线粒体功能

原创与否转贴线粒体功能状态和不少疾病的密切相关，线粒体膜电位（MMP）则是反映细胞内线粒体功能状态的重要参数之一。本人整理一下线粒体膜电位测量方法，包括主要测量仪器和常用荧光探针，欢迎补充讨论。常用测量仪器：（1）普通荧光显微镜；（2）激光扫描共聚焦显微镜；（3）流式细胞仪。常用荧光探针：JC-1，DioC6，mitocapture，罗丹明123，TMRM等。JC-1（也称CBIC2(3)）是一种广泛用于检测线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential)△Ψm 的理想荧光探针。可以检测细胞、组织或纯化的线粒体膜电位。在线粒体膜电位较高时，JC-1聚集在线粒体的基质(matrix)中，形成聚合物(J-aggregates)，可以产生红色荧光；在线粒体膜电位较低时，JC-1不能聚集在线粒体的基质中，此时JC-1为单体(monomer)，可以产生绿色荧光。这样就可以非常方便地通过荧光颜色的转变来检测线粒体膜电位的变化。JC-1单体可采用488或514nm激光激发，发出绿色荧光波长为529nm左右；JC-1聚合物(J-aggregates)的最大激发波长为585nm，发出红色波长为590nm。罗丹明123（Rhodamine 123, Rh123）是一种可透过细胞膜的阳离子荧光染料，在正常细胞中能够依赖线粒体跨膜电位进入线粒体基质，荧光强度减弱或消失。在细胞凋亡发生时，线粒体膜完整性破坏，线粒体膜通透性转运孔开放，引起线粒体跨膜电位(ΔΨm) 的崩溃，Rh123 重新释放出线粒体，从而发出强黄绿色荧光，通过荧光信号的强弱来检测线粒体膜电位的变化和凋亡的发生，可用于培养的细胞或从组织中提取出的线粒体的膜电位检测。Tetramethylrhodamine, methyl ester (TMRM) 也是一种可透过细胞膜的阳离子荧光染料，单激光激发和单荧光发射峰。可用543nm激光激发，发射橙红色荧光波长在580nm左右。相对其他荧光探针，TMRM具有许多优点如染料在线粒体积累仅源于膜电位变化更；相对毒性更小；和细胞器结合率低；适合做线粒体膜电位的定量分析等。

[size=15px][font=宋体]茯苓（[/font][i][font=&]Poria cocos[/font][/i][font=宋体]，[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]）是一种药食同源的真菌，在中国作为中药已有两千多年的使用历史，其化学成分主要包括三萜、多糖、蛋白质和氨基酸，具有抗炎、免疫调节、抗癌、抗高血糖和调节血脂等作用。[/font][font=&][/font][/size][size=15px][font=宋体]代谢功能障碍相关脂肪肝（[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]）是最常见的慢性肝病，目前尚无缓解[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]的特定治疗方法。已有研究报道[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]还有潜在的抗[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]作用，但其抗[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]的生物活性成分仍然未知，且[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]是否通过调节线粒体功能来缓解[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]也不清楚。[/font][/size][size=15px][font=宋体]利用[/font][font=&]L02[/font][font=宋体]肝细胞模型和高脂饮食诱导的[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]大鼠模型，发现[/font][font=&]PC [/font][font=宋体]对抗[/font][font=&] MAFLD [/font][font=宋体]的功效。机制上，[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]维持线粒体的超微结构，减轻线粒体的氧化应激，调节能量代谢和脂肪酸[/font][font=&]β[/font][font=宋体]氧化，从而减轻脂肪乳剂诱导的细胞脂肪变性和[/font][font=&]HFD[/font][font=宋体]诱导的[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]。此外，研究从[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]中鉴定出的[/font][font=&]15[/font][font=宋体]种生物活性物质可能是调节线粒体功能以减轻[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]的主要有效[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]成分，因此，[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]可能是预防[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]的有前途的线粒体调节剂。[/font][/size] [img=,690,395]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/09/202409101326367319_3570_6561489_3.png!w690x395.jpg[/img] [size=15px][b][font=&][color=#0070c0]1[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]、[/color][/font][font=&][color=#0070c0]PC[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]提取物对脂肪乳诱导的脂肪细胞的影响[/color][/font][font=&][color=#0070c0][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体]作者首先通过体外细胞实验发现，[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]提取物抑制了脂肪乳剂诱导的[/font][font=&]L02[/font][font=宋体]细胞脂肪变性[/font][font=宋体]，且[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]提取物阻止了线粒体结构和功能的损伤并增强了线粒体的自噬，从而减轻了[/font][font=&]L02[/font][font=宋体]细胞脂肪变性[/font][font=宋体]此外，[/font][font=&]PC [/font][font=宋体]提取物促进脂肪酸[/font][font=&]β [/font][font=宋体]氧化，从而减轻脂肪乳剂诱导的[/font][font=&] L02 [/font][font=宋体]细胞脂肪变性[/font][/size][align=center][size=15px][b][font=&][color=#0070c0]2[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]、[/color][/font][font=&][color=#0070c0]PC[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]提取物对[/color][/font][font=&][color=#0070c0]HFD[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]喂养大鼠的影响[/color][/font][font=&][color=#0070c0][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体]作者接着通过体内实验研究了[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]提取物的功能，发现[/font][font=&]HFD[/font][font=宋体]喂养[/font][font=&]12[/font][font=宋体]周后，肝脏指数显著增加，而[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]提取物减轻了体重增加和肝肿大。此外，[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]提取物可以缓解[/font][font=&]HFD[/font][font=宋体]引起的血脂异常[/font][font=宋体]，减轻[/font][font=&]HFD[/font][font=宋体]喂养大鼠的的肝脏脂质异常和肝脏损伤[/font][font=宋体]同样，体内实验表明[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]提取物促进线粒体功能，减轻[/font][font=&]MAFLD[/font][font=宋体]，并通过刺激脂肪酸[/font][font=&] β [/font][font=宋体]氧化以减轻[/font][font=&]HFD[/font][font=宋体]喂养大鼠的肝脏脂肪变性[/font][/size][/align][align=center] [/align][size=15px][b][font=&][color=#0070c0]3[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]、肝线粒体[/color][/font][font=&][color=#0070c0]PC[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]衍生成分对脂肪细胞的影响[/color][/font][font=&][color=#0070c0][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体]接着作者获得[/font][font=&]PCME [/font][font=宋体]（茯苓提取物高剂量组的肝线粒体提取物），发现[/font][font=&]PCME[/font][font=宋体]处理后，细胞内脂质积累受到显著抑制，相反，[/font][font=&]MME[/font][font=宋体]（模型组肝线粒体提取物）处理未能抑制脂质积累。结果表明来自肝线粒体提取物的[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]衍生成分可修复氧化应激和能量代谢，从而减轻细胞脂肪变性[/font][font=宋体]。[/font][/size][font=宋体][size=15px]通过[/size][/font][font=&][size=15px]UHPLC/MS[/size][/font][font=宋体][size=15px]从经[/size][/font][font=&][size=15px]PC[/size][/font][font=宋体][size=15px]处理的大鼠肝线粒体提取物中鉴定出[/size][/font][font=&][size=15px]15[/size][/font][font=宋体][size=15px]种[/size][/font][font=&][size=15px]PC[/size][/font][font=宋体][size=15px]衍生化合物，包括[/size][/font][font=&][size=15px]14[/size][/font][font=宋体][size=15px]种原型化合物（[/size][/font][font=&][size=15px]HTA, PAG, DMA,DTA, DPA, DEA, PPAC[/size][/font][font=宋体][size=15px]等）和[/size][/font][font=&][size=15px]1[/size][/font][font=宋体][size=15px]种代谢物（其原型为茯苓酸，[/size][/font][font=&][size=15px]Hydroxypachymicacid[/size][/font][font=宋体][size=15px]），其中有[/size][/font][font=&][size=15px]14[/size][/font][font=宋体][size=15px]种三萜酸和[/size][/font][font=&][size=15px]1[/size][/font][font=宋体][size=15px]种甾醇[/size][/font][font=宋体][size=15px]。[/size][/font][align=center] [/align][size=15px][b][font=&][color=#0070c0]4[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]、[/color][/font][font=&][color=#0070c0]PC[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]衍生成分和线粒体成分组对脂肪细胞的影响[/color][/font][font=&][color=#0070c0][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体]经[/font][font=&]7[/font][font=宋体]种[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]衍生单体（[/font][font=&]HTA[/font][font=宋体]、[/font][font=&]PAG[/font][font=宋体]、[/font][font=&]DMA[/font][font=宋体]、[/font][font=&]DTA[/font][font=宋体]、[/font][font=&]DPA[/font][font=宋体]、[/font][font=&]DEA[/font][font=宋体]和[/font][font=&]PPAC[/font][font=宋体]）分别处理后[/font][font=&], TC[/font][font=宋体]和[/font][font=&]TG[/font][font=宋体]含量显著降低[/font][font=&], SOD[/font][font=宋体]、[/font][font=&]GSH[/font][font=宋体]、[/font][font=&]Na + -K + -ATPase[/font][font=宋体]、[/font][font=&]Ca 2+ -Mg 2+-ATPase[/font][font=宋体]和[/font][font=&]Complex-[/font][font=宋体]Ⅱ含量显著升高[/font][font=&], Complex-I[/font][font=宋体]含量呈上升趋势。这些结果表明[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]衍生成分调节脂肪变性肝细胞的氧化应激和能量代谢，从而减少脂质蓄积（图[/font][font=&]9[/font][font=宋体]）。[/font][font=&]7[/font][font=宋体]种[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]衍生单体组成的[/font][font=&]PCMM ([/font][font=宋体]线粒体[/font][font=&]PC[/font][font=宋体]衍生单体群）处理后细胞[/font][font=&]TC[/font][font=宋体]和[/font][font=&]TG[/font][font=宋体]含量显著降低，[/font][font=&]SOD[/font][font=宋体]、[/font][font=&]GSH[/font][font=宋体]、[/font][font=&]Na+ -K+-ATPase[/font][font=宋体]、[/font][font=&]Ca2+ -Mg2+ -ATPase[/font][font=宋体]、[/font][font=&]Complex-[/font][font=宋体]Ⅱ含量显著升高，[/font][font=&]Complex-[/font][font=宋体]Ⅰ含量呈上升趋势，逆转脂肪乳刺激后细胞[/font][font=&]ACADL[/font][font=宋体]、[/font][font=&]ECHS[/font][font=宋体]、[/font][font=&]PPAR-α[/font][font=宋体]的[/font][font=&]mRNA[/font][font=宋体]表达水平的降低。这些结果表明[/font][font=&]PCMM[/font][font=宋体]可以改善氧化应激和能量代谢，并调控脂肪酸[/font][font=&]β[/font][font=宋体]氧化相关基因的表达，从而减轻细胞脂肪变性[/font][/size]

可杀死处于所有阶段的疟原虫 新华社华盛顿3月21日电（记者任海军）美国研究人员日前报告说，他们开发出一种新型抗疟疾药物，在动物实验中，其效果强于临床抗疟药，且不易产生耐药性。 这种新药名为ELQ－300。在动物实验中，它能以疟原虫的线粒体为标靶发挥作用，杀死处于所有阶段的寄生虫。疟原虫体内线粒体的主要功能是制造DNA所需的构建模块，而新药能阻断这一过程。 研究人员还发现，新药治疗实验鼠的效果强于临床抗疟药阿托伐醌。仅需阿托伐醌剂量的十分之一，新药便可保护实验鼠免受蚊虫传播的疟原虫感染。此外，研究发现很难筛选出对新药产生耐药性的疟原虫，这意味着新药如果用于人类，可以在临床上应用较长时间。 相关研究报告发表在美国最新一期《科学转化医学》杂志上。领导研究的俄勒冈卫生科学大学教授迈克尔·里斯科表示，这一药物“具有阻止疟疾传播的潜力”，但在用于人类临床试验前还需接受严格的安全测试。 疟疾是由疟原虫引起的疾病，如不治疗，疟疾可能中断对重要器官的供血，从而威胁生命。在世界很多地区，疟原虫已经对一些抗疟药产生耐药性。据统计，全球每年约有近百万人死于疟疾，其中大部分分布在撒哈拉以南非洲地区。