亲水复合物I结构域和VDAC1的NDUFV2和NDUFS4亚基的低丰度预示着哺乳动物的长寿

亲水复合物I结构域和VDAC1的NDUFV2和NDUFS4亚基的低丰度预示着哺乳动物的长寿

影响因子：9.986

期刊：氧化还原生物学

单位： 欧洲FEDER基金

研究背景

•Cx I的基因表达和蛋白质含量存在物种特异性差异。

•长寿表型的实现与来自Cx I基质亲水域的亚基NDUFV2和NDUFS4的低蛋白丰度有关。

•长寿哺乳动物的VDAC（电压依赖性阴离子通道）量也较低。

•这些差异可能与长寿动物的衰老率有关。

研究目的

线粒体活性氧（ROS）的产生，特别是在复合物I（Cx I）上，已被广泛认为是决定物种寿命的决定因素之一。本研究采用一种比较方法来分析寿命从3.5至46年的8种哺乳动物的心脏组织中的复杂I。分别使用液滴数字PCR（ddPCR）和蛋白质印迹分析所选Cx I亚基的基因表达和蛋白质含量。以此来调查丰富的Cx I亲水域选择的亚基和VDAC可能与长寿命哺乳动物物种的mitROSp低有关

研究方法

我们使用液滴数字PCR（ddPCR）和蛋白质印迹方法来定义八个哺乳动物物种心脏组织中线粒体电子运输链Cx I亚基和VDAC的基因表达和蛋白质含量的稳态水平寿命的差异，从老鼠的3.5岁到马的46岁。

基因表达：液滴数字PCR  

事先进行DNA扩增，使用RNeasy纤维组织迷你试剂盒（德国盖尔根，Qiagen）提取来自15 mg整个心脏组织的RNA，并使用高容量cDNA逆转录试剂盒（美国加利福尼亚州Applied Biosystems）将其逆转录为cDNA。。

对于DNAJD定量（份数/μl），反应混合物中含有1x EvaGreen ddPCR Supermix，200 nM引物和0.01–16 ng模板cDNA。为了产生液滴，将20μL反应混合物和70μL用于EvaGreen的液滴产生油装入液滴生成芯片中，然后将其放入液滴生成仪中。从每种PCR反应混合物中，将20μL转移到96孔PCR板中，并使用PCR板封膜仪用箔加热将其密封。在最初的DNA聚合酶激活（95°C，5分钟）和40个循环（由DNA变性（95°C，30 s），引物退火（58°C，1分钟）之后，在PCR仪中进行扩增）和延伸（60°C，1分钟）。包括ZH的染料稳定化步骤（4°C 5分钟和90°C 5分钟）。用微滴读取仪读取液滴，并使用软件进行分析。

研究进展

1●多元统计数据显示特定物种的Cx I谱

应用多变量统计确定哺乳动物中特定的Cx I亚基基因表达（ndufv2，ndufs3，ndufs4和ndufs5）和蛋白质含量（NDUFV2，NDUFS3，NDUFS4和NDUFA9）是否不同。非监督主成分分析（PCA）显示了Cx I的物种特异性基因和蛋白质谱的存在，能够解释高达65.4％的样品变异性（图1 A）。用热图表示的样本的层次聚类揭示了啮齿动物（小鼠，大鼠和豚鼠）和非啮齿动物（兔子，猪，牛和马）的特定Cx I模式（图1 B和C）。通过执行监督分析，例如偏最小二乘判别分析（PLS-DA）（图1 D），可以证实这些结果。当仅使用一种组分时，PLS-DA模型的交叉验证值得出的ZDQ 2为0.3，R 2为0.4（图1 E）。置换测试（1000次重复）得出的p = 0.02，表明置换数据形成的分布均未比基于原始数据的观察到的统计数据更好（图1 F）。通过可变重要性投影（VIP）分数> 1.5评估不同测量特征的组间区分能力，该分数仅针对NDUFV2获得（图1 G）。这些结果得到了应用随机森林（RF）分类算法的支持，该算法揭示出物种总体分类误差为0.26（图1 H和I）。

2●VDAC含量与动物寿命有关

VDAC是线粒体通透性过渡孔（mPTP）的组成部分，通常用作线粒体蛋白的上样对照。为了在比较不同动物时检查其适用性，我们通过执行ANOVA分析比较了总VDAC含量。出乎意料的是，我们发现不同动物物种之间的总VDAC含量会发生变化，并且与动物寿命呈负相关（图2A）。此外，VDAC总含量与NDUFV2和NDUFS4蛋白含量呈正相关（图2B和C）。

研究结论

长寿的哺乳动物物种的复合物I亲水域的NDUFV2和NDUFS4亚基水平较低，这可能部分归因于其较低的mitROSp和较高的寿命。这些动物较低的VDAC含量也可能由于较低的ROS介导的线粒体通透性过渡孔的开放而有助于其长寿。

文章总结

通过文章的研究发现，利用数字PCR技术可以JZ检测VDAC1的NDUFV2和NDUFS4亚基的低丰度，以此来研究哺乳动物长寿的原因，广东永诺YL科技有限公司自主研发的数字PCR检测平台，以其可靠的检测性能，为动物基因JZ研究提供可靠保障。

文献原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231720303281?via%3Dihub