PNAS| 奥地利Oroboros O2k 在心肌缺血再灌注损伤作用机制中的应用

引言：随着心脏外科体外循环、冠状动脉搭桥术、复杂先天性心脏病纠治术、瓣膜置换术及大血管外科手术等技术的推广应用，心肌缺血后再灌注损伤已成为影响心脏血管外科手术疗效的一大难题。研究表明，心肌缺血后再灌注损伤的发生可能与钙超载、氧自由基增多、心肌纤维能量代谢障碍等机制有关，但具体发病机制尚未得到相关结果阐明。

应用案例：心肌缺血再灌注损伤作用机制研究

      摘要：线粒体电子泄漏引起的活性氧的产生可能在很多生理或病理过程中都有参与。NDUFA 13是线粒体复合体I的辅助亚基，具有独特的分子结构。作者在研究中建立了心脏特异性NDUFA 13基因敲除杂合子小鼠。在基础状态下，NDUFA 13 的适度下调在复合体I内引起电子泄漏，导致轻度增加了细胞质局部的H2O2。由此产生的活性氧作为第二信使，负责STAT3的二聚化，激活了抗凋亡信号通路，z终显著抑制超氧化物爆发并减少了缺血再灌注过程中的梗死面积。

       结果：通过O2k对新鲜分离的心脏线粒体进行线粒体呼吸功能分析。测定了复合体I、II、IV的氧消耗率（OCR）。数据表明，与 (Cre-flox/-)对照小鼠相比，(Cre+flox/-) NDUFA13 基因敲除小鼠中复合体I的底物驱动OCR降低，其他复合体OCR没有变化；表明建立了心脏特异性NDUFA13基因敲除小鼠模型；为了研究NDUFA13基因敲除导致ROS生成情况，作者用O2k同时测量OCR和H2O2水平。使用针对复合体I和复合体III的不同底物和阻断剂，作者证明了(Cre-flox/-)对照小鼠线粒体以琥珀酸为底物产生了大量H2O2，并且可以被鱼藤酮阻断；相反，(Cre+flox/-) NDUFA13 基因敲除小鼠则H2O2量很低。

参考文献：Hengxun Hu, et al. Electron leak from NDUFA13 within mitochondrial complex I attenuates ischemia-reperfusion injury via dimerized STAT3. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Nov 7;114(45):11908-11913.

奥地利OROBOROS O2k多维度能量代谢分析系统

1、光电联合多参数实时动态检测技术：

电化学实时动态检测模块：pO2（高分辨率极谱氧电极传感器，耗氧率检测分辨率为±1 pmol O₂∙s-¹∙mL-¹）、pH、H2O2、TPP+（测量线粒体膜电位）、H2S、NO、质体醌；

荧光实时动态检测模块：MMP（测量线粒体膜电位）、ATP、Ca2+、ROS、NADH；

2、原代细胞、原代组织能量代谢快速检测技术：

无需过夜培养、样品快速检测，更加客观反映样品更接近体内的能量代谢水平；

3、多维度能量代谢分析平台：

适应线粒体、细胞、组织块、活检样品等不同层次不同水平的样本检测。