于细胞内外的古代细菌，与真核细胞的合并形成了现代细胞，至今已经存在了几十亿年。

在研究线粒体基因组时，我们可以通过扫描线粒体蛋白质的质谱图，得到包含有线粒体蛋白质以及氧化磷酸化系统的完整序列。

此外，也可以通过线粒体的比较基因组学研究来发现线粒体基因组的变异和演化。

二、代谢组学的研究代谢组学的研究目的在于探究生物体内的代谢物，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸和脂质等的变化规律。

代谢组学可以研究生物体在不同情况下的代谢状态、代谢途径和代谢产物等信息。

与传统的蛋白质组学和基因组学一样，代谢组学是系统生物学研究的一部分。

它的相关应用领域包括药物研究、毒理学、营养学、医学和环境研究等。

代谢组学的核心技术是质谱和色谱分析技术，这些技术可以对生物样本进行快速、高效的代谢分析，并在短时间内解析出千种代谢物的产物。

利用代谢组学技术可以区分不同生物组织和不同疾病状态的代谢情况，这对于研究疾病的发病机制和诊断治疗具有很大帮助。

三、线粒体基因组和代谢组的研究进展及发展趋势作为与细胞代谢相关的中心，线粒体基因组在人类健康和医学方面的研究越发重要。

目前，线粒体基因组在一些重大疾病的研究中已经得到了广泛的应用。

近年来，随着代谢组学技术的发展，代谢组学研究在癌症、脑卒中、阿尔茨海默病等多种疾病中的应用越发广泛。

例如，在癌症代谢组学研究中，代谢物质的变化可以用于癌症诊断与治疗，这其中又涉及到线粒体代谢的相关研究。

当然，线粒体基因组和代谢组的研究离不开人类进行的基因组和代谢组的定量分析。

结论
总的来说，线粒体与细胞凋亡调控之间的关系是一个复杂而有趣的领域。研 究表明，线粒体在细胞凋亡调控中起着关键作用，但具体机制还需要进一步的研 究和探讨。随着对线粒体与细胞凋亡调控关系的深入了解，我们有望发现新的治 疗策略和方法，以应对某些因细胞凋亡异常而引起的疾病。
感谢观看
总结来说，线粒体是调控细胞凋亡的关键器官之一。对于它的深入研究和理 解将有助于我们在未来更好地控制和治疗各种疾病，包括癌症、神经退行性疾病 以及许多其他涉及细胞凋亡的疾病。
参考内容
引言
线粒体和细胞凋亡是细胞生物学中的重要概念。线粒体是细胞中的能量工厂， 负责合成和供应ATP，而细胞凋亡是一种由基因控制的细胞程序性死亡过程。在 过去的几十年中，研究表明线粒体与细胞凋亡之间存在密切的调控关系。本次演 示将探讨线粒体与细胞凋亡调控之间的，以及目前的研究现状和未来的研究方向。
四、未来展望
尽管我们对线粒体调控细胞凋亡有了深入的理解，但仍有许多问题需要进一 步研究。例如，我们对于许多Bcl-2蛋白家族成员的功能和相互作用机制仍不清 楚。此外，尽管我们已经知道MPT在细胞凋亡中的重要性，但对于如何调节MPT以 及它与其他凋亡信号传导通路的相互作用仍需进一步探索。这些问题的解决将有 助于我们更好地理解线粒体在细胞生物学中的作用，并为开发新的治疗方法提供 线索。
二、线粒体调控细胞凋亡的机制
线粒体调控细胞凋亡的主要机制包括Bcl-2蛋白家族的调控和线粒体通透性 转换（MPT）。Bcl-2蛋白家族是一组在线粒体外膜上表达的蛋白质，它们通过调 节膜通透性来控制细胞凋亡。其中，Bcl-2可以抑制细胞凋亡，而Bax、Bak和Bid 等促凋亡蛋白则可以促进细胞凋亡。当这些促凋亡蛋白被激活时，线粒体的膜通 透性会发生变化，导致Cytochrome c等凋亡相关分子释放到细胞质中。

opa1 代谢组学OPA1代谢组学引言OPA1（Optic Atrophy 1）是一种负责线粒体融合的蛋白质，其突变会导致线粒体功能丧失和细胞凋亡，进而引发多种疾病。

近年来，随着代谢组学技术的发展，研究者们开始利用代谢组学方法来探索OPA1的功能和调控机制，以期从代谢角度揭示其与疾病的关联。

本文将就OPA1代谢组学研究的进展进行综述。

OPA1代谢组学技术代谢组学是一种研究生物体在特定条件下代谢产物的全面分析方法。

在OPA1代谢组学研究中，研究者们采用质谱和核磁共振等技术，分析OPA1突变体和野生型样本的代谢产物差异，以发现与OPA1功能和调控相关的代谢通路和关键分子。

OPA1代谢组学的应用OPA1突变与多种疾病的发生发展密切相关，如遗传性视神经病变等。

通过代谢组学研究，研究者们发现OPA1突变会导致线粒体能量代谢异常，包括氨基酸代谢、脂质代谢和糖代谢等。

此外，OPA1突变还与氧化应激和线粒体DNA损伤等生物学过程相关。

这些研究揭示了OPA1突变对细胞代谢的影响，为揭示其与疾病的关联提供了重要线索。

OPA1代谢组学研究的进展近年来，研究者们在OPA1代谢组学研究中取得了一系列重要进展。

首先，他们发现OPA1突变会导致线粒体膜电位下降和ATP合成减少，从而影响细胞能量代谢。

其次，他们发现OPA1突变会导致氨基酸代谢紊乱，特别是谷氨酸代谢异常。

此外，研究者们还揭示了OPA1突变与脂质代谢异常的关联，包括甘油磷脂和胆固醇代谢紊乱。

最后，他们还发现OPA1突变会导致糖代谢异常，包括葡萄糖、乳酸和丙酮酸等代谢物的积累。

OPA1代谢组学的意义和展望OPA1代谢组学研究为我们深入了解OPA1功能和调控的分子机制提供了重要线索。

通过揭示OPA1突变对细胞代谢的影响，我们可以进一步理解OPA1与疾病的关联，并探索新的治疗策略。

未来，我们可以进一步整合代谢组学与其他组学技术，如基因组学和蛋白质组学，以全面解析OPA1的功能和调控网络，为相关疾病的诊断和治疗提供新的思路。

线粒体蛋白质组学的研究进展【摘要】线粒体是真核细胞重要的细胞器，随着蛋白质组技术的进展和完善，一些新方式也被应用于线粒体蛋白质的研究，线粒体蛋白质组研究尽管已取得了一些功效，但线粒体蛋白质组数据库中的数据仍较匮乏，而且还有一些问题亟待解决和改善。

【关键词】线粒体；蛋白质组学人类体细胞中除红细胞，其他所有细胞均含有线粒体。

线粒体是真核细胞重要的细胞器，它不仅是机体的能量代谢中心，而且还参与多种重要的细胞病理进程。

线粒体拥有自己的DNA（mtDNA），能够进行转录、翻译蛋白质合成。

线粒体含有500～2 000种蛋白质，约占整个细胞蛋白质种类的5%~10%。

线粒体的蛋白质参与机体许多生理、病理进程，如参与电子传递和ATP合成、三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解等进程。

线粒体蛋白质结构与功能的改变与人类许多疾病相关，如退行性疾病、心脏病、衰老和癌症。

运用蛋白质组研究技术，从整体上研究这些蛋白质在生理及病理状态下的转变趋势及彼此关系，能够为线粒体作用机制的探讨提供新的有力的支持。

1 线粒体的超微结构和功能线粒体是机体细胞中重要的亚细胞器，它具有独特的超微结构和多种重要的生物学功能。

线粒体由两层膜包被，外膜滑腻，内膜向内折叠形成嵴，两层膜之间有腔，线粒体中央是基质。

基质内含有与三羧酸循环所需的全数酶类，内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。

线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的要紧场所，有细胞“动力工厂”之称。

线粒体合成的ATP供给几乎所有的细胞生理进程：从骨骼肌和心肌的收缩，到细胞膜跨膜离子梯度的维持、乃至激素和神经递质的分泌等。

另外，线粒体有自身的DNA和遗传体系，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。

线粒体的要紧化学成份是蛋白质和脂类，其中蛋白质占线粒体干重的65%~70%，脂类占25%~30%。

在肝细胞线粒体中外膜、内膜、膜间隙和基质四个功能区，各蛋白质的含量依次为：基质67%，内膜21%，外膜8%，膜间隙4%。

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样品预分级的主要依据
蛋白质溶解性：可溶性蛋白、非溶性蛋白等 蛋白质定位：膜蛋白、核蛋白等 蛋白质细胞器定位：线粒体、高尔基体、叶
绿体等
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组织水平蛋白质组样品制备
原因：临床样本都是各种细胞或组织混杂， 而且状态不一，如肿瘤中癌变的上皮类细胞 总是与血管、基质细胞等混杂。
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科技部已将疾病蛋白质组研究列入我 国“973”计划项目和“863”计划项目； 国家自然科学基金委员会也将“蛋白质 组研究”列为重点项目。
我国在鼻咽癌、白血病、肝癌和肺癌 蛋白质组研究方面取得了较大进展。
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第二节 蛋白质组学研究方法概述
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H3 High-grade
Apoliprotein A-I (H4) H4 H4
40 Low-grade
40 High-grade
Peroxiredoxin 6 (H5)
13 48
H5 Low-grade
13 48
H5 High-grade
33
二维电泳优点
可分离10～100 kD 范围内蛋白质 高灵敏度和高分辨率 便于计算机进行图像分析处理 与质谱分析匹配
克服了载体两性电解质阴极漂移等缺点。 可以精确设定pH梯度。
尤其可在较窄的pH范围内进行第二轮分析， 大大提高了分辨率及重复性。
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第二向SDS-PAGE电泳
双向凝胶垂直电泳 双向电泳后的凝胶经染色后蛋白呈现二
维分布图：水平方向反映出蛋白在pI上的 差异，垂直方向反映分子量上的差别。
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线粒体自噬在糖尿病相关认知障碍中的研究进展2024（全文）摘要糖尿病相关认知障碍是在糖尿病病程中发生的认知功能减退，严重影响糖尿病患者的生活质量。

线粒体功能障碍是糖尿病相关认知障碍重要的发病机制之一。

线粒体自噬是线粒体质量控制体系的重要成分，起到清除细胞内受损线粒体、维持线粒体质量、保护线粒体功能的作用，对维持线粒体的健康形态与正常功能至关重要。

该文就线粒体自噬在糖尿病相关认知障碍中起到的作用和机制进行综述，以期为糖尿病相关认知障碍的防治提供理论依据。

认知障碍是糖尿病常见的合并症。

糖尿病显著增加了认知障碍相关疾病的风险［1 ］。

据报道，糖尿病使全因痴呆的风险增加1.25倍，阿尔茨海默病（Alzheimer′s disease，AD）风险增加1.43倍，血管性痴呆风险增加1.91倍［2 ］。

认知障碍导致糖尿病患者生活质量下降、经济负担增加，特别是在年幼患者和年老患者中，影响前者的神经功能发育、加剧后者的失能，增加家庭照护的负担［3 ］。

因此，探究糖尿病相关认知障碍的机制有助于为防治糖尿病相关认知障碍提供新的理论依据和研究方向。

线粒体功能障碍在糖尿病相关认知障碍中的作用日益凸显［4 , 5 ］。

认知功能的基础是高度依赖能量的神经元的生存与活动。

同时，神经胶质细胞和神经元之间的代谢合作，如神经递质再摄取、氧化应激防御和能量底物传递也依赖于能量可用性。

线粒体不仅负责能量生成，同时也产生活性氧（reactive oxygen species，ROS）、调控细胞内Ca 2+稳态、免疫反应和细胞凋亡等，对维持细胞生存至关重要。

线粒体自噬是细胞中一种选择性自噬的过程，是线粒体质量控制体系的重要组成成分，通过选择性清除受损线粒体，起到维持正常线粒体的数量与质量、保护线粒体功能的作用［6 ］。

线粒体自噬的异常是造成线粒体功能异常的机制之一。

因此，本文就线粒体自噬在糖尿病相关认知障碍中起到的作用和机制进行综述，以期为糖尿病相关认知障碍的防治提供新的方向与理论依据。

3、蛋白质组研究的技术路线流程
二、蛋白质的提取与样品制备
样品制备原则
1、尽可能采用简单方法进行样品处理，以避免蛋白质损失。
（1）明确研究目标，获得尽可能多的感兴趣蛋白。 （2）不同类型的蛋白质需要不同的方法
（3）考虑目标蛋白性质，细胞破碎选择温和和激烈两种方法
2、细胞和组织样品的制备应尽可能减少蛋白的降解，从特殊亚细胞器提取 蛋白还的分级分离。
度为0.1-0.15mM,能不可逆灭活丝氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶。
4、蛋白质沉淀步骤
（1）硫酸铵盐析 原理：高盐将蛋白质沉淀出来，从而与核酸分离 步骤：蛋白质浓度>1mg/ml，缓冲溶液浓度>50mM(含EDTA),缓慢加 入(NH4)2SO4,搅拌10-30min，离心分离。 注意点：只用作预分离和富集，且(NH4)2SO4 会干扰IEF （2）TCA沉淀 三氯乙酸（终浓度10-20%）加到提取液中混均，置冰上30min，最后用 丙酮或乙醇清洗沉淀除TCA。该法不易造成蛋白质变性和化学修饰。 （3）丙酮沉淀 提取物加入3倍体积的冰丙酮，-200C沉淀2小时，离心空气干燥去丙酮。 （4）丙酮/TCA沉淀 用丙酮在10%的TCA中重悬样品溶液（含有0.01的ß -巯基乙醇或 20mmol/L),-200C沉淀45min,离心分离,丙酮清洗沉淀,空气干燥。 （5）苯酚提取 蛋白质提取到饱和酚中，加到甲醇溶液中NH4CA沉淀，然后先用NH4CA 洗涤，再用丙酮洗涤，空气干燥去丙酮。本法适合于高杂质的植物样品。
白。另外膜蛋白通常位于两相去污系统中相对较丰富的一相。
B、摸蛋白的特性 低丰度、大多偏碱性、难溶于等电聚焦的水相介质中。
C、为了从二维电泳凝胶图谱中分离出膜蛋白，首先必须服从三个条件

线粒体自噬受体蛋白BNIP3的研究进展*吴梦瑶1，张卉1，王陆2，姚咏明1△（1解放军总医院医学创新研究部转化医学研究中心，北京100853；2解放军总医院第一医学中心重症医学科，北京100853）Advances in study of mitophagy receptor protein BNIP3WU Mengyao1，ZHANG Hui1，WANG Lu2，YAO Yongming1△（1Translational Medicine Research Center， Medical Innovation Research Division of the Chinese PLA General Hospital，Beijing 100853， China；2Department of Critical Care Medicine， the First Medical Center of the Chinese PLA GeneralHospital， Beijing 100853， China. E-mail： c_ff@）［ABSTRACT］B-cell leukemia/lymphoma 2 （BCL-2）/adenovirus E1B 19 kD interacting protein 3 （BNIP3） is an atypical BCL-2 family protein containing the BCL-2 homology 3 （BH3）-only domain. As a mitophagy receptor， BNIP3 is a key factor of apoptosis. This review aims to outline the pathway of BNIP3-mediated mitophagy and its regulatory pathway at molecular level，and further discuss the involvement of BNIP3-mediated mitophagy in various human diseases，thereby providing a new direction for exploring clinical treatment strategies for these diseases.［关键词］BNIP3蛋白；线粒体自噬；线粒体；细胞凋亡［KEY WORDS］BNIP3 protein； mitophagy； mitochondria； apoptosis［中图分类号］R329.2+8； R363.2 ［文献标志码］A doi： 10.3969/j.issn.1000-4718.2023.03.020作为细胞的“能量工厂”，线粒体源源不断地生产三磷酸腺苷（adenosine triphosphate， ATP），参与细胞内多个生物合成过程，为机体细胞提供着支持生命活动过程所必需的能量，在调控细胞生长、代谢和死亡等方面发挥重要作用［1］。

网络出版时间：２０２３－０７－２５１０：１５：２７　网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｕｒｌｉｄ／３４．１０８６．Ｒ．２０２３０７２４．１３４０．００４ＤＪ １调控线粒体功能研究进展倪晓晨１，２，于世龙１，刘延庆１，金　凤３（１．扬州大学医学院，国家中医药管理局胃癌毒邪论治重点研究室，２．扬州市中医院，３．扬州大学附属医院，江苏扬州　２２５００９）收稿日期：２０２３－０３－１０，修回日期：２０２３－０６－２５基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（Ｎｏ８１９０３８５０），江苏省中医药科技发展计划项目（ＮｏＹＢ２０１９９２）作者简介：倪晓晨（１９９７－），男，硕士生，研究方向：中医内科学，Ｅｍａｉｌ：ｎｘｃ１９９７０１０３＠１６３．ｃｏｍ；金　凤（１９８９－），女，博士，硕士生导师，研究方向：中药抗肿瘤药理学，通信作者，Ｅ ｍａｉｌ：ｊｉｎｆｅｎｇ０５２２＠１２６．ｃｏｍｄｏｉ：１０．１２３６０／ＣＰＢ２０２２０３０６０文献标志码：Ａ文章编号：１００１－１９７８（２０２３）０８－１４０６－０６中国图书分类号：Ｒ３２９ ２４；Ｒ３４９ １；Ｒ３９４ ２；Ｒ７４２ ５；Ｒ９７７ ６摘要：ＤＪ １是ＰＡＲＫ７基因编码的蛋白，属于肽酶Ｃ５６蛋白质家族，ＰＡＲＫ７基因的缺陷会导致常染色体隐性遗传早发性帕金森症。

ＤＪ １蛋白是一个多功能蛋白，它可以作为一个积极的雄激素受体介导的转录调节子，也可以用作氧化还原敏感的分子伴侣，氧化应激传感器，还可以保护神经元免于氧化应激和细胞死亡。

此外，ＤＪ １还与线粒体自噬、能量代谢、线粒体稳态、内质网－线粒体结构偶联等生命过程有关。

然而目前，ＤＪ １蛋白的精确功能尚不是很清楚。

该文对ＤＪ １蛋白调控线粒体功能的作用、机制、分子基础展开综述，并结合临床疾病探讨其潜在价值，具有较好的时效性、必要性、创新性和科学性，也有助于为临床药物开发提供新的靶点和思路。

基因突变引起的线粒体疾病：最新研究进展和所面临的挑战线粒体病是所有遗传性疾病中最常见也是最复杂的疾病。

尽管在过去的几年关于线粒体的研究进展有显著的进展，由线粒体基因和细胞核基因共同参与的线粒体病仍面临独特的挑战。

对线粒体病的深入了解，在提高了诊断率的同时也发现了一些新的阻止严重的线粒体疾病的遗传方法。

这些进步还有其他的进步对患者的治疗产生了很大的影响，但是仍然还有相当大的挑战，尤其在一些治疗性领域，哪些显现临床症状的患者合并有线粒体功能障碍和不同组织器官受损在很多线粒体病患者中都有发现。

本综述挑选了线粒体病的一些最新进展，并且对其中重要的进展领域着重讨论。

线粒体疾病是人类遗传病中的一个重要组成部分，在这我们定义哪些遗传缺损引起线粒体氧化磷酸化反应主要缺陷的病变，氧化磷酸化反应是细胞ATP的主要来源。

线粒体的电子传递链是人类生命必须的，由四个亚基组成的复合体（CI到CIV）和两个电子传递载体（辅酶Q和细胞色素C）组成。

这个系统产生一个跨膜质子梯度被蛋白复合物成为复合物V（FoF1ATP合酶）利用合成ATP.ATP是细胞能量的重要来源。

自由移动的呼吸复合体和流动的载体共同存在于线粒体内膜上形成一个大的结构称为呼吸链。

氧化磷酸化酶蛋白在线粒体基因和核基因组遗传物质的双重控制下。

环形的线粒体基因组（mtDNA）有16569个碱基对组成，在所有的细胞中呈现多重拷贝。

MTDNA仅仅编码37个基因产物，其中有13个多肽链式氧化磷酸化亚基的结构，还有22个转运RNAs（tRNA)和两个核糖体RNAs（rRNA)参与他们的合成反应。

剩下的线粒体蛋白质包括大多数的氧化磷酸化亚基，装配元件，氧化磷酸化复合体的辅助因子，它们参与mtDNA的损伤修复和表达，细胞器内的蛋白体，和细胞核编码的线粒体动力学，在细胞质中合成，然后运输到线粒体中。

线粒体病的临床特点和患病率线粒体疾病的巨大挑战之一是病人的临床症状有显著性差异，涉及不同的器官和系统。

270新医学综述2024年4月第55卷第4期线粒体动力学相关蛋白与缺血性脑卒中研究进展李婷婷 王钦鹏 刘晓庆 蔡珂 魏阳阳 梁成【摘要】缺血性脑卒中是临床常见的急危脑血管病，对人类健康构成了极大的威胁。

近年来，随着对缺血性脑卒中的深入了解，其诊断和治疗取得了显著进展。

然而缺血性脑卒中的病理机制极其复杂，目前的治疗手段也受到部分限制。

研究显示，线粒体功能障碍在缺血性脑卒中的发病机制中起着重要的作用。

通过线粒体动力学调控线粒体功能对于改善脑缺血神经细胞的损伤至关重要。

文章就线粒体动力学的分子机制及对缺血性脑卒中的作用进行综述，以期为缺血性脑卒中的治疗提供有益的参考。

【关键词】缺血缺氧；线粒体动力学；氧化应激；炎症反应；细胞凋亡；坏死性凋亡；铁死亡Research progress in mitochondrial dynamics-related proteins and ischemic stroke Li Tingting△， Wang Qinpeng， Liu Xiaoqing， Cai Ke， Wei Yangyang， Liang Cheng.△The Second Clinical Medical School of Lanzhou University， Lanzhou 730030， China Corresponding author: Liang Cheng， E-mail:*********************【Abstract】Ischemic stroke is a common acute cerebrovascular disease in clinical practice， which poses a severe threat to human health. In recent years， with deepening understanding of ischemic stroke， signi fi cant progress has been made in the diagnosis and treatment. However， current treatments for ischemic stroke are partially limited due to extremely complex pathological mechanisms. Studies have shown that mitochondrial dysfunction plays an important role in the pathogenesis of ischemic stroke. Therefore， modulation of mitochondrial function through mitochondrial dynamics is essential to ameliorate the damage of cerebral ischemic neuronal cells. In this article， the molecular mechanism of mitochondrial dynamics and its role in ischemic stroke were reviewed， aiming to provide useful reference for the treatment of ischemic stroke.【Key words】Ischemia and hypoxia； Mitochondrial dynamics； Oxidative stress； Inflammatory reaction； Apoptosis；Necroptosis； Ferroptosis脑卒中是高患病率、高致残率和高病死率的疾病。

体 蛋 白质 ， 其是 来 自胞浆 和 内质 网蛋 白质 的 污 尤
染较 多 ， 多步梯 度 离 心可 以大 大 降低 非 线 粒 体 而
标 志酶 活性 。
能满足需要 ； 白质进入 凝 胶 的能 力存 在差 异 等 。 蛋
但 由于该技术 保证 了不 同样本 在 同等 理化 条 件下
提 取 的线粒体 都需要 进行 纯度 评价 。纯度 评
复 合物 的富集 程度 。。
１ ２ 主 要 方 法 及 进 展 ．
双 向凝胶 电泳技 术 （ｗｏｄｍｅ ｓ ｎ ｌ ｏｙ ｃ ｔ —ｉ ｎ ｉ ａ ｐ ｌａ— ｏ
ｒ ｌ ｎｄ ｇ ｌ ｅ ｃｒ ｐ ｏｅｉ， ２ － ＡＧＥ ） 由 ｙａ ｉｅ ｅ ｌ ｔｏ ｈ ｒｓ ｒ ｅ ｓ ＤＰ
中 图分 类号 ： ５ １ ４ Ｒ ４ ． 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编号 ：６ ３６ ８ （０ ７ ０ —１ ６０ １７ —５ ３ ２ ０ ） ３０ ９ —４ 测定 和特异 抗体 检测 。对 于纯化 线粒 体形 态学完
线粒 体是 真 核细 胞 重要 的细 胞 器 ， 最 基本 其ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的功能 是 产 生 ＡＴＰ 同 时涉 及 体 内离子 自稳 、 ， 凋
价一般 从 ３个方 面进行 ： 形态 学观 察 、 异酶 活性 特
作 者 单 位 ：０ ０２ 复旦 大 学 附 属 中山 医 院 上 海 市 心 血 管 病 研 ２ ０３
究所
的分离 ， 具有可 重复性强 、 高分 辨率等 优 点 ， 因此有
利 于不同样 品间 的平行 比较及定量分 析 。
近来 ， 一些 技 术 和 方法 被 整 合 到线 粒 体 蛋 白 质 组研究 中 ， 以获得 更全 面 的线 粒 体蛋 白质信 息 。

粒 体 是 重 要 的 细 胞 器，主 要 参 与 脂 肪 酸 氧 化、三 羧 酸 循环、氨基酸降解，并调控 ATP 合成、能量代谢以及细胞凋亡 等 [1]。基于线粒体在维持机体稳态中的重要作用，其结构与 功能异常同许多疾病的发生密切相关 。 [2-4] 随着老龄化社会 的 来 临，对 衰 老 的 相 关 研 究 已 成 为 热 点 问 题，而 线 粒 体 蛋 白 质组学的发展又为衰老机制的研究提供了全新的技术与方 法。自线粒体衰老学说提出以来，线粒体与衰老之间的联系 越来越受到关注人们的青睐 [5]。研究表明，机体的衰老与线 粒体功能异常之间存在着密切的联系 。 [6,7] 一些研究人员称 线粒体是衰老的警钟，也有人认为线粒体是衰老的受害者 [6]。 在衰老过程中，线粒体产生的自由基及线粒体 DNA（mtDNA， Mitochondrial DNA）突变会加速衰老的进程 [1]。因此，从线 粒体的结构和功能角度研究衰老，对延缓衰老进程具有重要 的价值。本文就线粒体蛋白质组学在衰老性疾病研究的进 展 进 行 综 述，以 期 为 衰 老 的 发 生 机 制、延 缓 其 发 生 的 进 程 提 供新的思路。
作者简介 ：第一作者 ：赵娜（1989-），女，成都中医药大学硕士
研究生，研究方向为针灸调节神经内分泌免疫系统。
等鉴定技术 [13]；(3) 蛋白质相互作用及作用方式研究：如亲和 层析技术、酵母双杂交系统以及蛋白质芯片技术等。近年来， 对线粒体蛋白功能研究主要集中在线粒体蛋白质翻译后修 饰。目前，在线粒体蛋白翻译后修饰中最为常见要属磷酸化 修饰。研究人员采用多种方法富集磷酸化蛋白特异性沉淀 与液相色谱质谱技术联用鉴定了 77 个磷酸化修饰的线粒体 蛋白 [14]。线粒体蛋白翻译后修饰中乙酰化修饰也较为常见。 研究发现，在核编码的 39 个亚基中有 14 个亚基存在翻译后 修饰，其中 13 个为乙酰化修饰 。 [15]

5、其复制不受细胞周期的影响，可以越过细 胞周期的间期。甚至可分布在整个细胞周期。
四、核编码蛋白质向线粒体的转运
（一）核编码蛋白向线粒体基质中的转运
1、核编码蛋白进入线粒体时需要分子伴侣的协 助
1）输入到线粒体的蛋白质都在N-端有一段基质 导入序列（MTS ）富含精.赖.苏等aa，线粒体内 外膜上的受体能识别并结合各种不同但是相关的 MTS。
（二）线粒体是由双层单位膜套叠而成 的封闭性膜囊结构
外膜 内膜
膜间隙 （膜间腔、外室）
嵴
嵴间隙 （嵴间腔 、内室 ）
内含基质
1、外膜是线粒体外层 单位膜
厚5—7nm，平整、光滑。
⑴ 组成：1/2为脂类，
1/2为蛋白质。 ⑵ 特点：
外膜
外膜的蛋白质包括多种转运蛋白，它们形成
较大的水相通道跨越脂质双层，使外膜出现直
膜间隙 嵴 内膜 外膜
（外室）
嵴内腔
基粒（ATP酶复合 体）：
内膜和嵴膜基质 面上许多带柄的小 颗粒。与膜面垂直 而规律排列。每个 线粒体大约有104105个。
嵴间腔 （内室）
膜间隙 嵴 内膜 外膜 （外室）
嵴内腔
基粒 （ATP酶复合体）
基粒头部具有酶活性，能催化ADP 磷酸化生成ATP.
9nm 9nm
1、蛋白质向线粒体膜间腔的转运
膜间腔蛋白带有功能相似，氨基酸序列不 同的信号序列：“膜间腔导入序列 ISTS ”， 能引导其进入膜间腔。
主要有三种方式：
1）蛋白进入基质→与mthsc70结合→ ISTS 引导穿越内膜→进入膜间腔。
2） ISTS起到转移终止序列作用→蛋白固 定于内膜→膜间腔蛋白酶切去ISTS部分→ 蛋白脱落于膜间腔。
线粒体内膜 ND1ND4LND4

线粒体功能与衰老机制的研究进展随着人口老龄化的加剧，衰老相关的研究日益受到关注。

在众多与衰老相关的因素中，线粒体的功能变化被认为是一个关键环节。

线粒体作为细胞内的“能量工厂”，其功能的正常与否对于细胞的生存和机体的健康有着至关重要的影响。

近年来，关于线粒体功能与衰老机制的研究取得了许多新的进展，为我们理解衰老的本质和开发延缓衰老的策略提供了重要的理论基础。

线粒体是一种双层膜结构的细胞器，由外膜、内膜、膜间隙和基质四个部分组成。

其主要功能是通过氧化磷酸化过程产生三磷酸腺苷（ATP），为细胞的各种生命活动提供能量。

此外，线粒体还参与细胞内的钙离子稳态调节、活性氧（ROS）的产生和代谢、细胞凋亡的调控等重要生理过程。

在衰老过程中，线粒体的功能会发生一系列的变化。

首先，线粒体的能量产生效率会逐渐下降。

这主要是由于线粒体电子传递链（ETC）的功能障碍导致的。

ETC 是一系列位于线粒体内膜上的蛋白质复合物，它们协同作用将电子从还原型辅酶传递给氧气，同时将质子从线粒体基质侧（negative side，N 侧）泵到膜间隙侧（positive side，P 侧），形成跨线粒体内膜的质子电化学梯度，驱动质子回流释放能量来产生ATP。

随着年龄的增长，ETC 中的蛋白质会发生损伤和修饰，导致电子传递效率降低，质子泵功能减弱，从而影响 ATP 的合成。

其次，衰老过程中线粒体会产生更多的活性氧。

在正常生理条件下，线粒体在进行氧化磷酸化过程中会不可避免地产生少量的活性氧，如超氧阴离子、过氧化氢等。

这些活性氧在一定浓度范围内可以作为细胞内的信号分子，参与细胞的应激反应和生理调节。

然而，当线粒体功能受损时，活性氧的产生会显著增加，超过细胞内抗氧化防御系统的清除能力，导致氧化应激的发生。

过多的活性氧会损伤线粒体 DNA （mtDNA）、蛋白质和脂质，进一步加剧线粒体功能障碍，形成一个恶性循环。

mtDNA 的损伤和突变也是衰老过程中线粒体功能下降的一个重要原因。

正在丹麦进行的一项研究计划分别作出野生型 和将基因系统缺失的缺陷型酵母的双向蛋白质图谱. 初步的研究表明,缺失单一基因将导致的结果并不 只是缺乏此基因编码的蛋白质,而是能导致其他一 系列蛋白质量的改变.一些蛋白质减少而另一些蛋 白质增多,当然还有一些蛋白质被加工修饰而导致 性状改变.单一基因缺失的结果总是引起蛋白质组 全局性的变化.大约20%的酵母基因缺失是致死性的, 另外80%则不然,这时机体能通过调节蛋白质的表达 来对抗这种内源性的变化.这种基 因缺失的研究可 能会告诉我们一些关于细胞内蛋白质分子间相互 “对话”和“作用”的重要信息,如蛋白质间的物 理联系(这些蛋白质可能会组成蛋白质复合物)、信 号传递途径,以帮助我们了解细胞是如何构成的以 及是如何协同工作的。
蛋白质组学及其研究进展
• 蛋白质组学的含义
• 蛋白质组学研究的内容
• 蛋白质组学研究的手段
• 蛋白质组信息学 • 差异蛋白质组学 • 蛋白质组研究意义及前景
讲授内容
一、蛋白质组学及其研究进展（晏本菊） 二、核酶、抗体酶（陈惠）
三、蛋白质定向进化—DNA Shuffling 技术（陈惠）
四、细胞信号传导、肽核酸（杨婉身）
基因组计划无疑为医疗、医药领域带来一场革 命,但也应该看到,单纯的遗传分析很难诊断多因 素的疾病.复杂的基因间相互作用,细胞内活动和 环境的影响都会影响基因的表达及蛋白质的翻译 后加工.因此,可靠的诊断和治疗应基于机体渐进 发展过程的调控及失调,并且必须考虑到环境因素 的影响.蛋白质组的研究正是探索这一领域的有力 武器.人们不难预期,基因组计划的不断推进会给 蛋白质组研究提供更多更全的数据库;生物信息学 的发展会给蛋白质组计划提供更方便有效的计算 机分析软件;国际互联网会使各国各领域科学家有 关蛋白质组研究的成果出现新的集成;新的技术会 不断涌现,蛋白质组研究方法会象ＰＣＲ技术一样 易于操作,并渗透到人类活动的方方面面,对工业、 农业、医疗卫生各行各业带来新的革命