Basic Research in Cardiology | lncRNA调节心脏代谢稳态作用研究—O2k在心血管疾病领域的应用
心血管疾病研究为什么要关注线粒体？
心脏是人体内z大的耗能器官，线粒体是能量的主要来源。线粒体在心肌细胞中大量分布，约占心肌细胞总容积的40%-60%，为心肌细胞的正常收缩及代谢提供能量，并维持心肌细胞内稳态。线粒体是细胞生命活动的能量工厂，是几乎所有真核生物都存在的一种细胞器。它的主要功能是进行氧化磷酸化 (OXPHOS) 合成 ATP，是糖类、脂肪和氨基酸等物质的z终氧化释放能量的场所，对维持生物体正常生理功能至关重要；线粒体除了作为细胞内能量生成的关键细胞器，还参与细胞凋亡、自由基产 生、脂质代谢等代谢过程。因此，线粒体功能稳定对于心脏维持正常生理功能非常重要。
线粒体氧化磷酸化功能评估为心血管疾病研究带来的重要参考
线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）系统是线粒体能量代谢的中心，是真核细胞能量产生的关键。支持OXPHOS系统运转的是电子传递链（ETC） 上的五种酶复合体：复合体I（也称CI或NADH：泛醌氧化还原酶），复合体II（也称CII或琥珀酸脱氢酶SDH），复合体III（也称CIII或细胞色素bc1氧化还原酶），复合体IV（也称CIV或细胞色素c氧化酶），由复合体I-IV生成的质子梯度随后被复合体V（ATP合酶）所利用，催化ADP磷酸化生成ATP。OXPHOS系统中任何一个复合体发生变化或功能障碍都与心血管疾病的发生发展密切相关。
Oroboros O2k拥有的一次性同时快速检测氧化磷酸化各复合体的功能活性的技术特点：
Oroboros O2k提供了一种独特的SUIT（底物-解偶联剂-抑制剂-滴定，Substrate-uncoupler-inhibitor-titration）检测方案来检测线粒体氧化磷酸化各复合体的功能活性：
Oroboros O2k没有加药孔的限制，也没有试剂盒的限制，可以根据实验设计灵活的无限制的添加底物、抑制剂、解偶联剂及不同浓度的药物滴定，实现同一个样本一次性快速进行复合体I、复合体II、复合体IV、z大呼吸率、ATP合酶（复合体V）的功能活性检测，深度挖掘线粒体能量代谢信息，快速评估和表征线粒体氧化磷酸化各复合体功能活性，从而助力心血管疾病研究。
应用案例：BasicResearchinCardiology | lncRNA调节心脏代谢稳态作用研究
摘要：代谢调节是预防缺血性心脏不良重塑的一种很有前景的治疗方法。作者发现了一种新的心肌细胞富集的lncRNA，称为LncHrt，它可以调节代谢和导致心力衰竭的病理生理过程。本研究确定LncHrt与SIRT2相互作用以通过干扰CDK5和SIRT2相互作用来保持SIRT2脱乙酰酶活性。这会增加下游LKB1-AMPK激酶信号，从而改善功能和代谢缺陷。LncHrt是一种新的基于RNA的缺血性心脏病潜在治疗靶点。
结果：通过O2k测量AAV-LncHrt注射后心脏远端缺血区小鼠肌纤维中的耗氧率（OCR）来评估LncHrt是否改善MI后心脏的代谢稳态，结果显示，LncHrt显著提高了脂肪酸氧化（FAO）途径的线粒体呼吸能力；显著促进复合体I、复合体II和复合体IV的OXPHOS水平；通过O2k测量LncHrt敲低是否会影响心脏的代谢稳态，与对照组相比，作者观察到LncHrt敲低组线粒体呼吸受损，脂肪酸氧化和复合体I氧化磷酸化能力显著受损；通过O2k进一步评估了LncHrt对心脏代谢稳态的治疗作用，MI后LncHrt治疗显著提高了脂肪酸氧化途径的线粒体呼吸能力、复合体IOXPHOS水平，以及复合体II底物琥珀酸耗氧率（OCR）。
参考文献：Ning Liu, et al. LncRNA LncHrt preserves cardiac metabolic homeostasis and heart function by modulating the LKB1‐AMPK signaling pathway. Basic Research in Cardiology (2021) 116:48.
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