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Ca2+-ATPase参与植物耐盐性调控的研究进展
编辑人员丨1天前
盐胁迫下细胞质Ca2+浓度升高,细胞会激活Ca2+调节的靶酶或者与Ca2+高度亲和的受体蛋白,其中,与Ca2+高度亲和的受体蛋白中,植物钙泵(Ca2+-ATPase)是P型ATP酶,包含内质网Ca2+-ATPases与质膜Ca2+-ATPas-es,通过主动运输将Ca2+从细胞质转移到质外体或细胞器.大量研究表明,植物的耐盐性在很大程度上与其维持钙泵即Ca2+-ATPase活性的能力有关.多种植物Ca2+-ATPase对盐胁迫表现出敏感性,并受到外源Ca2+的保护,表明外源钙处理与Ca2+-ATPase活性可能在盐胁迫下的细胞内钙稳态和信号转导中起重要作用.该研究概述了植物Ca2+-ATPase类型、结构与性质,亚细胞定位Ca2+-ATPase及外源钙与亚细胞定位Ca2+-ATPase参与植物耐盐调控研究进展,重点对质膜、液泡膜、核膜、内质网及高尔基体Ca2+-ATPases参与植物耐盐调控的研究进展进行了综述,并提出展望.该研究为了解植物耐盐性生理及分子机制提供帮助,同时为作物耐盐栽培提供新思路.
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编辑人员丨1天前
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线粒体钙稳态在高氧诱导大鼠AECⅡ损伤中的作用
编辑人员丨1天前
目的:评价线粒体钙稳态在高氧诱导大鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞(AECⅡ)损伤中的作用。方法:选取大鼠AECⅡ细胞株(RLE-6TN),采用随机数字表法将细胞分为3组( n=18):常氧组(C组)常规培养箱中培养4 h;高氧组(H组)培养箱90%O 2孵育4 h;高氧+钌红(HR组)先在培养瓶中加入2 μmol/L钌红溶液,随后处理同H组。处理结束后,采用线粒体Ca 2+特异性荧光探针Rhod-2-AM测定线粒体Ca 2+浓度,采用荧光探针DCFH-DA测定ROS水平,并观察细胞形态及线粒体超微结构。 结果:与C组比较,H组和HR组线粒体Ca 2+浓度和ROS水平升高( P<0.05);与H组比较,HR组线粒体Ca 2+浓度和ROS水平降低( P<0.05)。与C组相比,H组细胞体积缩小,形态皱缩呈圆形,细胞排列疏松,线粒体双层膜结构断裂、线粒体嵴碎片;HR组细胞形态较H组显著改善,细胞线粒体双层膜结构轻微破坏,线粒体嵴结构正常。 结论:线粒体钙稳态失衡参与了高氧诱发大鼠AECⅡ损伤的病理生理过程。
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编辑人员丨1天前
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亚低温顺行机械灌注对犬缺血性脑损伤脑组织的保护作用
编辑人员丨1天前
目的:探讨亚低温顺行机械灌注对犬缺血性脑损伤脑组织的保护作用。方法:选取13只比格犬,按随机数字表法分为亚低温灌注组(6只)和常温灌注组(7只)。自颈部离断建立缺血性脑损伤模型,缺血停循环1 h后,利用基于自体血的灌注液经双侧颈总动脉持续灌注6 h,亚低温灌注组和常温灌注组的灌注液温度分别设定在33℃和37℃。灌注0,1,2,3,4,5,6 h,记录两组血氧饱和度,评价灌注液血氧含量;抽取灌注液,检测灌注液Na +、K +和Ca 2+离子、葡萄糖浓度和pH值。灌注结束后,取两组每一只犬顶叶脑组织,评价脑组织含水量;取额叶皮质区和海马区组织,采用尼氏染色评价锥体神经元细胞结构形态完整性;采用神经元核抗原(NeuN)染色评价锥体神经元结构和形态完整性;采用免疫荧光胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和离子钙结合适配器分子1(Iba1)染色评价星形胶质细胞和小胶质细胞片段完整性和活跃性。 结果:灌注0,1,2,3,4,5,6 h,亚低温灌注组和常温灌注组血氧饱和度和Na +浓度差异无统计学意义( P均>0.05)。灌注0,1,2,3,4,5,6 h,亚低温灌注组K +浓度分别为(4.57±0.12)mmol/L、(4.67±0.14)mmol/L、(4.27±0.12)mmol/L、(4.45±0.10)mmol/L、(6.60±0.15)mmol/L、(7.37±0.18)mmol/L、(9.03±0.16)mmol/L,较常温灌注组的(4.84±0.10)mmol/L、(5.31±0.13)mmol/L、(5.44±0.24)mmol/L、(5.70±0.18)mmol/L、(7.79±0.18)mmol/L、(10.44±0.40)mmol/L、(11.40±0.41)mmol/L显著降低( P均<0.01)。灌注0,1,2,3 h,亚低温灌注组Ca 2+浓度分别为(0.72±0.15)mmol/L、(1.55±0.16)mmol/L、(1.62±0.15)mmol/L、(1.88±0.15)mmol/L,较常温灌注组的(0.41±0.13)mmol/L、(0.99±0.12)mmol/L、(1.29±0.13)mmol/L、(1.57±0.11)mmol/L显著提高( P均<0.01),其余时间点两组差异无统计学意义( P均>0.05)。灌注0,1,2 h,亚低温灌注组的葡萄糖浓度为(5.75±0.19)mmol/L、(5.17±0.15)mmol/L和(4.72±0.15)mmol/L,较常温灌注组的(5.30±0.22)mmol/L、(4.89±0.20)mmol/L和(4.30±0.17)mmol/L显著提高( P均<0.01),其余时间点两组差异无统计学意义( P均>0.05)。灌注2,3,4,5,6 h,亚低温灌注组pH值分别为7.32±0.06、7.25±0.02、7.23±0.02、7.24±0.02、7.24±0.02,较常温灌注组的7.26±0.01、7.21±0.01、7.17±0.02、7.15±0.02、7.08±0.02显著提高( P<0.05或0.01),其余时间点两组差异无统计学意义( P均>0.05)。亚低温灌注组脑组织含水量为(74.9±0.4)%,明显低于常温灌注组的(79.9±0.9)%( P<0.01)。尼氏染色结果显示,亚低温灌注组前额叶皮质区和齿状回区锥体神经元细胞完整。NeuN免疫荧光染色结果显示,亚低温灌注组较常温灌注组锥体神经元细胞形态结构状态较好,轴突清晰可见,而常温灌注组胞体饱满膨胀,轴突少。GFAP和Iba1免疫荧光染色结果显示,亚低温灌注组较常温灌注组胶质细胞结构完整,细胞异常活跃,轴突增厚,各方向轴突完整性较好。 结论:与常温顺行机械灌注相比,亚低温顺行机械灌注能够通过持续稳定供能供氧、平衡离子稳态和灌注液酸碱度、减轻组织水肿、维持锥体神经元细胞和星形胶质细胞及小胶质细胞低代谢等,对犬脑组织进行保护,减缓缺血性脑损伤。
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编辑人员丨1天前
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线粒体相关内质网膜影响阿尔茨海默病与帕金森病的研究进展
编辑人员丨1天前
阿尔茨海默病(AD)与帕金森病(PD)病是严重威胁老年人健康的最常见神经退行性疾病,其涉及多种生理代谢异常:线粒体功能损伤、Ca 2+稳态失调、氧化应激、错误折叠蛋白聚集、自噬和炎症,然而,此类疾病的发病机制仍没有被明确阐明,导致其治疗水平停滞不前。近年来研究发现,同时影响线粒体与内质网功能的特殊结构线粒体相关内质网膜(MAM)在AD与PD的发病中扮演重要角色,可能通过调节线粒体及内质网功能影响AD与PD的发展。本文归纳近年MAM影响神经退行性疾病AD及PD的相关研究,为探究MAM成分蛋白及MAM调节内质网-线粒体Ca 2+转运及内质网应激介导AD与PD的分子机制提供参考。
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编辑人员丨1天前
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颅脑爆震伤致认知功能障碍的分子机制研究进展
编辑人员丨1天前
颅脑爆震伤(bTBI)导致的认知功能障碍是一种严重的神经系统疾病,其发病率高、病情严重、预后差。bTBI会导致患者出现短期记忆丧失、注意力不集中或多任务处理困难等一系列症状,严重者发展为阿尔茨海默病,对其正常工作生活产生极大的影响。目前,关于bTBI致认知功能障碍的研究主要涉及模型构建、发病机制、病理生理改变、诊断治疗等方面,但关于其发生的分子机制还有待进一步研究。正常生理状态下,兴奋性和抑制性神经递质释放、Ca 2+的释放与摄取、氧化和抗氧化系统、凋亡的促进和抑制处于动态平衡,bTBI使这种平衡状态发生紊乱,将从分子水平上导致神经细胞的损伤,进而造成认知功能障碍的发生。为此,笔者从兴奋性毒性与Ca 2+稳态失调、氧化应激、炎症和水肿、细胞凋亡等方面,对bTBI致认知功能障碍分子机制的研究进展进行综述,为bTBI患者认知功能障碍的治疗和康复提供参考。
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编辑人员丨1天前
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颅脑冲击伤后非致命性淹溺大鼠认知功能变化
编辑人员丨1天前
目的:探讨颅脑冲击伤(bTBI)后非致命性淹溺大鼠认知功能变化。方法:80只SD大鼠按随机数字表法分为正常组、冲击伤组、淹溺组和冲击伤+淹溺组,每组20只。正常组不做任何处理;冲击伤组采用BST-Ⅰ型生物激波管(4.0 MPa驱动段压力)构建bTBI模型;淹溺组水面上1 m处自由落下(水温18 ℃、水深30 cm),待游泳力竭后捞出;冲击伤+淹溺组通过生物激波管致伤后,即刻同法淹溺。伤后3 d,采用高架十字迷宫试验和Morris水迷宫试验评估大鼠神经行为学变化;尼氏染色观察海马组织CA1、CA3区神经元病理学变化并统计其存活数量;ELISA法检测海马组织神经递质谷氨酸、γ-氨基丁酸(GABA)、甘氨酸和内质网应激(ERS)相关蛋白葡萄糖调节蛋白(GRP78)、半胱氨酸蛋白水解酶(caspase)-12水平;Western blot检测海马凋亡相关蛋白B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(Bax)和caspase-3的表达,并计算Bcl-2/Bax比率。结果:高架十字迷宫试验显示,伤后3 d冲击伤+淹溺组开臂进入次数百分比和探索行为次数低于正常组和冲击伤组( P<0.05或0.01),与淹溺组差异无统计学意义( P均>0.05),且淹溺组探索行为次数低于冲击伤组( P<0.05)。Morris水迷宫试验显示,冲击伤+淹溺组在定位航行试验第3,4天寻靶潜伏时间高于正常组,空间探索试验穿越靶区次数和靶象限游泳时间百分比低于正常组( P<0.05或0.01);而冲击伤组、淹溺组和正常组差异无统计学意义( P均>0.05)。尼氏染色显示,伤后3 d正常组海马CA1、CA3区神经元排列整齐、尼氏体清晰,其他组均出现不同程度损伤,与正常组相比,其他各组海马CA1、CA3区神经元数目呈不同程度减少,其中冲击伤+淹溺组神经元数目最少,低于冲击伤组和淹溺组( P<0.05或0.01)。ELISA法检测显示,伤后3 d冲击伤+淹溺组海马谷氨酸水平高于其他各组,且冲击伤组和淹溺组高于正常组( P<0.05或0.01);冲击伤+淹溺组甘氨酸水平低于正常组( P<0.05),冲击伤组、淹溺组和正常组差异无统计学意义( P均>0.05);各组GABA水平差异无统计学意义( P均>0.05)。此外,冲击伤组、淹溺组和冲击伤+淹溺组GRP78表达高于正常组( P<0.05或0.01),但三组间差异无统计学意义( P均>0.05);淹溺组和冲击伤+淹溺组caspase-12表达高于正常组( P<0.05或0.01),但两组间差异无统计学意义( P>0.05),而与冲击伤组相比,冲击伤+淹溺组表达显著升高( P<0.05)。Western blot结果显示,伤后3 d冲击伤+淹溺组Bcl-2表达低于其他各组,且冲击伤组和淹溺组低于正常组,淹溺组低于冲击伤组( P<0.05或0.01);冲击伤+淹溺组Bax表达高于其他各组,且淹溺组高于正常组( P<0.05或0.01),冲击伤组和淹溺组差异无统计学意义( P>0.05);冲击伤+淹溺组Bcl-2/Bax比率低于其他各组,且冲击伤组和淹溺组低于正常组,淹溺组低于冲击伤组( P<0.05或0.01)。淹溺组、冲击伤+淹溺组caspase-3表达高于正常组和冲击伤组( P<0.05或0.01),冲击伤+淹溺组和淹溺组差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:非致命性淹溺可加重bTBI大鼠海马神经元损伤,引起记忆、情绪等认知功能障碍,其机制可能涉及海马组织神经递质谷氨酸和甘氨酸失衡引起细胞稳态破坏,并在损伤早期通过ERS激活下游促凋亡途径,诱导海马神经元凋亡。
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编辑人员丨1天前
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Orai1-STIM1-TRPC1功能复合体在帕金森病中的研究进展
编辑人员丨1天前
帕金森病(PD)是世界上第二常见的神经退行性疾病,它的发病机制与线粒体功能障碍、氧化应激反应以及钙稳态失衡有关。近年来,PD与Ca 2+的关系成为研究热点,钙稳态失衡可通过不同的途径导致PD。细胞内Ca 2+水平取决于钙库操纵性钙内流(SOCE),而SOCE由钙释放激活钙通道调节分子1(Orai1)、基质相互作用分子1(STIM1)及瞬时受体电位通道1(TRPC1)相互作用组成的功能复合体调节。常见的PD神经毒素可通过降低Orai1-STIM1-TRPC1复合体功能,损伤SOCE及其下游的信号通路选择性损伤多巴胺能神经元,并且Orai1-STIM1-TRPC1复合体可能通过作用于小胶质细胞以及内质网调控神经炎症、自噬现象以影响PD的发生发展。因此恢复Orai1-STIM1-TRPC1复合体表达及功能,维持钙稳态可能成为PD的有效治疗靶点。
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编辑人员丨1天前
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早老素与阿尔茨海默病:钙信号通路机制
编辑人员丨1天前
早老素(presenilin,PS)基因是家族性阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的主要致病基因。PS基因突变可以促使淀粉样前体蛋白( amyloid precursor protein,APP)加工成有毒形式的β淀粉样蛋白(amyloid beta protein,Aβ),在AD发病机制中发挥重要作用。然而,目前针对Aβ的靶向治疗对AD尚未能产生良好的效果,这表明可能存在其他的致病机制。近年来,钙稳态异常及其在AD中的病理作用引起了人们的关注。钙信号通路受PS的调节,PS基因突变的神经元中钙调节受损,导致其处理氧化应激的能力降低,从而导致细胞死亡促进AD的发生。PS基因突变引起内质网钙含量的部分耗尽也会导致自噬功能受损。此外,最近的研究表明PS基因突变导致的Ca 2+稳态失衡会引起线粒体代谢受损及大脑网络活动缺陷。本文以钙信号通路为中心,从自噬受损、内质网应激、线粒体功能障碍、细胞凋亡及大脑网络活动缺陷等方面综述PS通过调节钙信号参与AD的致病机制,为AD的病因学研究及药物靶点的发现提供思路。
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编辑人员丨1天前
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线粒体内质网耦联在糖尿病肾病足细胞损伤中的作用及机制
编辑人员丨1天前
糖尿病肾病(diabetic kidney disease,DKD)为糖尿病常见的微血管并发症,蛋白尿是其特征性标志,而足细胞损伤是DKD蛋白尿发生发展的中心环节。线粒体内质网耦联(mitochondria-associated endoplasmic reticulum membranes,MAMs)指真核细胞内线粒体外膜与内质网膜之间"招募"一系列蛋白质形成的紧密物理连接,MAMs已被发现参与了多种病理生理过程。Ca 2+稳态失调、内质网应激和线粒体功能障碍既是DKD发生发展的重要因素,同时也受MAMs的调控,影响足细胞的正常生理功能。近年相继有DKD足细胞中的MAMs发生了结构或功能改变的研究报道。本文旨在系统回顾本领域相关研究,综述MAMs在DKD足细胞损伤中可能的作用及其机制。
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编辑人员丨1天前
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β-淀粉样蛋白对大鼠海马神经细胞钙稳态和内质网钙库的影响
编辑人员丨1天前
目的:研究β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)对大鼠海马细胞钙稳态和内质网钙库表达的影响。方法:将60只成年清洁级雄性SD大鼠按照体质量相匹配的方法分为正常对照组、假手术组、生理盐水组、Aβ 25-35高剂量组(7.5 μg/μL)、Aβ中剂量组(5.0 μg/μL)和Aβ低剂量组(2.5 μg/μL),每组10只。Aβ 25-35高、中、低剂量组大鼠按分组分别于海马内微量注射对应剂量的Aβ 25-35,每只动物左右侧海马各注射2 μL;并设立生理盐水组(注射2 μL 0.9%氯化钠溶液)、假手术组(动物做开颅处理,海马内不注射任何液体)与正常对照组(正常饲养,不做任何处理)。实验动物饲养至注射后14 d,观察并记录大鼠行为和状态,记录体质量和食物摄入总量。应用光学显微镜观察海马组织病理改变,应用透射电镜观察大鼠海马细胞内质网病理学改变;应用流式细胞仪技术检测大鼠海马内游离Ca 2+的浓度;用荧光定量PCR方法和Western blot方法测早老素(PS)、肌质网钙ATP酶(SERCA)和ryanodine受体(RyR)的mRNA和蛋白表达水平。应用SPSS 25.0软件对实验结果进行统计分析,多组间比较采用重复测量方差分析和单因素方差分析,组间多重比较采用Dunnett和Tukey检验。 结果:(1)各实验组大鼠体质量采用重复测量方差分析,发现时间主效应显著( F=153.15, P<0.001),组间效应和交互效应不显著( F=1.547, P=0.374; F=1.598, P=0.113)。与对照组比较,Aβ 25-35高、中、低剂量组大鼠在注射后7 d、14 d体质量差异无统计学意义(均 P>0.05)。Aβ 25-35高、中、低剂量组大鼠食物利用率分别为(22.9±4.0)%、(23.0±4.2)%和(22.6±3.2)%,与对照组[(23.7±5.0)%]相比均差异无统计学意义(均 P>0.05)。注射后14 d内,Aβ 25-35高剂量组大鼠出现萎靡和嗜睡的表现。(2)病理观察结果显示,Aβ 25-35高剂量组和中剂量组大鼠海马细胞内质网裂隙扩张、肥大,线粒体肿胀变形。(3)Aβ 25-35注射后14 d,高、中、低剂量组大鼠海马内游离钙所产生的荧光强度分别为(820.43±6.89)、(720.12±4.30)和(680.50±4.32),均高于对照组(592.17±3.97)(均 P<0.001)。(4)RT-PCR和Western blot实验结果显示,与对照组相比,Aβ 25-35高剂量组和中剂量组大鼠海马细胞内PS、SERCA mRNA和蛋白的表达上调(均 P<0.05),同时海马细胞内RyR mRNA和蛋白的表达下调(均 P<0.05)。 结论:Aβ 25-35在海马组织内沉积,可以破坏海马组织内Ca 2+稳态,游离钙及相关蛋白上调,从而发挥神经毒性作用。
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编辑人员丨1天前
