北京那个医院看白癜风看的好 http://pf.39.net/bdfyy/zjdy线粒体是一类多功能细胞器，其首要功能是通过氧化磷酸化（OXPHOS）产生ATP进而为细胞各项生命活动供能。此外，线粒体还可以产生活性氧（ROS）和其它能够影响细胞稳态和存活的分子（如过多的ROS可引起氧化应激并破坏DNA，脂质和蛋白质）。
胎盘作为联结母体和胎儿的桥梁，为了满足自身和胎儿的快速生长发育，是妊娠期哺乳动物体内一种高产能和供能的器官。胎盘线粒体产能主要通过氧化磷酸化过程来实现，因此胎盘还是一种高需氧器官，其可利用掉从子宫血液循环中获取氧量的40%[1]。除此之外，胎盘还兼具内分泌功能，能够合成各种类固醇激素维持正常妊娠。这些功能的实现都需要线粒体参与完成。
在次优条件下，胎盘可以通过改变自身形态和运输特征来优化胎儿生长。缺氧是引发高海拔地区人胎儿生长受限的主要因素。啮齿类动物吸入性缺氧模型证实胎盘形态和营养转运功能的改变依赖于氧限制浓度，氧限制时间以及时长[2]。胎盘线粒体功能改变的研究常见于营养诱导的啮齿类动物胎儿生长受限模型[3,4]，也见于人类不良妊娠的相关报道[5]。然而，胎盘线粒体如何适应缺氧等环境因素尚不清楚。
年1月份，PNAS杂志在线发表了题为Placentalmitochondriaadaptdevelopmentallyandinresponsetohypoxiatosupportfetalgrowth的文章，作者为剑桥大学滋养层细胞研究中心AmandaN.Sferruzzi-Perri研究团队。该研究利用小鼠吸入性缺氧妊娠模型全面分析了孕鼠妊娠晚期胎盘线粒体响应母体吸入缺氧与胎儿-胎盘生长的时间变化相关的功能表型。由于啮齿类胎盘的内分泌和物质运输功能分别由结构不同的区域来完成，即交界区（Jz）和迷路区（Lz）。二者在形态，细胞组成和血流各方面都不相同。因此，作者分别对两个区域的线粒体功能展开研究。
1胎盘线粒体呼吸功能的测定：三次呼吸测定法
本文作者利用“三次呼吸测定法”检测样品中呼吸底物利用效率和电子传递系统（ETS）能力。起初没有ADP（没有ATP生成的O2消耗量;LEAK），然后加入ADP（OXPHOS状态）。首先，在苹果酸盐存在下，分别测定LEAK（PyL）和OXPHOS（PyP）状态下丙酮酸（Py）作为底物的呼吸。其次，在苹果酸盐存在下，分别测定LEAK（PalL）和OXPHOS（PalP）状态下棕榈酰肉碱（Pal）作为底物的呼吸。第三，使用底物滴定验证ETS能力。起初，在OXPHOS被激发（GMP）之前，在复合体I-结合的底物、谷氨酸和苹果酸的存在下记录LEAK状态下的呼吸（GML），并且最后，当通过ETS复合体I和II的电子达到饱和状态时，添加琥珀酸酯（GMSP）以测量OXPHOS能力。
2小鼠吸入性缺氧妊娠模型的建立
作者考虑到胎盘线粒体的功能可能受外界环境缺氧程度的影响，并影响胎儿生长，因此决定建立小鼠吸入性缺氧妊娠模型。文中分别评估了在妊娠期D11-D16或D14-D19实施中度缺氧（13％O2）和D14-D19实施重度缺氧（10％O2）对D16和D19胎盘线粒体功能的影响。缺氧水平分别相当于~3,米和~5,米的海拔高度，在此范围内人类和啮齿动物种群从显着水平减少到稀疏水平。由于缺氧处理会导致母体食物摄入量减少，因此文中除常氧对照组（N）外，还增设了常氧限食组（PF），即限食量与同妊娠日龄下13％O2或10％O2组的摄入量相当，以消除缺氧和缺氧诱导的摄食减少的影响。作者早期文章已经证实该动物模型在缺氧处理以及饲喂过程不会干扰胎盘线粒体功能。
3胎盘线粒体呼吸能力随妊娠时间的变化
作者对C57BL/6J孕鼠妊娠晚期胎儿生长最为迅速的三个时间点（D14,D16和D19）的胎盘取材，并区分了Jz和Lz两个区域。利用“三次呼吸测定法”检测了皂甙通透胎盘样品中物质利用和电子传递系统（ETS）能力。结果发现，Jz和Lz两个区域都可以利用和棕榈酰肉碱（Pal）作为呼吸底物。在Jz中，PyL在妊娠期D14-D19里显著下降（图1A），而Jz中PalL保持稳定（图1B）。Jz中PyP和PalP均未表现出随妊娠期的变化，而Py和Pal的呼吸控制比（RCRs;OXPHOS/LEAK）在妊娠期D16-D19里显著增加（图1A-C）。GMSP在妊娠期D14-D19里未发生改变（图1D）。
在Lz中，PyP和PalL在妊娠期D14-D19里显著下降（图1A和B）。Lz中的PyP在D14达到最大并足日降低（图1A）。而Lz中的PalP在D14-D19期间保持稳定。由于OXPHOS的下降程度比LEAK更大，因此相对于D14，在D19的Lz中Py的RCR值较低（图1C）。相比之下，Lz中的Pal的RCR值随妊娠进行而保持稳定（图1C）。Lz中GMSP在D14和D16达到最大，到D19时降低（图1D）。这些数据表明，当Lz生长最快时，妊娠早期的线粒体功能更活跃。但随着妊娠进行，Lz中O2消耗速率降低，尤其是Py降低，表明在妊娠晚期，O2和葡萄糖幸免不被胎盘自身利用，而是转移给了快速生长的胎儿。
4胎盘线粒体蛋白随妊娠时间的表达变化
接下来，作者分别检测了胎盘Jz和Lz中能够表征线粒体数量和功能的相关蛋白的表达水平。在Jz中，柠檬酸合成酶（CS，表征线粒体密度）和解偶联蛋白2（UCP2，线粒体内膜质子转运蛋白）的丰度随妊娠进行而下降（图1E）。同样地，Jz中的过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α（PGC1α，调控线粒体生成）的表达随妊娠进行呈现减少趋势（图1E，P=0.）。妊娠日龄对蛋白质羰基化具有全局影响。在Jz中，氧化应激标志物含量在D16达到最高（相对丰度平均值±SEM：D14,±7％;D16,±31％;D19：98±22％;P0.05）。然而，在D14-D19期间，Jz中没有任何一种ETS复合体丰度发生改变（图1E）。
与Jz不同，Lz中CS和PGC1α的表达未受妊娠日龄影响（图1F）。Lz中UCP2的丰度在D14和D16相似，但在D19下降（图1F）。LZ中ETS复合体II和IV的丰度（图1F）以及蛋白质羰基化水平在D16更高（D14，±8％;D16,±32％;D19：98±15％;D16的P0.05与D14和D19）。
图1
5妊娠期D11-D16中度缺氧（13%O2）条件下胎盘线粒体呼吸能力和线粒体蛋白表达变化
在D16胎盘的Jz中，发现Py作为底物的呼吸不受13％O2缺氧影响。然而，13％O2组胎盘Jz的PalL值比常氧对照组（N）的更大，但与常氧限食组（PF）的相似（图2B）。13％O2组胎盘Jz中PalP值与N组或PF组的没有显著差异（图2B）。13％O2缺氧处理对胎盘Jz中Py或Pal作为底物的RCR和GMSP值均未产生影响（图2C和D）。
在Lz中，13％O2组和PF组之间胎盘线粒体呼吸功能的差异很大（图2）。相对于PF组，13％O2组D16胎盘的Lz中Py作为底物的LEAK和Pal作为底物的LEAK以及OXPHOS呼吸速率和RCR均呈现显著降低（图2A-C）。与N组或PF组相比，13％的O2组的GMSP减少了（图2A-C）。
在D16胎盘Jz中，13％O2组的CS和PGC1α丰度相对于N组时降低的（图2E）。与N组相比，13％O2组的UCP2和ETS各复合体的丰度没有显著差异。13％O2组Jz中UCP2丰度与PF组相比也没有显著差异，但PF组的数值相对于N组是增加的（图2E）。此外，13％O2组的Jz中ETS复合体I和II的表达量比PF组更高，ATP合酶的表达量则比PF组更低（图2E）。
在D16胎盘的Lz中，13％O2组和PF组PGC1α的丰度都比N组更高，（图2F）。13％O2组ETS复合体III和ATP合酶比N组和PF组的更低（图2F）。在Lz中，其他ETS复合体、CS和UCP2丰度均不受13％O2的影响。然而，相对于N组，Lz复合体I在PF组中丰度更高。13％O2对Lz蛋白质羰基化也没有影响。由此可见，13％O2对D16胎盘Jz和Lz中的线粒体表型的影响是有差异的。
图2
6妊娠期D14-D19中度缺氧（13%O2）或重度缺氧（10%O2）条件下胎盘线粒体呼吸能力和线粒体蛋白表达变化
在D19胎盘Jz或Lz中，PyL和PyP呼吸以及Py作为呼吸底物的RCRs均不受13％O2或10％O2影响（图3A-C）。然而，13％O2组Jz中PalP值比N组更低，甚至于10％O2组Jz中PalP值也比N组和PF组更低。但是，Jz中Pal作为呼吸底物的RCRs和GMSP值均不受13％O2或10％O2影响（图3C）。
在D19Lz中，13％O2或10％O2组的PalL和PalP比N组的都更低（图3B）。与N组相比，10％O2组对应的PF组的Lz中PalP值也呈现较低水平（图3B）。在Lz中，13％O2和10％O2组中Pal作为呼吸底物的RCRs值类似于N组或相应的PF组（图3C）。与N组相比，Lz中13％O2和10％O2组的GMSP值均更低（图3D）。PF组Lz中GMSP值介于N组和10％O2组之间（图3D）。
在D19胎盘Jz中，13％和10％O2组的CS，PGC-1α和UCP2的丰度比N组均显著增加，但与各自的PF组没有显著区别（图3E）。缺氧对Jz中ETS各复合体的丰度或蛋白质羰基化水平均没有影响（图3E）。在Lz中，13％O2组、10％O2组和各自相应的PF组的CS丰度与N组相比具有更高的丰度（图3F）。Lz中PGC-1α的表达随缺氧处理趋于增加，13％O2组和N组之间存在显着差异（图3F）。总体而言，缺氧处理对Lz中ETS复合体II的丰度影响显著（图3F）。相比于N组，13％O2组Lz中ETS复合体IV和ATP合酶的表达量更高，但在10％O2组中并非这样（图3F）。相比于N组，PF组Lz中的ATP合酶丰度显著增加（图3F）。10％O2组Lz中蛋白质羰基化水平大概是其他实验组的两倍。由此可见，无论何种程度的缺氧对D19胎盘Jz和Lz中的线粒体分布都是有差异的。
图3
总结
这项针对小鼠的研究表明，胎盘线粒体既可利用脂肪酸又可利用碳水化合物作为呼吸底物，并在正常妊娠期间发挥功能，对不良外界环境（如缺氧）也会作出应答。该研究从各角度证明了胎盘Jz和Lz在线粒体呼吸，供能效率，底物利用，蛋白表达，线粒体密度和ETS复合体丰度的特异性差异，而这些差异取决于妊娠日龄，营养摄入和母体缺氧程度。研究还发现在正常和缺氧妊娠期间，胎盘氧化应激也存在区域性和妊娠日龄的差异，这可能与线粒体产生的ROS变化有关，并伴随细胞损伤等更为广泛的后果。该研究还
