跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https公司

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2009年4月9日；1(4):425-37.
doi:10.18632/aging.100038。

线粒体功能障碍和氧化应激介导自噬破坏引起的生理损伤

朱丽叶·吴 1, 西莉亚·基亚诺, 埃德蒙·陈, 刘红军, 刘曹, 玛丽亚·M·弗格森, 伊尔莎·罗维拉, 莎拉·古特金, 马修·丹尼尔斯, 小松Masaaki, 芬克尔
附属公司

线粒体功能障碍和氧化应激介导自噬破坏引起的生理损伤

朱丽叶·吴等。 老龄化（纽约州奥尔巴尼市）. .

摘要

自噬受损或不足被认为是导致或促成衰老以及许多与年龄相关的病理学。自噬改变导致这些不同病理改变的确切机制尚不清楚。在这里，我们描述了两种体内小鼠模型的创建，以表征线粒体功能的改变以及Atg7缺失后相应氧化应激的作用。使用这些模型，我们证明从Atg7（-/-）骨骼肌中分离的线粒体在线粒体呼吸方面表现出显著缺陷。我们进一步表明，来自Atg7（-/-）小鼠的细胞具有改变的代谢特征，其特征是静息线粒体耗氧量减少，基础糖酵解速率代偿性增加。Atg7（-/-）细胞也显示出活性氧物种的稳态水平增加的证据。在胰腺β细胞内Atg7缺失的小鼠模型中，观察到的线粒体功能障碍和氧化应激也很明显。在该模型中，简单地给予抗氧化剂可以显著改善葡萄糖刺激的胰岛素分泌的生理损伤。综上所述，这些结果表明线粒体功能障碍和氧化应激在自噬相关病理学中的潜在作用。

关键词：附件7；老化；自噬；线粒体；氧化应激。

PubMed免责声明

利益冲突声明

提交人声明没有利益冲突。

数字

图1。
图1 Atg7缺陷骨骼肌线粒体功能受损。
(A）用Western blot分析小鼠蛋白裂解物骨骼肌内Atg7的条件性缺失（Atg7上下：MCK-Cre）或对照动物（Atg7F类/+：MCK-Cre）。Atg7的相对水平，评估p62和肌动蛋白（负荷控制）。(B）代表比目鱼肌染色组织切片。(C）电子8周龄Atg7骨骼肌的显微照片F类/+：MCK-Cre公司或Atg7上下：MCK-Cre小鼠。电子显微照片显示Atg7内畸形线粒体的堆积上下：MCK-Cre公司肌肉。(D类)纯化线粒体的Western blot分析来自Atg7上下：MCK-Cre或对照动物Atg7+/+：MCK-Cre公司证明了电子转移亚单位的明显相似水平成分。对线粒体蛋白裂解物进行复合物I的检测组分蛋白NDFS3（NADH-泛醌氧化还原酶30 kDa亚基），复合物II组分FP（复合物II的黄素蛋白亚基）复合物III蛋白核心1（泛喹诺酮类细胞色素c还原酶复合物核心蛋白1）和线粒体膜蛋白VDAC。(E类)蓝色利用线粒体提取物进行天然凝胶电泳控制和Atg7-/-表现出相似化学计量的组织电子转移复合物组件的组装。(F类)线粒体的典型耗氧轨迹12个月大的Atg7的骨骼肌+/+：MCK-Cre或Atg7上下：MCK-Cre公司老鼠。Atg7缺陷的骨骼肌在在存在复合物II依赖物的情况下评估呼吸底物琥珀酸盐。定期添加鱼藤酮以防止逆转电子传输。在缺席的情况下进行了测量（状态IV）ADP的存在（状态III）和复合物III抑制剂的作用抗霉素A（AA）。(G公司)线粒体的综合测定琥珀酸盐和鱼藤酮存在下的呼吸。图形表示Atg7的平均+/-SEM+/+：MCK-Cre（n=3）或Atg7上下：MCK-Cre公司小鼠（n=3）。*p≤0.05；**p≤0.01。
图2。
图2.Atg7的能量学变化-/-MEF公司。
(A类)蛋白质印迹野生型（+/+）或Atg7的分析-/-表达式的MEFAtg7，p62和肌动蛋白（负载控制）。(B类)氧气的测量WT和Atg7的消耗-/-基础条件下的MEF，添加线粒体电子链抑制剂后寡霉素（0.5μM），或在存在线粒体解偶联剂FCCP的情况下（1μM），以确定最大氧化能力。所示为平均褶皱氧耗变化+/-SEM（WT-MEFs基础呼吸=1）来自5个实验，每个实验进行三次。（C）)评估WT或Atg7中的线粒体数量-/-MEF公司。DNA被分离来自WT（n=3个独立的WT MEF细胞株）和Atg7-/-MEF（n=3独立Atg7-/-MEF细胞株）和定量PCR线粒体编码基因ND1和核编码基因H19。(D类)相对细胞外酸化表明乳酸生成的速率以及WT或附件7-/-MEF公司。所示为中的平均+/-SEM褶皱变化由8个实验产生的乳酸，每个实验进行三次*p≤0.05；**p≤0.01。
图3。
图3 Atg7缺陷细胞的活性氧水平增加。
(A类)通过DCFDA荧光强度评估细胞内ROS水平WT和Atg7中的（任意单位）-/-MEF公司。ROS测量值为由三个独立的WT或Atg7制成-/-MEF原电池菌株和每个菌株250多个细胞的荧光强度对基因型进行评估。（B）)NAC治疗降低ROS水平在缺少Atg7的MEF中。通过DCFDA荧光评估ROS水平第7页-/-MEF未经处理或用NAC（500μM）处理4天在成像之前。值表示标准化荧光强度（任意单位）每个条件大约300个单元。图表示平均值+/-SEM。
图4。
图4 NAC治疗部分纠正了Atg7中观察到的代谢缺陷-/-MEF公司。
(A）野生型（+/+）或Atg7的Western blot分析-/-培养的Atg7、p62和肌动蛋白表达的MEF（负荷控制）在抗氧化剂NAC（500μM）上存在或不存在10天。(B）主要野生型和Atg7-/-培养在10年内无或存在500μM NAC在细胞呼吸测量前几天。所示为代表在基底下进行三次耗氧量追踪添加寡霉素（0.5μM）后药物解偶联剂FCCP（1μM）或复合物III抑制剂抗霉素A（0.25μM）。(C）4的平均代谢曲线使用3个独立的WT和第7页-/-MEF公司。所示为氧气中的折叠变化+/-SEMWT-MEF和Atg7的消耗量（WT-MEF-基础呼吸=1）-/-在没有或存在500μM NAC的情况下培养10个MEF代谢评估前的第天。*p≤0.05；**p≤0.01；NS=不重要。
图5。
图5胰腺β细胞内Atg7表达不足的小鼠表现出线粒体改变。
（A）纯化蛋白的Western blot分析从Atg7获得的胰岛F类/+：Rip2-CRE或Atg7上下：Rip2-CRE小鼠表现出Atg7、p62和肌动蛋白的相对表达（负载控制）。(B类)细胞内胰岛素水平（平均+/-SEM）8-9周龄Atg7的胰腺组织F类/+：Rip2-Cre（n=4只小鼠）或附件7上下：Rip2-Cre小鼠（n=5只）。The slight reduction inAtg7中的胰岛素水平上下：Rip2-Cre小鼠不显著与控件相比。(C类)对照胰腺切片附件7F类/+：Rip2-Cre或Atg7上下：Rip2-Cre小鼠胰岛内非β细胞成分用同时使用抗胰高血糖素、抗生长抑素和抗多肽抗体。(D类)连续切片用于观察β细胞带有抗胰岛素抗体。8周龄小鼠体内缺乏自噬β细胞具有性质相似的α、δ和多肽产生细胞水平在他们的胰岛内，以及类似水平的β细胞与对照组小鼠相比。(E类)电子显微照片显示Atg7缺乏症中肿胀、畸形线粒体的积聚β细胞。(F类)从对照组和Atg7分离胰岛-/-评估小鼠基础呼吸（Atg7）的褶皱+/-SEM变化F类/+：Rip2-Cre分离的胰岛=1），以及在存在寡霉素（0.5μM）或FCCP（0.5μM）。结果归一化为胰岛蛋白质浓度和来自每个基因型n=4只小鼠。(G公司)Atg7的糖耐量受损上下：Rip2-Cre老鼠。血液在8-10周龄的对照小鼠Atg7中进行血糖测量F类/+：Rip2-Cre（n=10只小鼠）或Atg7上下：Rip2-Cre小鼠（n=8只）IP注射D-葡萄糖（1 g/kg）。数据表示平均+/-SEM*第页≤0.05;**第页≤0.01.
图6。
图6 NAC体内治疗可降低胰腺β细胞内的氧化应激。
(A类)附件7F类/+：Rip2-Cre或Atg7上下：未经治疗或使用抗氧化剂NAC 12周。16周龄时，处死小鼠胰腺组织连续切片分析p62和胰岛素或(B类)硝基酪氨酸和胰岛素。(C类)硝基酪氨酸的定量对照小鼠、Atg7缺乏动物或用NAC治疗12周的Atg7缺陷小鼠（每组n=3只动物）。图表表示平均值+/-SEM。**；第页≤0.01.
图7。
图7 Atg7缺陷小鼠的NAC治疗阻止了葡萄糖不耐受表型的发展。
(A）男性Atg7F类/+：Rip2-Cre（n=6小鼠），Atg7F类/+：Rip2-Cre（+NAC；n=6只小鼠），Atg7上下：Rip2-Cre（n=11只小鼠）或Atg7上下：禁食Rip2-Cre（+NAC；n=11只小鼠）过夜，然后注射1 g/kg D-葡萄糖。血糖测定水平，未经治疗的β细胞Atg7缺陷小鼠发现在指定的时间点存在统计差异，而其他三组小鼠在统计学上无法区分hr时间进程。(B）通过尾静脉血测定胰岛素水平葡萄糖给药后0分钟和15分钟取样：Atg7F类/+：Rip2-Cre（n=6只小鼠），Atg7F类/+：Rip2-Cre（+NAC；n=4只小鼠），Atg7上下：Rip2-Cre（n=8只小鼠）或Atg7上下：Rip2-Cre（+NAC；n=5只小鼠）。数据包括表示为平均值+/-SEM。*p≤0.05；**p≤0.001。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

中的注释

  • 自噬相关病理学的“激进”线粒体观点。
    雷蒙多N，Shadel GS。 Raimundo N等人。 老龄化（纽约州奥尔巴尼）。2009年4月8日；1(4):354-6. doi:10.18632/aging.100037。 老龄化（纽约州奥尔巴尼）。2009 PMID：20157522 免费PMC文章。 没有可用的摘要。

类似文章

查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. 昆都M，汤普森CB。自噬：基本原则和与疾病的相关性。《病理学年鉴》。2008;3:427–455.-公共医学
    1. 水岛N、莱文B、克尔沃AM、克林斯基DJ。自噬通过细胞自我控制与疾病作斗争。自然。2008;451:1069–1075.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Cuervo AM。自噬与衰老：让旧扫帚继续工作。趋势Genet。2008;24:604–612.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Melendez A、Talloczy Z、Seaman M、Eskelinen EL、Hall DH、Levine B。自噬基因对秀丽隐杆线虫的dauer发育和寿命延长至关重要。科学。2003;301:1387–1391.-公共医学
    1. Hars ES、Qi H、Ryazanov AG、Jin S、Cai L、Hu C、Liu LF。自噬调节秀丽隐杆线虫的衰老。自噬。2007;3:93–95.-公共医学

出版物类型

LinkOut-更多资源