线粒体解偶联蛋白(UCPs)是位于线粒体内膜的一类保守蛋白家族,能够通透线粒体质子梯度并以热量形式散发。UCP2可引发线粒体质子漏,其活性受活性氧(ROS)、自由脂肪酸等特定激活剂调节,活化后导致线粒体解偶联和膜电位降低。膜电位降低一方面减少ATP产生,另一方面通过缓和性解偶联抑制ROS生成。因此,UCP2在调节线粒体功能和能量代谢中至关重要,可能是治疗代谢紊乱或氧化应激性疾病的重要药物靶点。然而,尽管近年来对UCP2功能进行了大量研究,其生理功能仍存在争议,且越来越多的证据表明UCP2在不同组织中发挥不同生理功能。
肝脏是机体重要代谢器官,UCP2在成年肝实质细胞中几乎不表达,仅在非实质细胞中表达。但在脂肪肝或肝损伤等病理情况下,肝实质细胞会大量表达UCP2。因此,研究UCP2在肝损伤模型中的作用对解读肝病发生机制具有重要意义。
日前,中科院动物研究所陈佺研究组利用转基因技术成功建立了肝特异表达UCP2的转基因小鼠。分析表明,UCP2在肝线粒体上的表达能以GDP敏感形式介导质子漏和缓和性解偶联;同时引起线粒体膜电位显著降低和ATP产生减少。研究发现,肝特异表达UCP2的转基因小鼠对LPS/GalN诱导的肝损伤更为敏感,表现为肝组织形态显著紊乱和肝细胞凋亡明显增加,说明UCP2表达对急性肝损伤引起的肝细胞凋亡有促进作用。进一步机制探讨发现,UCP2表达引起细胞内ATP水平改变,激活能量应激蛋白AMPK;在LPS/GalN诱导的肝损伤中,活化的AMPK进一步激活下游应激活化蛋白JNK,过度活化的JNK调节Bcl-2家族蛋白(如Bax)的表达和活化,最终导致肝细胞凋亡增多。
这一研究为理解UCP2的生理功能及其在急性肝损伤或肝脏疾病中的作用提供了有价值的信息。同时提示,抑制肝细胞中UCP2升高引起的ATP缺失可能是减缓肝损伤的有效方法,为肝损伤治疗提供了潜在靶点。该研究主要完成人为商营利博士,结果已发表于国际肝病学专业期刊《肝脏学》(HEPATOLOGY, Vol. 50, No. 4, 2009, IF: 11.355)。研究得到了国家973计划资助。(来源:中科院动物研究所)
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