線粒體相關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與糖尿病微血管病變的研究進(jìn)展2026_第1頁(yè)
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線粒體相關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與糖尿病微血管病變的研究進(jìn)展2026我國(guó)糖尿病防治現(xiàn)狀十分嚴(yán)峻,成人糖尿病患病率高達(dá)11.9%

1]

。糖尿病微血管病變是糖尿病常見(jiàn)并發(fā)癥,包括糖尿病腎臟病(diabetickidneydisease,DKD)、糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabeticretinopathy,DR)、糖尿病足(diabeticfoot,DF)、糖尿病周圍神經(jīng)病變(diabeticperipheralneuropathy,DPN)及糖尿病心肌病(diabeticcardiomyopathy,DCM)等

2]

。糖尿病所致的糖脂代謝紊亂會(huì)造成微血管循環(huán)障礙、微血管基底膜增厚和微血管瘤,是患者致死、致殘的重要因素

3]

。因此,深入探究糖尿病微血管病變的發(fā)病機(jī)制具有重要的臨床意義。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體在糖尿病微血管病變中扮演重要角色,兩者在細(xì)胞質(zhì)中并不是孤立存在的,它們可依托線粒體相關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜(mitochondrialassociatedendoplasmicreticulummembranes,MAM)這一亞細(xì)胞器進(jìn)行信息交流和物質(zhì)交換,涉及鈣穩(wěn)態(tài)、線粒體動(dòng)力學(xué)、線粒體自噬、脂質(zhì)合成和轉(zhuǎn)運(yùn)等多個(gè)方面

4]

。本文旨在闡述MAM與糖尿病微血管病變的相關(guān)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展,以期為糖尿病微血管病變的發(fā)病機(jī)制和靶向治療研究提供新思路和新方向。一、MAM的結(jié)構(gòu)在真核細(xì)胞中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和線粒體外膜相近(間距5~25nm)卻不重合,兩者之間形成穩(wěn)定存在的膜接觸位點(diǎn),即MAM

5]

。MAM與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和線粒體外膜相互交織,為細(xì)胞器間的信息傳遞提供物理平臺(tái)。由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體都是高度動(dòng)態(tài)變化的細(xì)胞器,故兩者之間的接觸位點(diǎn)也隨之變化,而MAM結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定得益于連接蛋白的調(diào)控。目前,在MAM上富集約1000多種蛋白質(zhì),主要分為以下六大類(

表1

),即調(diào)控鈣穩(wěn)態(tài)、調(diào)控線粒體自噬、調(diào)控脂質(zhì)代謝、調(diào)控線粒體動(dòng)力學(xué)、調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmicreticulumstress,ERS)和調(diào)控葡萄糖代謝。

圖1

展示了部分MAM蛋白的主要功能和成分。二、MAM的生物學(xué)功能1.參與調(diào)控鈣穩(wěn)態(tài):細(xì)胞內(nèi)Ca

2+濃度和分布調(diào)控是一個(gè)極其復(fù)雜的生理過(guò)程。正常生理狀態(tài)下,Ca

2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)流向線粒體是細(xì)胞生成三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate,ATP)的必要條件,而MAM則是介導(dǎo)Ca

2+轉(zhuǎn)運(yùn)的物理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白肌醇1,4,5-三磷酸受體(inositol1,4,5-triphosphatereceptor,IP3R)被激活時(shí)會(huì)大量釋放Ca

2+,線粒體伴侶葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白75(glucose-regulatedprotein75,GRP75)作為系鏈蛋白,可連接IP3R與電壓依賴性陰離子通道1(voltage-dependentanionchannel1,VDAC1),形成IP3R-GRP75-VDAC1復(fù)合體,促使Ca

2+進(jìn)入線粒體外膜;隨后,在線粒體內(nèi)膜線粒體Ca

2+單向轉(zhuǎn)運(yùn)體(mitochondrialcalciumuniporter,MCU)的作用下,Ca

2+被轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體基質(zhì),誘導(dǎo)線粒體氧化磷酸化,提高線粒體呼吸功能。沉默或敲除GRP75可解除IP3R與VDAC1的功能耦聯(lián),影響MAM數(shù)量和功能,進(jìn)而抑制線粒體Ca

2+攝取

6]

。囊泡相關(guān)膜蛋白相關(guān)蛋白B(vesicle-associatedmembraneprotein-associatedproteinB,VAPB)與蛋白酪氨酸磷酸酶相互作用蛋白51(proteintyrosinephosphataseinteractingprotein51,PTPIP51)也可形成復(fù)合體,該復(fù)合體直接決定內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體膜接觸位點(diǎn)的數(shù)量,調(diào)控Ca

2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向線粒體的轉(zhuǎn)運(yùn)。生理?xiàng)l件下,線粒體融合蛋白2(mitofusin2,MFN2)富集于MAM并將線粒體錨定至內(nèi)質(zhì)網(wǎng),增強(qiáng)細(xì)胞器之間的接觸,介導(dǎo)線粒體Ca

2+攝取。但也有研究指出,MFN2過(guò)表達(dá)會(huì)抑制磷酸呋喃酸性簇分選蛋白2(phosphofurinacidicclustersortingprotein2,PACS-2)、含F(xiàn)UN14結(jié)構(gòu)域包含蛋白1(FUN14domaincontainingprotein1,F(xiàn)UNDC1)等MAM連接蛋白表達(dá),減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體過(guò)度接觸,阻斷索拉非尼誘導(dǎo)的線粒體Ca

2+超載,從而改善索拉非尼心肌毒性

7]

。由此可見(jiàn),適量的MFN2表達(dá)是調(diào)節(jié)MAM生物合成和細(xì)胞器接觸的重要前提,其在MAM及鈣穩(wěn)態(tài)中的作用仍有待進(jìn)一步明確。2.參與調(diào)控線粒體自噬:線粒體自噬屬于典型的選擇性自噬,通過(guò)清除受損或多余的線粒體,維持線粒體質(zhì)量和細(xì)胞正常功能。目前認(rèn)為,線粒體自噬主要由發(fā)動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白1(dynamin-relatedprotein1,DRP1)、同源性磷酸酶張力蛋白誘導(dǎo)激酶1(phosphataseandtensinhomologue-inducedputativekinase1,PINK1)、FUNDC1介導(dǎo),均為MAM的主要組成蛋白。PINK1定位于線粒體外膜,可特異性磷酸化泛素殘基,將Parkin招募至線粒體外膜,并激活其E3泛素連接酶。活化的Parkin可泛素化MAM相關(guān)蛋白,如MFN2、DRP1、VDAC1等,促使微管相關(guān)蛋白1輕鏈3(microtubule-associatedprotein1lightchain3,LC3)活化,通過(guò)自噬清除受損/多余的線粒體

8]

。另一方面,PINK1可直接與自噬蛋白Beclin-1相互作用,促使更多的MAM和自噬小體形成,沉默PINK1可減少M(fèi)AM的Beclin-1富集,抑制線粒體自噬

9]

。FUNDC1亦為線粒體外膜蛋白,含有LC3相互作用結(jié)構(gòu)域,活性氧自由基(reactiveoxidespecies,ROS)介導(dǎo)的UNC-51樣自噬激活激酶1(unc-51likeautophagyactivatingkinase1,ULK1)活化,可在MAM界面促使FUNDC1Ser17位點(diǎn)磷酸化,進(jìn)而誘導(dǎo)線粒體自噬。此外,F(xiàn)UNDC1也可在MAM中招募DRP1,促使線粒體自噬的發(fā)生。3.參與調(diào)控脂質(zhì)代謝:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)膜是細(xì)胞合成磷脂的主要部位,連接兩者的MAM存在脂筏狀微結(jié)構(gòu)域,既可以儲(chǔ)存內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的部分脂質(zhì)(主要為膽固醇),也可將脂質(zhì)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體內(nèi)膜。PACS-2是首個(gè)被鑒定出來(lái)的MAM組成蛋白,其可增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體的接觸點(diǎn),加速M(fèi)AM對(duì)脂質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。MAM上富集的三磷酸腺苷酶家族蛋白3A(ATPasefamilyAAA-domaincontainingprotein3A,ATAD3A)可直接抑制膽固醇清除酶CYP46A1基因表達(dá),誘導(dǎo)膽固醇積累,引起膽固醇代謝損傷,沉默ATAD3A則可糾正上述脂質(zhì)代謝異?,F(xiàn)象

10]

。磷脂酰絲氨酸合成酶1/2(phosphatidylserinesynthase1/2,PSS1/2)可將磷脂酸(phosphatidicacid,PA)催化為磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine,PS),后者被轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體內(nèi)膜,并由磷脂酰絲氨酸脫羧酶(phosphatidylserinedecarboxylase,PSD)催化生成胞內(nèi)含量最豐富的一類磷脂,即磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)。證據(jù)表明,磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinase,AMPK)信號(hào)通路活化亦可介導(dǎo)MAM形成,加速胞內(nèi)脂質(zhì)沉積,但其確切機(jī)制仍有待證實(shí)

11]

。4.參與調(diào)控線粒體動(dòng)力學(xué):線粒體動(dòng)力學(xué)是指線粒體裂變、融合、發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。其中,線粒體融合主要受控于3種三磷酸鳥苷(guanosinetriphosphate,GTP)酶蛋白,即定位于線粒體內(nèi)膜的視神經(jīng)萎縮蛋白1(opticatrophy1,OPA1)和定位于線粒體外膜的線粒體融合蛋白1(mitofusin2,MFN1)、MFN2,增加上述蛋白表達(dá)可糾正細(xì)胞線粒體分裂和融合失調(diào),改善線粒體質(zhì)量控制。DRP1則是驅(qū)動(dòng)線粒體裂變的主要蛋白,在線粒體裂變過(guò)程中DRP1被線粒體分裂蛋白1(fissionmitochondrial1,F(xiàn)IS1)從胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體外膜,并形成寡聚體收縮環(huán)介導(dǎo)線粒體裂變

12]

。此外,A型激酶錨定蛋白1(A-kinaseanchoringprotein1,AKAP1)也可與DRP1結(jié)合形成AKAP1-DRP1復(fù)合體,加速線粒體裂變的發(fā)生

13]

。FIS1與B細(xì)胞受體相關(guān)蛋白31(B-cellreceptor-associatedprotein31,BAP31)在MAM上共定位并形成復(fù)合體,通過(guò)維持MAM正常結(jié)構(gòu)調(diào)控線粒體動(dòng)力學(xué),誘導(dǎo)FIS1-BAP31復(fù)合體形成可縮短內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體之間的距離,引發(fā)線粒體動(dòng)力學(xué)異常。由此可見(jiàn),MAM在線粒體動(dòng)力學(xué)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。5.參與調(diào)控ERS:當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)未折疊或錯(cuò)誤折疊蛋白累積時(shí)ERS隨即發(fā)生,并通過(guò)激活未折疊蛋白反應(yīng)(unfoldedproteinresponse,UPR)維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài),但過(guò)度或持續(xù)的ERS最終引發(fā)細(xì)胞凋亡。MAM組成蛋白肌醇依賴性激酶(inositol-requiringenzyme,IRE)1α、蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(proteinkinaseR-likeendoplasmicreticulumkinase,PERK)是經(jīng)典的ERS傳感器。IRE1α通過(guò)反式自磷酸化和寡聚化機(jī)制激活其核糖核酸內(nèi)切酶,選擇性地剪接X(jué)-box結(jié)合蛋白1(X-boxbindingprotein1,XBP1)RNA,從而啟動(dòng)UPR

14]

。PERK可磷酸化真核細(xì)胞翻譯啟始子2α(eukaryotictranslationinitiationfactor2α,eIF2α),上調(diào)活化轉(zhuǎn)錄因子4(activatingtranscriptionfactor4,ATF4)表達(dá),參與蛋白質(zhì)合成和折疊的調(diào)控

15]

。同時(shí),PERK與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氧化還原酶1α(endoplasmicreticulumoxidoreductin1α,ERO1α)相互作用,調(diào)控二硫鍵形成,調(diào)控蛋白質(zhì)的氧化折疊

16]

。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶GRP75是MAM的重要組成,其可與IRE1、PERK等傳感器相結(jié)合,加速蛋白折疊,減輕ERS引發(fā)的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)。作為定位于MAM的多功能分子伴侶蛋白,Sigma-1受體分子伴侶(Sigma-1receptorchaperone,Sig-1R)與免疫球蛋白重鏈結(jié)合蛋白(immunoglobulinheavychainbindingprotein,Bip)相互作用,增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)錯(cuò)誤折疊蛋白的識(shí)別和修復(fù)能力;同時(shí)Sig-1R通過(guò)上調(diào)核因子E2相關(guān)因子2(nuclearfactor-erythroid2-relatedfactor-2,Nrf2)活性,增強(qiáng)胞內(nèi)抗氧化酶表達(dá),清除ERS產(chǎn)生的過(guò)量ROS。三、MAM與糖尿病微血管病變1.MAM與DKD:DKD是最常見(jiàn)的糖尿病微血管病變之一,約40%的糖尿病患者將發(fā)生DKD,其已成為終末期腎病(end-stagerenaldisease,ESRD)和腎臟替代治療的首要病因。長(zhǎng)期高血糖可導(dǎo)致足細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、腎系膜細(xì)胞等腎臟固有細(xì)胞損傷或丟失,臨床表現(xiàn)為結(jié)節(jié)性腎小球硬化、腎小管間質(zhì)纖維化及系膜血管溶解。大量證據(jù)表明,DKD進(jìn)展過(guò)程中易發(fā)生線粒體自噬、線粒體動(dòng)力學(xué)改變、線粒體鈣超載及ERS等,而上述機(jī)制都受MAM調(diào)節(jié),可見(jiàn)MAM在DKD發(fā)病機(jī)制中占據(jù)核心地位。無(wú)論在DKD患者還是DKD模型小鼠的腎臟組織樣本中均可見(jiàn)PACS-2低表達(dá),敲除PACS-2基因加劇了糖尿病小鼠蛋白尿和腎小管損傷,鏡下可見(jiàn)MAM結(jié)構(gòu)破壞、線粒體斷裂,并伴有DRP1和Beclin-1表達(dá)異常;從機(jī)制上說(shuō),過(guò)表達(dá)PACS-2可阻斷MAM中DRP1的募集,對(duì)抗高血糖誘導(dǎo)的線粒體過(guò)度分裂,保持MAM結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,同時(shí)與Beclin-1特異性結(jié)合,促使線粒體自噬,進(jìn)而改善腎小管損傷

17,18]

。高糖條件下,腎臟組織中二硫鍵A氧化還原類似蛋白(disulfidebondAoxidoreductase-likeprotein,DsbA-L)、MFN2表達(dá)明顯下調(diào),直接導(dǎo)致MAM解偶聯(lián),造成線粒體自噬活性下降和線粒體動(dòng)力學(xué)異常;過(guò)表達(dá)DsbA-L可激活轉(zhuǎn)錄因子,促使MFN-2表達(dá)上調(diào),通過(guò)維持MAM穩(wěn)態(tài)加強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體的協(xié)作效應(yīng),從而激活線粒體自噬

19]

。腎臟是體內(nèi)Ca

2+調(diào)控的重要器官,線粒體鈣穩(wěn)態(tài)失衡貫穿DKD發(fā)病全過(guò)程。在高血糖刺激下,MAM會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)或功能變化,如MAM空間構(gòu)象縮緊、結(jié)構(gòu)蛋白異常表達(dá)等,促使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca

2+大量轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體,導(dǎo)致線粒體鈣超載。VDAC1是Ca

2+轉(zhuǎn)運(yùn)的核心,與其他MAM結(jié)構(gòu)蛋白形成復(fù)合體,如VDAC1-GRP75-IP3R復(fù)合體、MCU-VDAC1-IP3R復(fù)合體,共同介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca

2+流向線粒體,是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體對(duì)話的重要前提

20]

。DKD小鼠模型和高糖誘導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞損傷模型中,均可見(jiàn)VDAC1高表達(dá),且VDAC1過(guò)表達(dá)與腎臟纖維化程度呈正相關(guān),下調(diào)VDAC1表達(dá)可減輕腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和線粒體鈣超載,從而抑制細(xì)胞凋亡

21]

。糖脂質(zhì)代謝紊亂是DKD的重要致病特征。DKD患者腎組織中DsbA-L、PACS2、MFN2等MAM標(biāo)志蛋白表達(dá)下降,并與血脂水平及腎臟脂質(zhì)沉積程度呈負(fù)相關(guān),提示MAM完整性破壞是導(dǎo)致DKD患者腎臟脂質(zhì)沉積的主要原因。抑制DsbA-L表達(dá)可加重糖尿病模型小鼠腎臟脂質(zhì)沉積,激活A(yù)MPK通路是DsbA-L參與腎臟脂質(zhì)沉積的可能機(jī)制

8]

。定位于MAM的哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合體1(mammalian/mechanistictargetorapamycincomplex1,mTORC1)直接參與了脂質(zhì)合成轉(zhuǎn)運(yùn)和葡萄糖代謝過(guò)程,而PP2A則可經(jīng)去磷酸化作用調(diào)控胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),上述MAM結(jié)構(gòu)蛋白功能失調(diào)可引發(fā)胰島素抵抗(insulinresistance,IR),導(dǎo)致腎臟細(xì)胞葡萄糖攝取和代謝障礙

22]

。證據(jù)表明,PINK1可通過(guò)介導(dǎo)線粒體自噬調(diào)控足細(xì)胞葡萄糖攝取和胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),PINK1缺失會(huì)導(dǎo)致足細(xì)胞葡萄糖攝取能力減弱

23]

。對(duì)MAM的調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行更深入的探討,或許能為DKD防治帶來(lái)新思路。2.MAM與DR:DR是糖尿病特異性眼病,持續(xù)高血糖易造成視網(wǎng)膜微血管損傷及眼壓增高,表現(xiàn)為血視網(wǎng)膜屏障(blood-retinalbarrier,BRB)破壞、新生血管形成及視網(wǎng)膜/玻璃體出血等。蛋白質(zhì)組學(xué)分析證實(shí),在糖尿病模型大鼠視網(wǎng)膜組織中可見(jiàn)MAM蛋白質(zhì)組學(xué)變化,其中179個(gè)MAM蛋白表現(xiàn)出顯著變化,生物信息學(xué)分析確定了上述MAM蛋白變化可經(jīng)細(xì)胞能量代謝、蛋白質(zhì)合成及Ca

2+轉(zhuǎn)運(yùn)等多種機(jī)制調(diào)控DR發(fā)生發(fā)展

24]

。提示MAM結(jié)構(gòu)和功能異常在DR疾病進(jìn)展中起著關(guān)鍵作用。炎癥是DR重要的病理生理機(jī)制,MAM對(duì)炎癥的調(diào)控作用也逐漸受到關(guān)注。定位于線粒體外膜的轉(zhuǎn)位蛋白(translocatorprotein,TSPO)是線粒體滲透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔的重要組成部分,其可與MAM上的VDAC形成TSPO-VDAC復(fù)合體,DR患者外周血樣中TSPO-VDAC復(fù)合體表達(dá)上調(diào),并與NOD樣受體家族Pyrin域蛋白3(Nod-likereceptorfamilypyrindomaincontainingprotein3,NLRP3)、capase-1、白細(xì)胞介素-18(interleukin-18,IL-18)等炎癥指標(biāo)表達(dá)呈正相關(guān)

25]

;其機(jī)制可能與VDAC寡聚化及其介導(dǎo)的Ca

2+轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān),上述變化可引發(fā)鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱα(calcium/calmodulin-dependentproteinkinaseⅡα,CaMKIIα)Thr286位點(diǎn)發(fā)生磷酸化,進(jìn)而誘導(dǎo)NLRP3的Ser198位點(diǎn)磷酸化和炎性小體組裝。隨著對(duì)DR研究的不斷深入,MAM在其中的作用逐漸被闡釋,對(duì)不同MAM組成蛋白進(jìn)行分子靶向?qū)⒊蔀镈R精準(zhǔn)治療的核心。此外,MAM還可通過(guò)調(diào)控線粒體動(dòng)力學(xué)、線粒體自噬和線粒體鈣穩(wěn)態(tài)參與DR的發(fā)生發(fā)展。高糖環(huán)境下視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞MFN2發(fā)生DNA甲基化,DNA甲基化抑制劑可減弱MFN2的DNA甲基化程度,通過(guò)改善線粒體動(dòng)力學(xué),逆轉(zhuǎn)DR病程進(jìn)展,減輕視網(wǎng)膜功能損傷

26]

。此外,持續(xù)高糖也會(huì)導(dǎo)致MFN2蛋白表達(dá)下降,造成MAM結(jié)構(gòu)破壞,引發(fā)視網(wǎng)膜慢性炎癥反應(yīng)和ERS,過(guò)表達(dá)MFN2可逆轉(zhuǎn)上述現(xiàn)象

27]

。DR引發(fā)的視網(wǎng)膜缺血/再灌注損傷過(guò)程中,亦可見(jiàn)MFN2和OPA1表達(dá)降低,導(dǎo)致線粒體裂變?cè)黾?、線粒體ROS累積,進(jìn)而造成視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞丟失;二甲雙胍可通過(guò)誘導(dǎo)AMPK-MFN2復(fù)合體形成改善線粒體動(dòng)力學(xué)異常,減輕視網(wǎng)膜缺血/再灌注損傷,是DR的潛在治療藥物

28]

。IP3R1-GRP75-VDAC1復(fù)合體是Ca

2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)的主要路徑,在高糖誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜細(xì)胞中,IP3R1-GRP75-VDAC1復(fù)合體大量形成,MAM數(shù)量增加、空間構(gòu)象縮緊,并伴有線粒體Ca

2+超載,導(dǎo)致線粒體ROS累積,同時(shí)線粒體DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)釋放至細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞質(zhì)mtDNA可激活環(huán)鳥嘌呤-腺嘌呤核苷酸合成酶(cyclicGMP-AMPsynthase,cGAS)/干擾素基因刺激蛋白(stimulatorofinterferongenes,STING)介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),加速Ca

2+依賴性的細(xì)胞凋亡

29]

。3.MAM與DPN:DPN以神經(jīng)髓鞘脫失、軸突萎縮壞死和雪旺細(xì)胞損傷為主要病理特征,是導(dǎo)致糖尿病患者神經(jīng)性骨關(guān)節(jié)病、足部潰爛和截肢的危險(xiǎn)因素。其中,雪旺細(xì)胞損傷多與線粒體自噬和線粒體動(dòng)力學(xué)改變有關(guān)。動(dòng)物研究證實(shí),AMBRA1敲除可引發(fā)機(jī)體自噬缺陷,導(dǎo)致糖尿病小鼠神經(jīng)性疼痛加??;利用熱量限制(calorierestriction,CR)激活A(yù)MPK可誘導(dǎo)AMBRA1敲除小鼠雪旺細(xì)胞自噬,促進(jìn)周圍神經(jīng)髓鞘再生,提示Beclin-1調(diào)節(jié)的自噬激活分子(activatingmoleculeinbeclin-1-regulatedautophage,AMBRA1)和AMPK相互作用可介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體接觸,是雪旺細(xì)胞維持自噬活性的重要前提

30]

。線粒體裂變相關(guān)蛋白MFN1、MFN2、OPA1、DRP1的異位和募集均發(fā)生在MAM,鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型和高糖誘導(dǎo)的雪旺細(xì)胞損傷模型中,上述蛋白表達(dá)較對(duì)照組明顯下調(diào),導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體接觸位點(diǎn)減少,使得線粒體分裂增加,線粒體功能障礙,主要表現(xiàn)為ATP生成減少、mtDNA胞質(zhì)積累,最終導(dǎo)致線粒體依賴性的細(xì)胞損傷

31]

。除此之外,MAM還可通過(guò)ERS調(diào)控DPN引起的細(xì)胞凋亡。糖尿病大鼠和高糖暴露的神經(jīng)細(xì)胞N2A氧化損傷明顯增加,出現(xiàn)ERS和線粒體功能障礙,并伴有大量神經(jīng)元凋亡,其原因與PERK、IRE1表達(dá)下調(diào)介導(dǎo)神經(jīng)元MAM處的氧化還原信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙有關(guān)

32]

;同時(shí),PERK/eIF2α/CHOP通路抑制也是造成雪旺細(xì)胞凋亡的主要機(jī)制

33]

。上述研究表明,MAM在DPN進(jìn)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用,主要通過(guò)調(diào)控線粒體自噬、線粒體動(dòng)力學(xué)和ERS等多種機(jī)制影響周圍神經(jīng)功能。4.MAM與DF:DF可累及下肢微血管,導(dǎo)致局部組織出現(xiàn)感染、潰瘍或壞死,具有發(fā)病率高、致殘率高、致死率高和治愈率低的“三高一低”特征。近年來(lái),MAM在DF發(fā)病機(jī)制中的作用被逐漸揭示。作為真皮最豐富的細(xì)胞,真皮成纖維細(xì)胞在DF愈合過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。PP2A表達(dá)缺失也會(huì)導(dǎo)致MAM解離,減弱內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體相互作用,阻礙YAP/Hippo通路信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),加劇高糖對(duì)成纖維細(xì)胞的損傷作用,使得皮膚易損傷并形成潰瘍創(chuàng)面

34]

。MAM是線粒體自噬發(fā)生的重要平臺(tái),PINK1表達(dá)降低會(huì)破壞MAM完整性,導(dǎo)致線粒體自噬抑制,加速高糖誘導(dǎo)的真皮成纖維細(xì)胞衰老,最終造成糖尿病大鼠創(chuàng)面潰瘍愈合不良

35]

。盡管MAM與DF存在關(guān)聯(lián),但相關(guān)研究有限,確切機(jī)制仍需進(jìn)一步探索。5.MAM與DCM:DCM是由高血糖引發(fā)的原發(fā)性特異性心肌病,以左心室或雙心室擴(kuò)張和收縮功能受損或伴舒張功能障礙為主要特征,是2型糖尿?。╰ype2diabetes,T2DM)患者心力衰竭和死亡的主要原因。隨著對(duì)DCM研究的不斷深入,MAM被發(fā)現(xiàn)是DCM的潛在影響因素。擴(kuò)張型心肌病患者心臟功能損傷程度與Ca

2+水平密切相關(guān),其部分原因與定位于MAM上的氯離子通道蛋白4(chlorideintracellularchannel4,CLIC4)有關(guān),高糖條件下CLIC4過(guò)表達(dá)并加速M(fèi)AM介導(dǎo)的線粒體鈣超載,誘發(fā)心肌細(xì)胞損傷

36,37]

。此外,DCM也與線粒體能量代謝、線粒體動(dòng)力學(xué)失衡有關(guān)。與正常心肌細(xì)胞相比,糖尿病患者心肌細(xì)胞的線粒體體積減小、空間密度增加,導(dǎo)致線粒體氧化磷酸化代謝增加

38]

。高糖誘導(dǎo)下心肌細(xì)胞MFN2表達(dá)顯著降低,誘發(fā)線粒體分裂過(guò)度分裂,過(guò)表達(dá)MFN2可促進(jìn)線粒體融合,改善線粒體功能,有效地緩解了DCM病情進(jìn)展

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