编者按 基因及其产物是生命法则的基石,但对人体基因组中约三分之一已命名的基因,目前还所知甚少。换言之,目前对生理、病理现象的认识,是在忽略了这些未明基因及其功能的前提下获得的,因此也注定是局限的、甚至可能是错误的。遗憾的是,学界以及学术期刊常常追捧明星分子,而认为那些被普遍冷落的基因并不重要。这正是本文主角基质重塑相关7(MXRA7)遇到的境地:2002年被发现,但十余年无人问津。王宜强团队最初在小鼠新生血管模型中捕捉到MXRA7的变化,然后证实该基因在角膜损伤模型、肝损伤模型、骨发育、银屑病中发挥作用,发表了国际上第一批关于该基因功能的研究论文。同时,最近十几年迅速积累起来的各种高通量数据,很多都包含着关于MXRA7的信息,对它们进行梳理、挖掘,提示MXRA7还可能参与肿瘤、心血管疾病、个体发育、免疫反应等生理、病理过程。为此,我们邀请王宜强研究员对MXRA7进行系统阐述,以期达到两个目的:第一,引起学者对MXRA7基因甚至MXRA家族的关注;第二,以MXRA7为例,呼吁综合利用各类型数据锁定线索、启动对未明基因功能的研究。
摘要 本世纪初,有学者对1 375份人类cDNA文库内的所有基因进行共表达分析,发现有8个转录本总是与基质重塑相关的基因(如胶原、基质金属蛋白酶、骨成型蛋白等)共表达,将它们命名为matrixremodeling associated 1~8(MXRA1~8,暂译“基质重塑相关1~8”基因),但它们彼此之间并无序列同源性。随后的研究确定了该家族中除MXRA7外其他7个成员的生物学功能,其中部分成员在研究中以其他别名出现,比如MXRA4即CD93或C1qRP。国内学者首先在关于角膜新生血管和角膜感染的研究中报道MXRA7表达的变化,继而在化学诱导的肝损伤模型、免疫介导的银屑病模型以及骨髓间充质干细胞向成骨细胞、成脂细胞分化模型中证实MXRA7的重要作用。基因组文库数据显示MXRA7在脊椎动物中保守存在,且在人和小鼠等模型生物中均可以产生多种蛋白异构体。大量公共数据库(比如GEO)中都包含MXRA7在不同实验体系中的表达水平和变化信息,众多基于高通量分析的文献也常在数据流水账中对MXRA7一笔带过。对这些资源进行汇总分析,提示MXRA7基因产物可分布于胞外基质、胞浆中甚至细胞核内,可参与胚胎发育、细胞分化、细胞代谢等多种生理过程,或参与神经系统、心血管系统、骨骼系统的病理过程,或参与肿瘤、白血病、免疫性疾病、感染等疾病的发病机制。本文对现有文献和公共数据进行综述,以期激发学界对MXRA7的关注。
自噬作为细胞内的一种分解代谢途径,可将胞质中异常聚集的蛋白质、受损细胞器及其他细胞成分转运至溶酶体进行降解,以维持蛋白质稳态和细胞代谢平衡。研究表明,阿尔茨海默病 (Alzheimer’s disease, AD)脑内β 淀粉样蛋白(amyloid-β, Aβ)沉积、Tau蛋白异常磷酸化和突触可塑性失调与细胞自噬紊乱有关。适宜的运动能够调节神经细胞自噬水平和抑制AD动物脑内的多种病变,但具体机制尚不明确。综述近期研究成果发现,运动可能通过以下途径保护大脑和改善AD:(1)运动可以激活AMP依赖的蛋白激酶(AMPactivated protein kinase, AMPK)和抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)信号诱导自噬启动,提高自噬流和自噬溶酶体的降解,从而促进Aβ和磷酸化Tau蛋白的自噬清除。(2)运动增加脑内脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)表达,经由BDNF/酪氨酸激酶受体B(tyrosine kinase receptor B, TrkB)信号,以及磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol-3-kinases, PI3K)/蛋白质丝氨酸苏氨酸激酶(protein-serine-threonine kinase, AKT)信号途径调节自噬流,从而介导BDNF诱导的突触可塑性。(3)运动可能通过调节神经细胞自噬,维持神经递质稳态和突触传递。