Analysis of Mitochondrial haemoglobin in Parkinson's disease brain

doi:10.1016/j.mito.2016.05.001

.2016年7月：29:45-52。

doi:10.1016/j.mito.2016.05.001。 Epub 2016年5月12日。

帕金森病患者脑线粒体血红蛋白分析

弗雷亚·谢泼德¹, 奥利弗·格雷维尔-海格特¹, 苏珊·利德尔², 理查德·埃姆斯¹, 丽莎·查克拉巴蒂^三

附属公司

¹诺丁汉大学医学院，SVMS，Sutton Bonington Campus，LE12 5RD，England，UK。
²英国英格兰LE12 5RD萨顿博宁顿校区生物科学学院动物科学系。
^三诺丁汉大学医学院，SVMS，Sutton Bonington Campus，LE12 5RD，England，UK。电子地址：lisa.chakrabarti@nottingham.ac.uk。

PMID： 27181046
预防性维修识别码： PMC4940210型
内政部： 2016年10月10日/j.mito.2016.05.001

帕金森病患者脑线粒体血红蛋白分析

弗雷亚·谢泼德等。线粒体. 2016年7月.

.2016年7月：29:45-52。

doi:10.1016/j.mito.2016.05.001。 Epub 2016年5月12日。

作者

弗雷亚·谢泼德¹, 奥利弗·格雷维尔-海格特¹, 苏珊·利德尔², 理查德·埃姆斯¹, 丽莎·查克拉巴蒂^三

附属公司

¹诺丁汉大学医学院，SVMS，Sutton Bonington Campus，LE12 5RD，England，UK。
²英国英格兰LE12 5RD Sutton Bonington校区生物科学学院动物科学部。
^三诺丁汉大学医学院，SVMS，Sutton Bonington Campus，LE12 5RD，England，UK。电子地址：lisa.chakrabarti@nottingham.ac.uk。

PMID： 27181046
预防性维修识别码： PMC4940210型
内政部： 2016年10月10日/j.mito.2016.05.001

摘要

线粒体功能障碍是神经退行性变的早期特征。我们发现线粒体血红蛋白随年龄和神经退行性变而变化。我们假设，改变的生理过程与血红蛋白在这些细胞器中的募集和定位有关。为了确认血红蛋白的动态定位，我们将黑腹果蝇暴露于周期性缺氧中，然后恢复。在缺氧和恢复的单一循环中，我们发现与胞质溶胶相比，线粒体中的血红蛋白相对积累。额外的缺氧和恢复周期导致线粒体血红蛋白显著增加（p<0.05）。我们量化了30例帕金森病患者和匹配的对照人死后大脑中线粒体血红蛋白的比率。获得了皮质区、黑质和小脑的相对线粒体/细胞溶质血红蛋白量。在年龄匹配的死后女性小脑样本中，脑线粒体血红蛋白比率随着病程的延长而变化（n=7）。这种变化在男性小脑中不太明显（n=18）。在小脑线粒体中，疾病持续时间长的男性的血红蛋白定位从膜间间隙转移到细胞器的外膜。这些新数据说明了线粒体血红蛋白在细胞内的动态定位。线粒体血红蛋白应考虑帕金森氏病的性别差异。据推测，小脑回路可能被激活，在帕金森氏病患者中起到保护作用。细胞内血红蛋白对缺氧的变化定位为揭示小脑在帕金森病中的作用提供了一种新的途径。

关键词：小脑；性别；血红蛋白；缺氧；线粒体；帕金森氏病。

PubMed免责声明

数字

**补充图1b**
所有western blot用于计算周期性缺氧条件下的苍蝇血红蛋白。

**补充图3**
随着PMI增加，对照组和帕金森氏小脑中线粒体与细胞质HbB的比率。对照样品显示HbB普遍下降。下图显示了男性和女性HbB的值，也为PMI类别编码，说明PMI和HbB比率之间缺乏关系。

**补充图4**
COXIV是线粒体标记物，与PMI相对应。补充图6。相同数量（n=7+7）的男性和女性样本年龄与相似的疾病持续时间相匹配，也表明女性小脑线粒体部分的小脑HbB减少。

原始西方数据。检测男性和女性脑组织线粒体亚组分的血红蛋白表达。 — **补充图7**

图1
A.受影响的人类男性小脑中，线粒体HbA从膜间间隙迁移到外膜。对线粒体样本进行细分，以检查HbA在细胞器内的定位，每个性别和对照组显示一个代表性凝胶（总数n=8）。男性帕金森病患者的大脑显示HbA定位从膜间间隙转移到外膜部分。在对照组或女性帕金森氏症患者的脑线粒体中没有发现这种情况。使用图像J，对男性和女性患者的对照组和PD样品（n=2）中IMS中的HbA水平进行了量化。所有凝胶图像请参见补充图7。与男性对照组相比，男性PD患者IMS中HbA水平显著降低（使用非配对双尾t吨-测试）。与雌性对照组相比，雌性PD无显著变化（p$_amp_$gt；0.05，非配对双尾t吨-测试）。线粒体部分、OM外膜、IMS膜间间隙、IM内膜、M基质*果蝇属*线粒体部分。用蛋白质印迹法测定线粒体/细胞质血红蛋白水平，归一化为β-肌动蛋白。缺氧条件：2.5%氧气₂30分钟25°C，然后常压30分钟25℃（中间酒吧）2.5%O₂30分钟25°C，然后常压30分钟25℃×2（右手杆）。每种情况下40-100只苍蝇。n=3，*p$_ amp _$lt；0.05（1尾t吨-测试）。

图2
线粒体/细胞质血红蛋白比率的代表性凝胶图像-归一化为β肌动蛋白，通过Western blotting测定。COXIV抗体用于线粒体和细胞质组分的质量控制。为了总结数据，将样本分为年龄范围（1$_amp_$lt；70，270-79，3≥80），并按性别和诊断类型进行分类（对照组，晚期帕金森病：60岁以上诊断的晚期疾病，早期帕金森病，60岁以上确诊的早期疾病，年轻帕金森病；60岁以下诊断的早期疾病）。数值被视为箱线图。箱线图显示中值（直线）、四分位范围（方框）和胡须延伸至1.5倍四分位之间的范围。胡须以外的极值显示为圆。Ctx–皮质，Cer–小脑，SN–黑质。C M-从同一样品中提取的细胞质和线粒体部分。线粒体血红蛋白与细胞质血红蛋白的线粒体/细胞比率。F-女性，M-男性。补充表2中提供了全密度测定数据集。

图3
线粒体/细胞质血红蛋白比率与疾病持续时间的散点图。三种组织中线粒体/细胞质血红蛋白A和B比率的散点图。患者样本按性别和用于拟合趋势线的线性模型进行分割。阴影区域显示拟合线的95%置信限。使用R中的ggplot进行计算和绘图（参见用于生成图形的补充R脚本）。橙色圆圈（女性），蓝色圆圈（男性）。年-年。Ctx–皮质，Cer–小脑，SN–黑质。

图4
随着病程的延长，HbB在女性小脑的细胞分布发生变化。使用HbB和COXIV抗体来可视化不同病程女性个体小脑线粒体和HbB的物理位置。似乎随着病程的延长，COXIV的总量减少，HbB在最长病程中的位置从对照组观察到的Purkinje细胞内和周围转移到18年病程的切片中的颗粒细胞层。DAPI用于染色细胞核。方法中详细介绍了所使用的过滤器集。

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