内质网应激PERK-ATF4-CHOP信号通路参与慢性应激大鼠下丘脑神经细胞损伤
CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制及蚯蚓活性组分的干预作用

CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制及蚯蚓活性组分的干预作用CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制及蚯蚓活性组分的干预作用摘要:内质网是细胞内的一个重要器官,参与调控细胞内的蛋白质合成、折叠和修复等生物过程。
当内质网功能失调时,导致内质网应激,进而引起细胞发生一系列的异常反应,如炎症和细胞凋亡等。
CHOP是内质网应激下的一种转录因子,参与调控细胞中的应激反应。
本文将综述CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制,并探讨蚯蚓活性组分在内质网应激中的干预作用。
引言:内质网是细胞质中充满了生物合成蛋白质或膜的细胞器,在细胞内发挥着重要的功能。
内质网应激是指内质网功能紊乱,导致蛋白质合成、折叠和修复等生物过程发生异常。
内质网应激触发了一系列的细胞反应,如折叠蛋白的超聚集、蛋白酶体的激活和炎症反应的启动。
CHOP是一种转录因子,它在内质网应激中发挥着重要角色。
研究表明,CHOP参与介导细胞发生应激反应,并调控一系列与细胞应激相关的基因表达。
CHOP的过表达在多种病理情况下都与肝损伤有关。
然而,CHOP的具体调控机制以及其在内质网应激所致肝损伤中的作用仍不十分清楚。
蚯蚓活性组分是一种来源于蚯蚓体内的天然物质,具有多种生物活性。
研究发现,蚯蚓活性组分具有抗氧化、抗炎症和抗肿瘤等作用。
因此,探索蚯蚓活性组分在内质网应激中的干预作用,有助于理解内质网应激机制的调控,并为新的肝损伤治疗策略提供新的思路。
CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制:内质网应激导致CHOP的表达上调,CHOP通过调控一系列基因表达参与细胞的应激反应。
研究发现,HIV降解酶1(HRD1)是CHOP的一个直接下游目标基因,其作用是促进蛋白质的降解。
此外,CHOP还可以通过激活c-Jun氨基末端激活蛋白激酶(JNK)信号通路参与内质网应激引起的肝损伤。
激活的JNK信号通路可以进一步引起氧化应激和炎症反应的产生。
蚯蚓活性组分对内质网应激的干预作用:蚯蚓活性组分具有多种生物活性,包括抗氧化、抗炎症和抗肿瘤等作用。
内质网应激对神经系统的影响研究

内质网应激对神经系统的影响研究近年来,内质网应激(E.R. Stress)成为了受到广泛关注的热门研究领域,它是一种由于内质网蛋白质摄入过量、缺氧、药物毒性、代谢异常等外部压力所引起的内部压力紊乱。
内质网应激不仅与多种病理性进程(如炎症、自噬、肿瘤等)密切相关,而且诸如神经退行性疾病、子宫内膜异位症、自身免疫性等常见的疾病也与之齐名。
在这一复杂的研究领域中,脑神经科学研究者一直在探讨内质网应激对大脑和神经系统的生理和病理过程的影响机制。
内质网应激与神经系统紊乱的关系神经系统是复杂多样的全身系统之一,内质网应激与神经系统的变化不应下划线重要性空间。
内质网应激的紊乱可能会影响许多神经系统相关的线索。
例如,内质网应激干擦会影响脆性神经生长因子的合成和分泌,这可能导致神经细胞的死亡和神经损伤。
与此同时,内质网应激还会通过调节信号通路、细胞凋亡、线粒体功能、抗氧化系统等多种机制影响神经系统的功能状况。
内质网应激与神经退行性疾病的关系神经退行性疾病是发达国家中导致生命质量下降和缩短寿命的主要根源之一。
其中包括渐冻症(ALS)、帕金森症(PD)、老年性黑质萎缩症(MSA)和阿尔兹海默氏症(AD)等多种类型病理。
多项研究结果表明,内质网应激是神经退行性疾病发生的一个重要因素。
在两类神经元群体特别容易受到内质网应激的影响。
首先是具有高代谢活性的、处于氧化状态的神经元。
这些神经元会发生频繁的蛋白质合成和内质网信号通路的复杂交互作用,因此比其他神经元更容易受到内质网应激的影响。
另外一类更受影响的神经元是难以再生的神经元。
这些神经元通常存在于全身的不同角落,当细胞死亡时也难以再生,且更容易受到环境变化的影响。
内质网应激在神经退行性疾病的病理机制中,可以夺走多种神经因子产生活性、有助于神经细胞维持稳定的因素。
(Horowitz, et al. 2012)。
内质网应激已明确地与质体的缺陷、合成蛋白、细胞生物学过程、线粒体形成、以及DNA的损坏等多种机制相连。
试述内质网应激调控细胞自噬和凋亡

试述内质网应激调控细胞自噬和凋亡发布时间:2023-02-28T02:59:48.988Z 来源:《中国医学人文》2022年33期作者:吴康张楠[导读] 内质网是真核细胞内部包含的重要细胞器,其基本生理功能发生的异常问题吴康张楠天九再生医学(天津)科技有限公司天津 300000【摘要】内质网是真核细胞内部包含的重要细胞器,其基本生理功能发生的异常问题,与人类罹患的多种疾病具备关联性。
文章将会围绕内质网应激调控细胞凋亡和自噬,展开简要的综述分析。
【关键词】内质网应激;调控;细胞自噬;细胞凋亡;研究进展内质网(endoplasmic reticulum,ER)是真核细胞内部极其重要的膜性细胞器,根据内质网膜上是否附着核糖体,讲内质网分为粗面内质网和滑面内质网两种。
内质网具有非常重要的生理功能,部分细胞蛋白质在内质网中经过折叠、加工和修饰,形成有活性的功能性蛋白质,包括绝大多数分泌蛋白、膜结合蛋白和整合膜蛋白。
同时,内质网还可参与代谢过程,例如钙离子储存、糖异生、脂质和胆固醇的合成以及自噬空泡的形成等。
当内质网在内源性刺激因素或者是外源性刺激因素作用下,如缺氧、营养缺乏、缺乏分子伴侣或细胞能量、Ca2+缺乏、氧化还原稳态破坏、蛋白质变异和二硫键减少等,导致蛋白质折叠功能紊乱,继而在内质网腔内持续积存数量较多的未经由折叠的蛋白质,或者是发生折叠过程错误的蛋白质,并在此基础上诱导出现一系列生理反应称为内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)。
内质网应激引起内质网功能紊乱,内质网内未折叠蛋白或错误折叠蛋白的堆积等,其中由蛋白质堆积所引起蛋白质合成减少、内质网降解功能增强等后续反应,称为未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR),是细胞对抗内质网应激的一种重要的自我保护机制。
在内质网应激发生条件下,细胞通常会启动执行指向未折叠处理蛋白质物质的生理反应过程,其主要目的,在于要清除未经折叠处理的蛋白质物质,支持恢复内质网细胞器的正常生理稳态。
内质网应激

内质网应激庄娟(江苏省淮阴师范学院生命科学学院淮安223300)摘要内质网是真核细胞内蛋白质合成的重要场所,只有正确折叠的蛋白质才能够在内质网驻留或转运至高尔基体。
如果蛋白质合成过多或不能正确折叠与运输,内质网内就会累积大量蛋白质,造成内质网应激,引发未折叠蛋白质反应。
未折叠蛋白质反应主要与内质网感受器蛋白介导的信号通路有关。
关键词内质网应激未折叠蛋白质反应内质网感受器内质网(endoplasmic reticulum,ER)是真核细胞内蛋白质合成、脂质生成和钙离子贮存的主要场所。
多种蛋白需要在内质网中折叠、组装、加工、包装及向高尔基体转运,这是一个需要细胞精确调控的过程。
ER 含有一种免疫球蛋白结合蛋白(immunoglobulin-bind-ing protein,BIP)和蛋白二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI),可以帮助与促进蛋白质的正确折叠。
不能正确折叠的畸形肽链或未组装成寡聚体的蛋白质亚单位,无论是在内质网腔内还是在内质网膜上,一般不能进入高尔基体,主要通过泛素依赖性降解途径被蛋白酶体所降解。
当内质网中未折叠或错误折叠蛋白累积,就会造成内质网应激,引发未折叠蛋白质反应(unfolded protein response,UPR)。
1内质网应激内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)是指细胞受到内外因素的刺激时,内质网形态、功能的平衡状态受到破坏后发生分子生化的改变,蛋白质加工运输受阻,内质网内累积大量未折叠或错误折叠的蛋白质,细胞会采取相应的应答措施,缓解内质网压力,促进内质网正常功能的恢复[1]。
引发ERS的因素很多,缺血低氧、葡萄糖或营养物匮乏、钙离子紊乱等可造成急性应激损伤;而病毒感染、分子伴侣或其底物的基因突变等能引发慢性应激损伤。
根据诱发原因,可将ERS分为以下3种类型:①未折叠或者错误折叠蛋白质在内质网腔内蓄积引发的UPR;②正确折叠的蛋白质在内质网腔内过度蓄积激活细胞核因子κB(NF-κB)引发的内质网过度负荷反应(ER over-load response,EOR);③胆固醇缺乏引发的固醇调节元件结合蛋白质(sterol regulatory element binding protein,SREBP)通路调节的反应。
内质网应激对细胞代谢的影响研究

内质网应激对细胞代谢的影响研究内质网是细胞质中的一种重要结构,负责合成、折叠和修饰蛋白质。
此外,内质网还参与了多个重要的代谢途径,如细胞周期、凋亡和分化等。
然而,当细胞面临不同的应激情况时,内质网的功能可能会受到不同程度的影响,导致细胞代谢变化。
本文将探讨内质网应激对细胞代谢的影响,并介绍目前的研究热点和展望。
一、内质网应激的概念和机制内质网应激是指在外界环境、蛋白质负荷等因素的影响下,内质网失去稳定状态所引起的负面反应。
当细胞面临内质网应激时,会通过开启内质网压力适应(UPR)来应对。
UPR包括三条主要信号通路:IRE1、PERK和ATF6。
IRE1通路主要参与mRNA剪切、siRNA合成等;PERK主要参与第一性粒体增生、ATF4合成等;ATF6是唯一一种入核的传感器,在保证细胞存活的前提下,特定刺激(例如葡萄糖缺乏)下会刺激脂质生物合成。
二、内质网应激对细胞代谢的影响内质网应激的主要效应包括:折叠失调、运输和转录延迟、ERAD系统增强、自噬和线粒体功能衰退等。
这些效应会导致细胞代谢功能的改变,如葡萄糖代谢、脂质代谢、氨基酸代谢和核苷酸代谢等。
1. 葡萄糖代谢内质网应激可能会影响糖酵解途径的进程。
研究发现,PERK通路的激活会通过phosphoryation eukaryotic translation initiation factor 2α(eIF2α)抑制mRNA的翻译,从而抑制葡萄糖酵解途径的进程。
此外,ATF6信号通路可以诱导糖异生酵素的表达,从而增加葡萄糖异生的产生。
这些结果表明,内质网应激会通过抑制和激活不同的信号通路,对葡萄糖代谢产生影响。
2. 脂质代谢内质网应激也可能影响脂质代谢。
例如,IRE1通路激活时可重定向microRNA转录的加工,从而增加脂肪酸合成和脂肪酸氧化途径。
此外,内质网应激还能通过抑制全身能量代谢的酶,例如G6PC、PGC-1α和AMPK,来影响脂质代谢的进程。
内质网应激

2.2 内质网应激2.2.1 内质网及内质网应激概述内质网(endoplasmic reticulum,ER)是哺乳动物细胞中一种重要的细胞器,其膜结构占细胞内膜的二分之一,是细胞内其它膜性细胞器的重要来源,在内膜系统中占有中心地位。
ER 的功能包括:①ER 是细胞的钙储存库,内质网的钙离子浓度高达 5.0mmol/L,而胞浆中为 0.1ummol/L。
并能调节维持细胞内钙平衡。
②ER 是分泌性蛋白和膜蛋白的合成、折叠、运输以及修饰的场所。
ER 通过内部质量调控机制筛选出正确折叠的蛋白质,并将其运至高尔基体,将未折叠或错误折叠的蛋白质扣留以进一步完成折叠或进行降解处理。
③ER 还参与固醇激素的合成及糖类和脂类代谢,内质网膜上含有固醇调节元件结合蛋白,对固醇和脂质合成起调节作用。
ER对影响细胞内能量水平、氧化状态或钙离子浓度异常的应激极度敏感。
当细胞受到某些打击(如缺氧、药物毒性等)后,内质网腔内氧化环境被破坏,钙代谢失调,ER功能发生紊乱,突变蛋白质产生或者蛋白质二硫键不能形成,引起未折叠蛋白或错误折叠蛋白在内质网腔内积聚以及钙平衡失调的状态,即内质网应激(endoplasmic reticulumstress,ERS)。
内质网巨大的膜结构为细胞内活性物质的反应提供了一个广阔的平台,在许多信号调控中起到关键作用。
最近的研究表明,内质网是细胞凋亡调节中的重要环节[39]。
ERS可以介导与死亡受体和线粒体途径不同的一条新的凋亡通路。
当细胞遭到毒性药物、感染、缺氧等刺激时,内质网腔未折叠蛋白增多和细胞内钙离子超载,引起caspase 12活化,继而激活下游的caspase,导致细胞凋亡。
早期的ERS是机体自身代偿的过程,对细胞具有保护作用;如果这种失衡超过了机体自身调节的能力,最终的结局将是细胞的死亡。
ERS的确切机制目前尚不明确。
深入研究ER及ERS,对于完善细胞损伤和凋亡理博具有重要意义,有助于进一步认识疾病发生发展的机制,为临床疾病预防和治疗提供新的理博依据。
细胞内质网受损引起的细胞应激反应和疾病机制研究

细胞内质网受损引起的细胞应激反应和疾病机制研究细胞内质网是细胞内的一个细胞器,是由许多互相衔接的膜组成的网状结构。
它在细胞代谢中扮演了非常重要的角色,比如蛋白质的合成和修饰、脂类的合成、离子平衡和钙离子的存储等。
但是,如果细胞内质网发生了损伤或者功能紊乱,那么就会导致细胞应激反应的发生,甚至引起多种疾病的发生。
一、细胞应激反应在生物体内,细胞会不断面临着各种各样的刺激和压力,比如缺氧、药物的作用、蛋白质的积累等。
当这些刺激和压力超过了细胞的耐受程度时,就会引发细胞的应激反应。
细胞的应激反应主要包括三种形式:抗氧化应激反应、热应激反应和内质网应激反应。
其中,内质网应激反应是最广泛的一种应激反应,它可以通过启动一系列的分子信号通路,来调节细胞的生理功能。
细胞内质网受损是内质网应激反应的主要原因之一。
当细胞内质网发生异常聚积、折叠、糖基化和磷酸化等现象时,就会引起内质网应激反应的发生。
二、内质网应激反应与疾病内质网应激反应不仅是一种生理现象,也是一种与多种疾病相关的生物学事件。
多项研究表明,内质网应激反应与多种神经退行性疾病、心血管疾病、肝脏疾病、糖尿病、肺部疾病等相关联。
2.1 神经退行性疾病神经退行性疾病是指与神经元逐步退化和死亡有关的一系列疾病。
随着年龄的增长,人们越来越容易患上神经退行性疾病。
内质网应激反应是神经退行性疾病发生发展的重要因素之一。
例如阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈病、帕金森氏症等,都与内质网应激反应有关。
研究表明,内质网应激反应与神经退行性疾病的发生有着密切的关系。
在神经元功能紊乱和死亡的过程中,内质网应激反应会对胞质基质钙离子和线粒体功能的影响。
这种影响很可能会诱导神经元的死亡和终止。
2.2 心血管疾病内质网应激反应还与心血管疾病密切相关。
心血管疾病是由于心血管系统的异常引起的一系列病变。
如果内质网应激反应的调控失衡,就会引起细胞内钙离子过载和氧化应激等现象。
这些现象会导致线粒体膜电位不稳定,细胞膜的通透性改变,细胞凋亡和坏死等病理变化的发生。
脑缺血再灌注损伤时的神经元内质网应激

脑缺血再灌注损伤时的神经元内质网应激摘要】内质网(Endoplasmic reticulum,ER)是加工蛋白质和储存钙的主要场所,对应激反应极为敏感。
缺血对大脑是一个极为强烈的应激原,所以脑缺血再灌注损伤(Ischemia/ reperfusion ,I/R)时扰乱了内质网稳态,使错误折叠或未折叠蛋白在ER内蓄积,导致内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)。
【关键词】脑缺血再灌注损伤神经元内质网应激【中图分类号】R743.31 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085(2013)34-0114-02脑血管病是目前危害人类健康的主要疾病,其中缺血再灌注损伤(Ischemia/ reperfusion ,I/R)占了很大比例[1]。
研究发现,脑缺血作为一个强应激原极易引起对应激极为敏感的细胞器内质网损伤,扰乱内质网稳态[2-3]。
当细胞遭受缺血缺氧,炎症反应,糖剥夺,ER内钙耗竭,自由基生成增多等各种损伤时,削弱了内质网正确折叠多肽和清除未折叠蛋白质的能力,大量未折叠和错误折叠蛋白在ER内的聚集,损伤了内质网(Endoplasmic eticulum ,ER)的正常生理功能,进而诱导内质网应激反应(Endoplasmic eticulum stress, ERS)[2]发生。
1 脑缺血再灌注损伤诱导的ERS1.1 脑缺血Ca2+浓度变化内质网的影响ER是细胞内储存钙的重要场所, 正常情况下, ER内钙离子浓度为0.1-1mm-ol/L。
脑缺血时,缺血区的神经元由于缺少氧气和能量的供应,往往造成跨膜离子浓度的失衡,而细胞膜的去极化又导致电压依赖性Ca2+通道开放,使突触前兴奋性氨基酸释放,其与突触后相应受体的结合又可导致细胞外Ca2+的大量内流;另外,因为缺氧产生的NO也会使ER中Ca2+大量释放。
研究发现[3],当蛋白酶因为Ca2+从ER中大量释出而失活时,则会导致ER内UP或MP的大量聚积, 最终引起ERS。
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解 剖学杂 志 2018年第 41卷第 3期
内质 网应 激 PERK—ATF4一CHOP信 号 通 路 参与 慢 性 应 激 大 鼠 下丘脑 神 经 细 胞 损伤
史为博 易善 勇 王 贺 牛世 霸 王松 军 李英敏 口 丛 斌△
PERK-ATF4一CHOP pathway in stressed endoplasmic reticulum is involved in
hypothalamic neuronal injury in rats with chronic stress
Shi W eibo,Yi Shanyong ,W ang He,Niu Shiba,W ang Songiun,Li Yingmin ,Cong Bin△ (Department of Forensic M edicine,Hebei Medical University,Hebei Key Laboratory of Forensic Medicine, Collaborative Innovation Center of Forensic Medical M olecular Identification,Shijiazhuang 05001 7,China)
(河 北医科大学法 医学 系,河北省法医学重点实验室 ,河北省法 医分子鉴定协 同创新 中心 ,石家庄 050017)
摘要 目的 :本 研究 旨在探讨不 同时程应激过程 中 ,下丘脑神 经细胞是 否启动 内质网应激 ,并通 过影响 HPA轴 ,引发 神经 细胞病理性改变 ,为应激导致 的神经细胞损伤机 制提供依据 。方 法:建立每 日束缚 固定 8 h加冰水 游泳 5 min的应激 大 鼠 模型 ,分 为 1、3、7、14、21 d组及各时 间点 正常对照组 ,ELISA检 测血 清中糖皮 质激素 水平变 化 ,硫堇染 色观察 下丘脑 神经 细胞病理形态学改变 ,免疫组织化学显 色观察下 丘脑神经细胞 中内质 网应激蛋 白 GRP78、ATF4和 CHOP的表达变化 以及 采用全景组织细胞定量分 析系统(MMTC),进 行蛋 白表达的半定 量分析 。结果 :糖皮 质激 素从应 激第 3天 开始 显著升 高 , 7 d达到高 峰 ,21 d时又显著性 降低 ;硫堇染色显示 随应激 时间的延 长 ,下 丘脑神经 细胞发生水 肿 ,尼 氏体消失 ,细胞 固缩浓 染的病理性改变 ;免疫组 织化 学 显色 及 MMTC法 分析 显 示 内质 网应 激蛋 白 Байду номын сангаасRP78的表 达呈 现 出先增 高后 降低 趋势 , ATF4和 CHOP的表达随着应激时 间的延长 显著性增加 。结论 :应激 导致 大 鼠下丘脑神经细胞 的病理性 改变 ,同时 内质网 应激相关蛋 白呈现 出显著 的动态变化 ,提示 内质 网应 激 PERK—ATF4一CHOP通 路的激 活可能参 与了下丘 脑神经 细胞 的病 理性 损伤 。 关键词 下丘脑 ;下丘脑一垂体一肾上腺轴 ;糖皮质激素 ;应激 ;PERK-ATF4一CHOP通路
Abstract Objective:To determine whether endoplasmic reticulum stress in hypothalamic neurons is differentially stimulated
by varying durations of stress exposure,which ultimately leads to pathological changes in neurons by affecting HPA axis
function and to provide evidence for the mechanism involved in stress-induced neuron injury.Methods:A stress model was
established in rats by 8 h restraint and forced ice-water swim ming for 5 minutes each day. The stress—inducing process lasted for 1,3,7,14,21 days,respectively.Enzym e-linked immunosorbent assay(ELISA)was used to assay serum glucocorticoid levels.Thionine staining was used to observe morphological changes in hypothalamic neurons. Immunohistochemistry and microscopy-based muhicolor tissue cytometry(M M TC)were used to detect expression of endoplasmic reticulum stress protein GRP78,ATF4 and CHOP.Results:Serum glucocorticoid level significantly increased after 3 days of stress exposure and the level peaked on day 7.By day 21,however,the level was significantly decreased. Thionine staining revealed that prolonged stress exposure resulted in ed ema,a lack of Nissl bodie s ,and pyknotic neurons in hypothalamic neurons,Immunohistochemistry a nd M M TC showed that increasing stress period significantly decreased GRP78 expression,although ATF4 and CHOP protein expression significantly increased.Conclusion:Stress results in pathological changes and significant dynamic changes because of endoplasmic reticulum stress in hypothalam ic neurons of rats. These results suggest that the endoplasm ic reticulum stress PERK-ATF4一CHOP pathway may be associated with hypothalamic neuronal injury. Key words hypothalamus;hypothalamic-pituitary-adrenal axis;glucocorticoid;stress;PERK-ATF4一CHOP pathway