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• 2020年, 36卷, 第9期
  刊出日期：2020-09-20

    

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特约综述
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  葡糖酰胺（O-GlcNAc）修饰：细胞内糖基化的前世今生

  李静,谭忠平

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 987-1001. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.08.1198

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  糖基化是一种古老的蛋白质翻译后修饰，常见于细胞外的糖被结构和细胞内部的内质网和高尔基体内。近年来，一种细胞内的糖基化修饰逐渐被大家所认识，这就是氧连接的N-乙酰葡糖胺（O-linked β-N-acetylglucosamine, O-GlcNAc）。它是唯一发生在细胞内的参与信号转导的糖修饰，一般发生于细胞质和细胞核中。自从20世纪80年代发现O-GlcNAc以来，生物学家和化学家一直在研究它修饰的位点和行使的生物学功能。O-GlcNAc 修饰发生在丝氨酸和苏氨酸上，因此可以与磷酸化之间形成阴阳关系并参与信号转导过程。但由于其低丰度易水解的特点导致难以鉴定位点，又使研究人员难以见其真容。本文将回顾O-GlcNAc 修饰的发现历史，介绍近年来发展的化学生物学手段对其位点的鉴定，并着重阐释该修饰在细胞周期以及表观遗传等生物过程中的功能。随着学科交叉及质谱技术的发展，古老而弥新的糖基化修饰将绽放出新的花蕾。
  
综述
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  肺的铁稳态机制与肺疾病时铁代谢的变化

  赵晋英,曾佳佳,李艳伟

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1002-1012. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.07.1101

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  铁对几乎所有生物都至关重要，人体铁稳态和细胞铁转运受到严格调控。生理情况下，肺主要从血循环吸收铁，呼吸道吸入的铁很少。肺的铁吸收、储存和排出由相应铁转运蛋白介导，肺铁稳态亦受铁调素和铁调节蛋白/铁反应元件的调控。系统铁稳态发生变化会引起肺的铁转运蛋白表达改变，以适应肺对铁的需求。因与外界空气直接接触，肺泡上皮常暴露于含铁颗粒物或病原微生物中，因此肺部铁的生物利用受到严格的调控，以便控制病原微生物或铁过载引起的组织损伤。吸烟、空气污染、吸入职业粉尘使得呼吸道来源的铁增加，病源菌感染会主动竞争肺铁，肺出血使得血红素铁释放增加，这些均会造成肺铁代谢紊乱。肺具有自身的铁解毒和隔离机制，会分泌铁结合蛋白结合铁。上皮细胞和巨噬细胞的铁吸收蛋白会表达升高，促进铁隔离，巨噬细胞可吞噬渗漏的红细胞。一旦肺的铁解毒和隔离机制不能满足要求，肺部感染会加重或扩散，游离铁会促进氧化应激损伤。铁诱导的氧化应激会加重急性肺损伤，肺囊性纤维化引起的铁代谢异常促进了绿脓杆菌的感染，肺铁紊乱参与哮喘、慢性阻塞性肺病、矽肺、肺癌等的病理过程。通过系统或局部应用铁螯合剂，采用针对肺铁代谢调节的治疗措施，可能发挥一定的治疗作用。
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  液-液相分离在细胞信号调控过程中的作用机制

  窦志慧,王玉佩,张红

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1013-1023. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.06.1143

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  近年来，液-液相分离（简称相分离）因其独特的功能与组织性，在细胞生物学研究中发展迅速。细胞内部分蛋白质及核酸（多为RNA）等生物大分子通过由多种弱多价相互作用及构象熵共同介导的相变（phase transition）形成无膜细胞器（membraneless organelles, MLOs）。这些无膜结构具有明显的流体性质，包括其圆形外表、可浸润、滴落和彼此融合，并具有动态的内部成分交换。在体内形成的无膜细胞器，广泛参与到包括细胞膜信号传导、膜结合蛋白质组装、染色质重塑、RNA代谢、突触传递、活跃转录中心形成、有丝分裂结构形成，以及蛋白质病理性转变等多种重要的细胞内信号调控过程。本文从相分离的研究背景，相分离发生的分子机制，正常相分离过程参与的多种细胞生理活动，异常相分离与神经性疾病及癌症发生的关系等方面，阐述了生物大分子的相分离在细胞信号调控过程中的普遍性及重要作用，并对研究相分离的实验技术和常用的相分离数据库进行了介绍。生物大分子相分离行为的发现，为重新理解众多结构及细胞生物学现象提供了全新的角度，生物大分子相分离可能作为一种新的生物学过程，帮助重新认识众多信号通路的调控方式，也有望为相关疾病的治疗提供新的方向。
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  单细胞测序和基因编辑技术在造血干细胞研究中的应用

  李博 马元武

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1024-1032. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.06.1135

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  造血干细胞对血液系统稳态维持发挥着至关重要的作用，它通过自我更新以维持自身不被耗竭，同时通过定向分化，补充各类功能血液细胞。当造血干细胞自我更新和定向分化出现问题，就会产生一系列造血系统疾病，例如髓系白血病、淋系白血病和骨髓增生性疾病等。关于造血干细胞的衰老和疾病变迁的调控机制一直是研究的热点。作为异质性细胞群，造血干细胞命运受到细胞内调控因子、细胞外生长因子、细胞外基质蛋白等多种因素调控，这是一个高度复杂且精确的调控过程。单细胞测序技术的发展，可以在单细胞水平从基因组、转录组、表观遗传组和蛋白质组等方面了解造血干细胞的命运调控网络。利用基因编辑技术可以建立多种基因修饰动物模型，不仅可以用于基因功能研究，也可以用于评价造血干细胞的安全性。此外，基因修饰动物模型结合单细胞测序技术，还能对造血干细胞实现命运示踪和调控分析。单细胞测序和基因编辑等新技术的应用，极大地推动了造血干细胞相关研究的进展。本文将从这些新技术在造血干细胞研究领域中的应用和存在的问题进行阐述，方便大家了解这些技术的优缺点，以便在以后的应用中提供帮助。
  
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  单链退火修复及其在疾病治疗和基因编辑中的作用

  黄溥婉,李莉萍

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1033-1040. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.07.1122

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  DNA双链断裂 (double strand breaks，DSBs) 对细胞生存是致命的。细胞内经典非同源末端连接 (classical non-homologous end joining，C-NHEJ)和选择性非同源末端连接 (alternative non-homologous end joining，A-NHEJ)、重组修复 (homology-directed repair，HDR)、单链退火修复 (single-strand annealing，SSA) 等通路可竞争性修复DNA双链断裂损伤。其中，SSA途径不使用同源染色体或姐妹染色单体，仅依赖于重复序列彼此退火配对，并涉及遗传信息的丢失，是容易出错的修复过程，具有诱变性。相比其他修复途径，在细胞周期S和G2期中，末端切除暴露出更长的同源重复序列（>20 bp），有利于细胞选择SSA途径进行修复。在一些SSA活性升高的同源重组 (homologous recombination，HR)缺陷癌症中，癌症细胞可利用SSA途径获得耐药性，也预示着疾病风险的提高。因此，靶向SSA途径的抑制剂具有抑制癌症进展，以及逆转肿瘤细胞对聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase，PARP)抑制剂耐药的作用，是一种新型的治疗策略，可能成为特定同源重组缺陷癌症风险评估的有力工具。检测SSA活性将有助于更好区分癌症的发生和进展。同时随着基因编辑技术的发展，基于SSA途径的荧光报告基因方法，用于检测规律成簇的间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR-Cas9）系统中引导RNA（gRNA）的特异性和裂解活性被证明是有效、可靠的策略，同时结合CRISPR-Cas9靶向和SSA诱导的DNA编辑，可以特定模式表达多个gRNA并实现多种细胞类型特异性操作和组合遗传靶向。尽管对SSA途径的研究与基于SSA途径的技术应用已取得不错的进展，但仍有许多问题有待阐明。
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  肿瘤干细胞的代谢

  邢正操,樊秋菊,吴宏梅

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1041-1047. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.07.1115

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  瘤干细胞（cancer stem cells, CSCs）又称为肿瘤起始细胞（tumor initiating cells, TICs），是一类具有干细胞样特性的细胞群，能够起始肿瘤发生并具有自我更新和分化能力，是导致肿瘤异质性的主要原因之一，且呈现高度的化疗不敏感性和化疗耐药性，对于肿瘤的发生发展以及肿瘤复发至关重要。近年来，肿瘤代谢在肿瘤发生发展中的重要地位日益凸显，虽然分化的肿瘤细胞与肿瘤干细胞都呈现出适应性的代谢重编程（metabolic reprogramming），但是目前观点认为，肿瘤干细胞的代谢特征具有其特异性，从而满足其生存需求，并维持其干性和自我更新。关于肿瘤干细胞的特异性代谢特征至今并未达成共识。一些研究发现，肿瘤干细胞主要依赖有氧糖酵解供能。但也有研究指出，线粒体代谢是其主要能量来源。肿瘤干细胞似乎表现出更好的代谢适应性，能够转变其代谢偏好以更好的适应其生存环境的改变。关注肿瘤干细胞代谢异常和通路的改变，将有望为肿瘤治疗寻找代谢弱点（vulnerability）和作用靶标。基于现有的肿瘤干细胞相关研究，本文综述了有关肿瘤干细胞鉴别和分离培养的方法，着重介绍了肿瘤干细胞的糖代谢、脂肪酸代谢和氨基酸代谢特征，也讨论了肿瘤微环境对肿瘤干细胞代谢的影响，强调了靶向肿瘤干细胞代谢结合化疗药物的治疗策略，从而有助于临床寻找更为有效的肿瘤治疗手段。
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  硬酯酰辅酶A去饱和酶1调控肝细胞癌脂肪酸代谢异常的作用机制

  侯清怡,郭丽梅

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1048-1054. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.07.1073

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  肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的发病率和致死率在我国位居前列。近年来，HCC的多组学研究发现，单不饱和脂肪酸的增多有利于HCC细胞脂肪酸的从头合成，而硬脂酰辅酶A去饱和酶1（stearoyl-CoA-Ddesaturase, SCD1）是饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸转化的关键限速酶，SCD1活性的升高是肝细胞癌发生的主要原因之一。通过p53、Wnt/β-catenin、EGFR、自噬等途径的调节，SCD1介导的脂肪酸去饱和途径促使HCC细胞的脂肪酸代谢平衡向不饱和脂肪酸倾斜，促进癌细胞的增殖和侵袭，减少癌细胞的凋亡。干预SCD1的表达可以有效抑制HCC进展。SCD1在肝细胞癌的发展中具有重要作用，有望成为肝细胞癌的治疗靶标之一。本综述关注肝疾病中调控脂肪酸代谢的关键酶SCD1,整理分析了SCD1的表达和调控与肝的脂肪酸代谢异常及HCC发生之间的关系，SCD1与肝细胞癌主要致癌分子的作用，以及可能的SCD1干预方法。希望为深入探究肝的代谢与HCC发生及演进打开新的思路，为HCC的治疗增添新的靶点。

研究论文
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  神经型一氧化氮合酶（nNOS）与SUMO连接酶PIAS3相互作用结构基础鉴定

  胡露露,杜彩萍

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1055-1063. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.08.1225

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  神经型一氧化氮合酶（neuronal nitric oxide synthase，nNOS）在中枢神经系统广泛分布。本课题组前期研究报道，神经活性增强促进神经型一氧化氮合酶 SUMO化，继而上调其活性，激活下游ERK1/2信号通路，参与调控兴奋性突触传递。SUMO连接酶PIAS3可通过其N-末端AAs 43～86与nNOS结合，参与介导神经型一氧化氮合酶 SUMO化。本文进一步筛选和鉴定nNOS中与PIAS3结合的氨基酸序列，深入研究nNOS与PIAS3相互作用的结构基础。采用分子克隆技术，分别构建nNOS缺失结构域突变体（AAs 1～1 396、1～756和1～720）的真核表达载体，然后分别与Myc-PIAS3质粒共转染于COS7细胞。结果显示，AAs 1～720与PIAS3共转染组nNOS-PIAS3的结合水平显著低于其他组；Myc-nNOS(AAs 721～756)化学合成小肽与纯化的His-PIAS3在体外也可相互结合。结果表明，nNOS 的AAs 721～756（CaM结合结构域，CaMB）可与PIAS3直接结合。GST pull-down进一步证明，nNOS 的CaMB与PIAS3 AAs 43～86可直接结合。构建CaMB-pcDNA3-1真核表达载体，共表达nNOS、Myc-PIAS3和CaMB，CaMB共表达组nNOS-PIAS3结合明显降低。结果提示，CaMB通过竞争结合PIAS3从而干预nNOS与PIAS3的结合。将化学合成的穿膜肽Tat融合的CaMB（Tat-CaMB，5 μmol/L）与皮质神经元预孵育1 h，用荷包牡丹碱（bicuculline, 50 μmol/L）诱导化学性长时程增强（long-term potentiation，LTP）。结果显示，Tat-CaMB可显著逆转bicuculline诱导的ERK1/2磷酸化（活化）水平的升高，与荷包牡丹碱处理组相比，下降了29%（P＜0.05）。结果表明，Tat-CaMB可通过干预nNOS-PIAS3结合，进而抑制神经型一氧化氮合酶SUMO化及其下游ERK1/2信号通路的活化。通过上述研究，证明nNOS可通过CaM结合结构域（AAs 721～756）与PIAS3结合，并提供了一种鉴定和验证蛋白质间相互作用结构基础的有效方法。
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  肌萎缩侧索硬化症相关基因CREST在蛋白质降解系统中起关键作用

  曲扬,陈晨,赵琳琳,丁婧,郑静,程诚,张惊宇

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1064-1070. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.07.1230

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  蛋白质降解系统的紊乱可能是神经退行性疾病的关键致病机制之一。肌萎缩侧索硬化症（ALS）就是一类严重的神经退行性疾病。本研究旨在探索我们新报道的ALS相关基因CREST是否会影响蛋白质降解系统。我们构建了人源CREST的表达质粒或鼠源CREST shRNA的质粒，并将其转染到293细胞或从胚胎期C57BL/6小鼠分离培养的原代皮层神经元中，以此制备实验样品。使用分子生物学和生物化学方法，分析了CREST对蛋白质降解系统的影响，包括泛素蛋白酶体系统（UPS）和自噬流。利用UPS的GFP指示剂，发现过表达CREST会导致293细胞中GFP阳性信号显著降低。但CREST的过表达却不影响293细胞或培养的皮层神经元中的自噬流。然而，无论在是否使用影响自噬流药物的情况下，降低CREST的蛋白水平都能抑制培养神经元中LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的转化（P<0.05）。不仅如此，LC3-Ⅱ与Ⅰ的比值在表达CREST的ALS相关突变(CREST-Q388X)的皮层神经元中显著上升（P<0.05）。上述结果表明，CREST可能在蛋白质降解系统中发挥关键作用，包括促进UPS以及维持自噬的正常功能，而在自噬调控中获得新功能的CREST-Q388X突变也将涉及一些新的致病机制。
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  人肝细胞脂筏区蛋白质组学研究揭示肝活素新机制

  乔倩,刘贤,陈慧,翟华立,葛志强,杨晓明,于淼

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1071-1079.

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  肝活素(hepassocin, HPS)是一种重要的肝细胞活性因子, 主要表达于肝组织, 少量表达于胰腺。目前研究表明, 肝活素通过非受体酪氨酸激酶（Src proto-oncogene, non-receptor tyrosine kinase, Src）/表皮生长因子受体（epithelial growth factor receptor, EGFR）/细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases, ERK）途径诱导L02细胞增殖，小窝蛋白1(caveolin 1, CAV1)在肝活素刺激下调节L02细胞G1/S期细胞周期行进。但肝活素诱导细胞增殖的分子机制仍不明确。Src、EGFR和CAV1均定位在脂筏中。因此推测，肝活素可能通过脂筏发挥作用。本研究首先验证了一种快速有效的分离脂筏区蛋白质提取方法。基于此方法提取脂筏区蛋白质, 以磷酸酪氨酸单克隆抗体(p-Tyr)进行免疫共沉淀分析, 通过对人肝细胞脂筏区蛋白质组学研究和分析后，聚焦于信号传导与转录活化因子3(signal transducers and activators of transcription 3, STAT3)通路。Western印迹和间接免疫荧光结果表明, 肝活素刺激可显著活化STAT3通路, 促进STAT3入核, 上调其下游靶基因MYD88天然免疫信号转导适配器（innate immune signal transduction adaptor, MYD88）, 蛋白酶体20亚基β8（proteasome 20S subunit beta 8, PSMB8）, TRIM21 (tripartite motif containing 21)和内质网氨基肽酶1(endoplasmic reticulum aminopeptidase 1, ERAP1) (****P<0.0001, ***P<0.001,**P<0.01,*P<0.05)的表达。分别抑制p-EGFR和Src后, 肝活素对STAT3的活化作用消失。阻断STAT3通路明显抑制肝活素的促肝细胞增殖功能(*P<0.05)。综上所述, 肝活素刺激可活化STAT3通路。本研究为肝活素的功能和作用机制提供新的线索。

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  利用CRISPR/Cas9核酸酶靶向细菌必需基因的特异性抗菌剂研究

  王令,任艳艳,郭苗苗,王金萍,杜伟立,郭熠洁,路宏朝,张涛

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1080-1089.

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  CRISPR/Cas9核酸酶是一种高效和精确的基因组DNA编辑工具。目前，CRISPR/Cas9被开发成一种新型抗菌剂，通过靶向破坏目标基因，例如抗生素耐药基因来诱导细菌死亡。本研究利用CRISPR携带多靶点优势，同时靶向大肠杆菌必需基因gyrA、gyrB和folA，以达到杀菌作用。本设计针对3个内源基因的CRISPR系列载体，分别含有1个、2个或3个靶点。当IPTG诱导Cas9表达后，CRISPR RNA (crRNA)和反式作用CRISPR RNA (trans-activating CRISPR RNA, tracrRNA)复合物募集Cas9切割靶基因，导致细菌死亡。随着crRNA中靶点数量的增加，杀菌效率显著提高。当含有3个靶点的crRNA作用于细菌基因组时，杀菌效率达到9935%。此外，在存活的大肠杆菌中，crRNA表达质粒的靶序列和直接重复序列发现碱基缺失，而内源靶基因和Cas9基因均未发生突变。最后，该CRISPR系统还应用于其他大肠杆菌实验室菌株和产肠毒素K88菌株，并表现出高效的杀菌作用。我们设计了一种基于CRISPR/Cas9核酸酶的新型抗菌剂，为抗菌剂的研发提供新策略。

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  抗菌肽CGA-N12诱导的活性氧打开热带念珠菌线粒体通透性转换孔

  赵佳瑞,李丹丹,陶梦珂,石微妮,李瑞芳

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1090-1098. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.07.1099

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  嗜铬粒蛋白A-N12（chromogranin A-N12，CGA-N12）是衍生自人嗜铬粒蛋白A 的N-端抗念珠菌肽，由第65至76位氨基酸组成。前期研究表明，CGA-N12能够降低热带念珠菌线粒体膜电位，诱导线粒体依赖性细胞凋亡。有文献报道，线粒体通透性转换孔（mitochondrial permeability transition pore, mPTP）蛋白质复合物上的二硫键和自由巯基的氧化还原状态对mPTP开关具有调节作用。本文研究了CGA-N12对热带念珠菌细胞内活性氧（reactive oxygen species, ROS）聚集、DTT还原作用下CGA-N12对线粒体膜去极化、线粒体肿胀、Ca2+泄露等的影响，以期阐明CGA-N12 诱导mPTP打开的分子机制。结果发现，CGA-N12使细胞内活性氧聚集，线粒体膜电位降低，线粒体肿胀，但DTT可通过还原作用抑制CGA-N12诱导线粒体产生的上述现象。结果表明，CGA-N12通过诱导ROS维持mPTP蛋白质复合物上的二硫键和巯基的氧化状态打开mPTP，提高线粒体膜通透性，使线粒体膜电位耗散。该研究结果为阐明CGA-N12对热带念珠菌的凋亡机制提供了理论依据。
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  基于小RNA测序和数据库比对探究PRMT1调控的sncRNAs在哮喘中的作用

  翟炜琪,张孝珍,孙青竹

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1099-1110. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.06.1100

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  小非编码RNA（small non-coding RNA，sncRNA）包括microRNA（miRNA）和PIWI蛋白互作RNA（PIWI-interacting RNA，piRNAs），其异常表达参与支气管哮喘（简称哮喘）气道上皮炎症过程。目前的研究多基于哮喘相关sncRNA的异常表达功能研究，少有对sncRNA表达变化原因的探究。我们前期的研究发现，蛋白质精氨酸甲基转移酶1（protein arginine methyltransferase 1，PRMT1）作为哮喘标志性分子，参与上皮细胞炎症的发生和气道下重塑。本文利用过表达人肺上皮细胞BEAS-2B中哮喘标志性基因PRMT1，进行sncRNA深度测序并与哮喘数据库联合分析，将差异表达的sncRNA与5个Gene Expression Omnibus（GEO）测序数据集进行比较，发现23种PRMT1调控的哮喘相关的sncRNA。利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR，qRT-PCR）验证，筛选出12种miRNA和2种piRNA。将这些sncRNA靶基因与哮喘病人生成的上皮细胞样本mRNA测序结果（GSE18965和GSE43696）进行交叉比对，初步确定哮喘相关基因，并进行Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）预测。分析表明，哮喘相关sncRNA主要靶标是Ras/Rap1-MAPK信号通路，包含53种靶基因。本研究通过小RNA测序（small RNA Seq）技术探寻PRMT1调控的下游sncRNA，比对现有的数据库，识别出PRMT1调节的sncRNA及其目标信号通路Ras/Rap1-MAPK，为哮喘的发病机制研究提供了新的sncRNA分子和信号通路靶点。
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  大豆甙减轻内质网应激导致的血脊髓屏障破坏有益于脊髓损伤恢复

  刘娅妮,张伟琪,季梦楚,赖嘉新,沈未,钱浩,孙双一,王莹虹,储非凡,郑绿珍

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1111-1120. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.08.1155

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  脊髓损伤（spinal cord injury，SCI）是一种严重的中枢神经系统创伤性疾病。SCI 最初导致血脊髓屏障（blood spinal cord barrier，BSCB）破坏。修复损伤后的血脊髓屏障是避免二次损伤和恢复运动感觉功能的关键。大豆甙（daidzin，DDZ）具有抗氧化应激和抑制炎症的作用，但尚未将其应用在脊髓损伤治疗上。本研究探讨大豆甙是否具有抑制内质网应激水平而增加细胞连接蛋白质，保护血脊髓屏障而改善脊髓损伤后大鼠的运动感觉功能的能力。通过毒胡萝卜素thapsigargin, TG）在体外作用于内皮细胞模拟脊髓损伤后内质网应激，通过RT-PCR、Western印迹、免疫荧光、运动功能评分等实验，探讨大豆甙修复血脊髓屏障和恢复运动功能的相关机制。结果发现，大豆甙可以显著提高紧密连接蛋白（tight junction，TJ）和黏附连接蛋白（adherence junction，AJ）的表达，并呈剂量依赖性。不论是RNA水平还是蛋白质水平上，和单纯毒胡萝卜素组的连接蛋白质基因表达相比，大豆甙治疗后连接蛋白质的基因表达水平明显提高（P<0.01或P<0.05）。不仅如此，深入探究了大豆甙减少血脊髓屏障渗透性的机制发现，大豆甙下调内质网应激相关蛋白质水平，从而减轻炎症对血脊髓屏障的持续破坏。最后，建立了大鼠T9夹闭脊髓损伤模型，评价大豆甙在体内的效果。与对照组相比，腹腔注射大豆甙（10 mg/kg/d）治疗的大鼠，在损伤后28 d的BBB评分（9.8分）和斜板实验角度（45.3度）均显著提高。总而言之，脊髓损伤后大豆甙通过抑制内质网应激的过度激活，促进连接蛋白质的表达，减少血脊髓屏障的通透性，从而促进脊髓损伤后丧失的功能恢复。因此，大豆甙可能是治疗脊髓损伤的备选药物之一。
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  核糖核苷酸还原酶M2下调抑制人宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭

  李雨颖,蔡锦威,林江涛,陈旭明,邱惠萍

  中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(9): 1121-1128. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.07.1153

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  摘要 核糖核苷酸还原酶M2（ribonucleotide reductase, RRM2）在多种癌症组织中高表达，这与肿瘤细胞的侵袭、转移及肿瘤血管形成等生物学行为密切相关。目前，关于以RRM2为靶点治疗宫颈癌的研究并不多，其对宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力的影响及机制也尚未明确。本研究采用RNA干扰技术下调RRM2，以人宫颈癌细胞株CaSki和HeLa细胞为研究对象，实验分为Ctrl-siRNA组和RRM2-siRNA组。通过RT-PCR和Western印迹检测RRM2-siRNA的干扰作用，采用CCK-8和EDU实验评价细胞的增殖和DNA合成的情况，通过划痕实验和Transwell小室侵袭实验观察细胞的迁移和侵袭能力，并用Western印迹检测NF-κB和基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9, MMP-9)蛋白质表达水平。结果显示，在CaSki和HeLa细胞中，RRM2-siRNA组RRM2的mRNA和蛋白质表达较Ctrl-siRNA组均下降（P<0.05），表明RRM2-siRNA能有效抑制RRM2的表达。与Ctrl-siRNA组相比，RRM2-siRNA组在转染24、48、72 h后，细胞增殖率下降（P<0.05）。且DNA合成率与细胞划痕愈合程度，宫颈癌细胞侵袭数量也显著下降（P<0.05）。结果表明，RRM2下调后，抑制DNA合成与细胞增殖、迁移和侵袭过程。此外，RRM2-siRNA组F-κB和MMP-9蛋白质水平较Ctrl-siRNA组降低。本研究提示，下调RRM2抑制宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭，该作用可能通过NF-κB和MMP-9介导，这为宫颈癌中以RRM2作为靶点的治疗提供实验依据。