PIAS1(protein inhibitor of activated signal transducer and activators of transcription 1)蛋白是一种可以抑制信号转导与转录激活子1(signal transducer and activators of transcription 1, STAT1)的特异性抑制蛋白,也具有小泛素样修饰剂(small ubiquitinlike modifier, SUMO)连接酶E3的活性,参与多种转录因子的活性调控和多种蛋白质的SUMO化修饰。PIAS1在肿瘤的发生发展过程中是一把“双刃剑”,既有促进作用,也有抑制作用。PIAS1在肺癌、前列腺癌、乳腺癌、淋巴瘤等组织中高表达,可以通过促进肿瘤细胞的增殖和转移,抑制肿瘤细胞的凋亡作用,来调控肿瘤的发生发展;但是PIAS1在胃癌、结肠癌等组织上表达较低。本文综述PIAS1在肿瘤发生发展过程中的调控作用,为肿瘤的靶向治疗提供新的思路。
鸢尾素(irisin)是近年发现的由Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5(FNDC5)剪切、分泌到血液中的多肽片段。鸢尾素促进褐色脂肪组织及产热基因的活化,提高机体能量消耗,从而减轻体重。更有研究表明,鸢尾素在肥胖、糖尿病等代谢性疾病、骨生成、骨代谢及慢性肾病方面发挥功能。因此,鸢尾素是很具前景的代谢性疾病防治靶点。本文将深入探讨鸢尾素相关争论与质疑,尝试找到现阶段研究中存在的不足,旨在为下一步研究提供方向及新视角。
长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类转录本长度在200至数千个核苷酸序列,且不具有蛋白质编码潜能的非编码RNA。相较于研究较多的微小RNA(microRNA,miRNA)和干扰小RNA(small interfering,siRNA)等非编码小RNA,lncRNA的许多功能仍尚不清楚。但越来越多的研究发现,lncRNA可通过多种方式调控中枢神经系统发育,包括表观遗传组蛋白甲基化、转录辅因子调控、可变剪接调控等途经。而以上途经的异常均与多种人类重大疾病的发生密切相关,例如,阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)、自闭症(autism spectrum disorder,ASD)、精神分裂症(schizophrenia,SZ)等。本文就lncRNA在表观遗传水平、转录水平、转录后水平和翻译水平上调控神经系统发育以及其在人类神经性疾病中的作用进行综述。
细胞自噬是真核生物中高度保守的一类生物学途径,它通过降解细胞浆内不同组分,维持细胞自身平衡并帮助细胞在应激情况下生存。自噬在生物体生长发育、免疫防御、肿瘤抑制及神经退行性疾病中都有重大的意义。哺乳动物细胞中,自噬过程主要由自噬相关蛋白(Atg)所形成的一系列复合物所调控,这些蛋白质分别在自噬的启动、自噬泡的形成、延伸及成熟和降解过程中发挥重要的作用。在此,本文针对一些重要的自噬相关蛋白质对近年来自噬分子机制的研究进展做一总结。
转录激活子样效应因子核酸酶(TALENs)已用于基因组编辑,而TALE转录激活因子(TALE-TFs)可用于内源基因的调控。通过修饰的TALE蛋白与内源基因的启动子特异性结合来激活或抑制基因的表达。但是,对于截短了N端的TALE是否会影响TALENs的效率还不确定。本文设计了不同长度N端的TALENs哺乳动物及酵母表达载体,对应哺乳动物绿色荧光报告载体及酵母报告载体。分别在哺乳动物细胞和酵母细胞上对不同长度N端TALENs的活性进行了检测。检测结果发现,含 120 个氨基酸N 端的TALEN在酵母AH109细胞中的活性最高,N端长度为153个氨基酸的TALENs在293T细胞中表现最高的活性,但N端长度为153、140和160个氨基酸的TALENs的活性差异不显著(P>0.05)。随后,将结构优化了的TALE-TF用于小鼠胎儿成纤维细胞中激活Oct4基因。相对阴性对照组,TALE-TF将Oct4基因表达量上调了418倍。本研究结果表明,在哺乳动物细胞和酵母细胞中,具有最高活性TALENs的N端长度是不同的。本研究用结构优化的TALE-TF诱导内源基因高水平的表达,为从体细胞中获得iPS细胞提供了研究策略。
经典瞬时受体电位3(transient receptor potential canonical 3,TRPC3)通道是胎儿期和围生期中枢神经系统中广泛表达的非特异性阳离子通道,参与体内众多生理和病理过程。有研究证明,TRPC3通道是细胞内钙稳态的重要调节者,调节包括细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)通路在内的多条钙敏感胞内信号转导通路的活性,最终影响神经元的生存或死亡。但TRPC3通道在新生动物缺氧缺血性脑损伤(hypoxic- ischemic brain damage,HIBD)模型中的作用及其机制尚未见报道。本研究取新生7 d的SD大鼠,采用右侧颈总动脉结扎和缺氧(8% O2)2~5 h制备HIBD模型,观察腹腔注射选择性TRPC3阻断剂pyr3(5 mg/kg和20 mg/kg)对缺氧缺血处理后,急性期和长期神经行为学及脑组织损伤程度的影响。神经功能缺损评分和平衡木实验结果显示,用pyr3特异性阻断TRPC3可恶化缺氧缺血大鼠的神经行为学障碍;脑组织含水量检测、TTC染色和患/健侧脑重比等结果显示,pyr3可加重脑水肿,增加脑组织梗死区体积和加重脑萎缩程度。Western印迹实验显示,缺氧缺血可以导致患侧脑组织ERK1/2磷酸化水平一过性升高,阻断TRPC3可以显著抑制ERK1/2的磷酸化,并可上调促凋亡蛋白BAX和下调抗凋亡蛋白BCL-2的表达。上述结果证明,阻断TRPC3通道可以加重新生大鼠的缺氧缺血性脑损伤,其机制可能与其对ERK信号通路活性的调节作用有关,因此可能成为HIBD治疗的潜在作用靶点。
组蛋白去乙酰化酶(HDACs)抑制剂丁酸钠调节细胞分化、增殖和抑制肿瘤发生。硫氧还蛋白相互作用蛋白( thioredoxin-interacting protein,TXNIP)通过负性调控硫氧还蛋白的活性,调控细胞内的氧化还原平衡,抑制细胞生长。本研究证明,丁酸钠可通过激活依赖于转录因子NF-Y的TXNIP 表达,诱导人非小细胞肺癌细胞A549死亡。MTT法显示,5 mmol/L丁酸钠处理A549 细胞72 h可显著诱导其死亡;流式细胞分析发现,其中大部分细胞以凋亡形式死亡。表达芯片分析表明,在丁酸钠处理的A549 细胞中,TXNIP 的mRNA 水平显著提高30~50倍;实时定量PCR、免疫细胞化学和蛋白质印迹结果进一步证明,丁酸钠可显著上调TXNIP 表达。荧光素酶报告基因分析证明,与对照细胞比较,丁酸钠刺激的细胞内报告酶活性可提高约10 倍,提示丁酸钠可激活TXNIP 启动子的转录活性。TXNIP 启动子删除突变分析显示,删除NF-Y 结合的DNA 序列显著降低丁酸钠对TXNIP 启动子的激活能力, 表明NF-Y转录因子参与丁酸钠介导的TXNIP基因转录激活。为分析TXNIP 在A549 细胞中的定位和部分功能,在A549细胞 中过表达GFPTXNIP 融合蛋白及其截短突变体融合蛋白;结果显示,野生型和保留N 端1-281aa的截短突变体定位在细胞核,而删除N 端1-200aa 时,其定位在细胞核和细胞质,提示N 端1200aa 可调节该蛋白质的定位。然而,丁酸钠刺激未发现表达的GFPTXNIP在细胞内定位改变。以上结果表明,丁酸钠可通过激活转录因子NFYC 依赖的TXNIP激活,诱导A549 细胞死亡,但不能改变TXNIP蛋白在细胞内的定位。上述结果还提示,TXNIP 的N 端1-200aa 可能在调节TXNIP 的细胞定位中发挥作用。是否丁酸钠刺激TXNIP表达导致的细胞死亡系通过改变细胞氧化压力,以及TXNIP在细胞中定位的详尽调节机制尚待进一步研究证明。
微环境在胃癌发病过程中发挥重要作用。了解胃粘膜早期癌变的分子机制,对防治胃癌具有十分重要的意义。为了解胃粘膜非典型增生过程中,微环境中蛋白质的相互作用及调节机制,采用激光捕获显微切割(laser capture microdissection, LCM)技术,纯化正常胃粘膜组织(normal gastric mucosa tissue, NGM)和胃粘膜非典型增生(gastric mucosal atypical hyperplasia, GMAH)间质,通过同位素标记定量蛋白质组学技术分析,鉴定NGM和GMAH间质的差异表达蛋白质。利用生物信息学软件,分析NGM和GMAH间质差异表达蛋白质的相互作用及其联系。共鉴定出165个GMAH间质差异表达蛋白质,其中GMAH组织中表达上调者99个,下调者66个。它们涉及一些与肿瘤相关的信号通路,如p53信号通路、MAPK信号通路、细胞周期与凋亡等信号通路,且与细胞生长、增殖、凋亡和体液免疫应答等生物学过程有关。这些差异表达蛋白质,在STRING网络中呈现相互作用,两两间相互联系。 本文的研究提示,胃粘膜非典型增生微环境中存在S100A6和SOD3等蛋白质间的相互作用,它们通过影响p53信号通路、MAPK信号通路、细胞周期与凋亡等信号通路,在胃癌发病过程中发挥作用。
经过长期的高脂膳食后并非所有个体都会发生肥胖,还有些个体会产生肥胖抵抗现象。高脂膳食影响海马依赖的学习记忆等认知功能已被广泛证实,但目前关于高脂膳食对肥胖抵抗个体学习记忆能力影响的研究仍较少见。本文旨在对比研究高脂膳食对肥胖易感(obesity-prone, OP)和肥胖抵抗(obesity-resistant, OR)大鼠空间学习记忆能力的影响,并探讨其潜在的可能机制。Morris水迷宫结果显示,肥胖易感大鼠的学习能力显著低于对照大鼠和肥胖抵抗大鼠,但3组大鼠的记忆功能无显著性差异。Western印迹结果显示,与对照组相比,肥胖易感和肥胖抵抗大鼠海马内脑源性神经营养因子(BDNF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)和突触素(SYN)的含量均显著降低,丙二醛(MDA)和白介素1β(IL-1β)的含量均显著升高;且肥胖易感大鼠海马内上述蛋白质含量的变化更明显。免疫荧光染色和激光共聚焦显微镜扫描结果均显示,肥胖易感大鼠的海马神经发生水平显著低于肥胖抵抗大鼠和对照大鼠,但肥胖抵抗大鼠的海马神经发生水平与对照大鼠相比未见显著性变化。这些结果提示,高脂膳食可能是通过降低海马内突触可塑相关蛋白质的表达和神经发生,以及加剧炎症反应来损害肥胖易感大鼠的空间学习能力,而对肥胖抵抗大鼠的学习记忆能力影响不显著。