mPTP在心肌线粒体氧化应激损伤诱导细胞凋亡的研究进展(1)
【摘要】 自1970年线粒体膜转换特性被发现至今，线粒体在调控细胞凋亡，控制物质进出方面的作用已经获得广泛认可。线粒体通透性转化孔(mPTP)是该特性的载体，当内膜通透性增加时，一些分子量小于1.5×103 Da的小分子可以自由通过。现有研究表明，氧化应激，钙超载，活性氧(ROS)增加等参与了心肌缺血再灌注损伤，但是氧化应激通过线粒体途径诱导心肌细胞凋亡的具体机制，及mPTP的具体分子结构、功能和调控节点尚不清楚。因此本文中主要对现在公认的线粒体mPTP的结构以及氧化应激状态下心肌细胞模型线粒体mPTP的各种病理变化以及可能涉及的损伤机制的研究进展进行综述，论证mPTP的靶向治疗对抑制心肌细胞凋亡的可行性，为治疗心肌缺血再灌注损伤提供一些新的研究思路。
【关键词】 线粒体； mPTP； 氧化应激； 心肌细胞； 凋亡
【Abstract】 Since 1970，mitochondrial membrane transition properties have been found so far，mitochondria in the regulation of apoptosis，control of substances in and out of the role has been widely recognized.Mitochondrial permeability conversion pore(mPTP) is the carrier of this characteristic.When the permeability of the membrane increases， some small molecules with molecular weight less than 1.5×103 Da are free to pass.Previous studies have shown that oxidative stress， calcium overload， and reactive oxygen species(ROS) are involved in myocardial ischemia-reperfusion injury，but the specific mechanism of oxidative stress through mitochondrial pathway-induced cardiomyocytes apoptosis and the specific molecular structure of mPTP，function and control node is not clear.Therefore，this article mainly on the now recognized mitochondrial mPTP structure and oxidative stress cardiomyocytes model mitochondrial mPTP various pathological changes and possible damage mechanisms involved in the research progress，demonstrated mPTP targeted therapy to inhibit cardiomyocytes.The feasibility of apoptosis for the treatment of myocardial ischemia and reperfusion injury provide some new research ideas.
, 百拇医药
【Key words】 Mitochondria； mPTP； Oxidative stress； Cardiomyocytes； Apoptosis
First-author’s address：North China University of Science and Technology，Tangshan 063210，China
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.02.032
心臟中心肌细胞经过短暂的缺血缺氧后，给予缺血缺氧的心肌细胞快速恢复血供时，虽然能使心肌细胞的血液供应恢复到以前的状态，但是对心肌细胞的损伤不仅没有得到相应的缓解，反而使心肌细胞的损伤程度加深加重，严重时甚至可能出现心肌细胞的凋亡，称其为心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury，MIRI)[1]。
, 百拇医药
细胞程序性死亡(programmed cell death，PCD)是定义为在相关联的基因、蛋白、信号通路的控制之下，机体通过“自杀性”的方式清除本身体内非必需的细胞，以及特定的或者有一定程度损伤的细胞的过程[2]。PCD的分类：内源性凋亡与外源性凋亡，细胞自噬，坏死性凋亡等[3]。
氧化应激反应是氧化自由基的生成功能和抗氧化功能之间的失衡，使生成的氧化自由基逐渐发生脂质过氧化反应形成脂质过氧化物丙二醛(MDA)，进而造成心肌细胞的损伤，引发心肌细胞内肌浆网内的Ca2+摄取减少，使得胞内Ca2+含量极速上升引发Ca2+超载，线粒体基质过度肿胀，可以进一步激活与凋亡相关的蛋白，如细胞色素C(Cyt C)释放和caspase相关蛋白的激活，发生不可逆的损伤甚至使心肌细胞发生凋亡[4]。因此线粒体损伤诱导的细胞凋亡是心肌细胞氧化应激损伤的重要机制之一。
1 线粒体简介
心肌细胞内的大量线粒体是细胞的“能量工厂”，是细胞内的重要能源物质腺嘌呤核苷三磷酸的生成场所，线粒体还可以维持Cl-、Ca2+等离子的相对平衡，进而调节凋亡和坏死，许多生化反应例如三羧酸循环、电子传递以及氧化磷酸化等也都在线粒体中进行。已有研究表明了线粒体参与了氧化应激以及细胞凋亡等多种生命活动，对心肌细胞功能的正常行使具有非常重要的意义[5]。心肌细胞中有着所有细胞中数量最多的线粒体，占心肌细胞总体积的40%～60%，故而线粒体的形态只要发生轻微的改变，就会影响其功能的正常行使，导致心肌细胞的凋亡甚至心脏功能的巨大改变。, 百拇医药(韩学超 徐森 徐菁蔓)
【关键词】 线粒体； mPTP； 氧化应激； 心肌细胞； 凋亡
【Abstract】 Since 1970，mitochondrial membrane transition properties have been found so far，mitochondria in the regulation of apoptosis，control of substances in and out of the role has been widely recognized.Mitochondrial permeability conversion pore(mPTP) is the carrier of this characteristic.When the permeability of the membrane increases， some small molecules with molecular weight less than 1.5×103 Da are free to pass.Previous studies have shown that oxidative stress， calcium overload， and reactive oxygen species(ROS) are involved in myocardial ischemia-reperfusion injury，but the specific mechanism of oxidative stress through mitochondrial pathway-induced cardiomyocytes apoptosis and the specific molecular structure of mPTP，function and control node is not clear.Therefore，this article mainly on the now recognized mitochondrial mPTP structure and oxidative stress cardiomyocytes model mitochondrial mPTP various pathological changes and possible damage mechanisms involved in the research progress，demonstrated mPTP targeted therapy to inhibit cardiomyocytes.The feasibility of apoptosis for the treatment of myocardial ischemia and reperfusion injury provide some new research ideas.
, 百拇医药
【Key words】 Mitochondria； mPTP； Oxidative stress； Cardiomyocytes； Apoptosis
First-author’s address：North China University of Science and Technology，Tangshan 063210，China
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.02.032
心臟中心肌细胞经过短暂的缺血缺氧后，给予缺血缺氧的心肌细胞快速恢复血供时，虽然能使心肌细胞的血液供应恢复到以前的状态，但是对心肌细胞的损伤不仅没有得到相应的缓解，反而使心肌细胞的损伤程度加深加重，严重时甚至可能出现心肌细胞的凋亡，称其为心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury，MIRI)[1]。
, 百拇医药
细胞程序性死亡(programmed cell death，PCD)是定义为在相关联的基因、蛋白、信号通路的控制之下，机体通过“自杀性”的方式清除本身体内非必需的细胞，以及特定的或者有一定程度损伤的细胞的过程[2]。PCD的分类：内源性凋亡与外源性凋亡，细胞自噬，坏死性凋亡等[3]。
氧化应激反应是氧化自由基的生成功能和抗氧化功能之间的失衡，使生成的氧化自由基逐渐发生脂质过氧化反应形成脂质过氧化物丙二醛(MDA)，进而造成心肌细胞的损伤，引发心肌细胞内肌浆网内的Ca2+摄取减少，使得胞内Ca2+含量极速上升引发Ca2+超载，线粒体基质过度肿胀，可以进一步激活与凋亡相关的蛋白，如细胞色素C(Cyt C)释放和caspase相关蛋白的激活，发生不可逆的损伤甚至使心肌细胞发生凋亡[4]。因此线粒体损伤诱导的细胞凋亡是心肌细胞氧化应激损伤的重要机制之一。
1 线粒体简介
心肌细胞内的大量线粒体是细胞的“能量工厂”，是细胞内的重要能源物质腺嘌呤核苷三磷酸的生成场所，线粒体还可以维持Cl-、Ca2+等离子的相对平衡，进而调节凋亡和坏死，许多生化反应例如三羧酸循环、电子传递以及氧化磷酸化等也都在线粒体中进行。已有研究表明了线粒体参与了氧化应激以及细胞凋亡等多种生命活动，对心肌细胞功能的正常行使具有非常重要的意义[5]。心肌细胞中有着所有细胞中数量最多的线粒体，占心肌细胞总体积的40%～60%，故而线粒体的形态只要发生轻微的改变，就会影响其功能的正常行使，导致心肌细胞的凋亡甚至心脏功能的巨大改变。, 百拇医药(韩学超 徐森 徐菁蔓)