谷氨酸促进大鼠海马神经元的内钙升高

谷氨酸能影响大鼠海马神经元胞内钙信号的变化,进而影响海马神经元神经冲动的发放和学习记忆过程。运用荧光测钙技术实时监测了大鼠海马神经元内钙信号的动态变化,同时分析了谷氨酸对其胞内钙信号的影响。试验表明:谷氨酸能够显著提高胞内游离钙离子的浓度;细胞外钙离子的存在、谷氨酸刺激时间及刺激频率的增加都能引起胞内钙信号不同程度的升高;但谷氨酸的过度刺激会引起钙离子浓度的超负荷,从而导致神经元结构和功能的损坏。

线虫基因显微注射和整合技术——设备、操作与指南

秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)是研究动物遗传、个体发育和行为活动的重要模式生物,其主要优点是能够研究从分子细胞水平到整体系统水平的相关生命活动的作用机理.其中基因显微注射和整合是该领域的核心技术,广泛应用于研究线虫的基因表达、功能和基因间的相互作用等.显微注射技术使用尖端开口直径为微米级的玻璃微管,将所研究的目的DNA注射进线虫的性腺.注射的DNA被成熟的卵细胞吸收,以染色体外遗传物质的形式存在.但这种形式并不能稳定遗传,可采用基因整合技术将外源基因整合到染色体上,得到稳定遗传的线虫种系.显微注射是一项精细的实验技术,影响实验成功与否的因素较多,实际操作需要有一定的经验.在实践过程中逐步改进和完善了这项技术,在此主要介绍线虫显微注射技术的操作过程、创新方法以及注意细节.

β-G spectrin的显性基因突变破坏致密核心囊泡的分泌(英文)

β-spectrin是细胞膜骨架的重要组成蛋白,其主要分布于质膜的基底部位.在线虫中只有一个编码β-spectrin亚基(β-G)的基因即unc-70.除了稳定质膜,使细胞产生极性等功能外,有报道称它还参与细胞分泌的调节过程.研究发现,在线虫中β-G spectrin的显性基因突变体unc-70(n493)会导致DCVs的分泌缺陷.在活体下,unc-70(n493)突变虫系的神经多肽分泌显著下降.此外,在主要分泌致密核心囊泡的ALA神经元内,钙光解释放促发的快相分泌也比野生型减少.运用TIRFM成像技术,观察在unc-70缺失的情况下ALA神经元内DCVs的锚定过程,结果显示质膜附近囊泡的密度没有显著变化,但囊泡在细胞膜附近停留的时程变短,表明囊泡锚定受到阻碍.为了验证unc-70是否还同时参与调控突触囊泡的分泌过程,运用电生理记录活体线虫神经肌肉接头的方法,发现自发的突触后电流mEPSCs没有明显变化.上述试验结果表明,β-G spectrin的显性基因突变虫系能够影响致密核心囊泡的分泌过程,其机制可能是影响了囊泡的锚定过程.

膜蛋白转运机制及其相关蛋白质功能的研究

细胞分泌是基本的生命活动,是生物信息传递的关键环节。免疫防卫反应、细胞的生长、受精过程、细胞内外的物质交换、细胞膜上受体蛋白的嵌入以及再循环等细胞生理功能的实现都与细胞分泌活动有关,且所涉及的一些膜转运蛋白和分子机制是类似的。文章对分泌过程、相关蛋白质的功能以及对分泌的调控等进行了概述,介绍了国内外对膜蛋白转运机制及其相关蛋白质功能的最新研究成果,并对目前提出的假设及存在的问题进行了讨论与展望。

粉纹夜蛾传代细胞的分泌特性研究

粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)传代细胞系BTI-Tn5BI(简称5BI)在大肠杆菌的诱导下能够产生抗菌肽。通过电生理技术检测了5BI细胞分泌抗菌肽的分泌特性。实验表明:粉纹夜蛾传代细胞具有一定的可兴奋性,能够在瞬时细胞内钙浓度升高的刺激下产生分泌,且分泌的动力学特征可用双指数拟合,证明其分泌的钙依赖性。

拉特罗毒素的结构、受体及促分泌机制

α-拉特罗毒素(α-latrotoxin,α-LTX;也称:α-黑寡妇蜘蛛毒素)是一种从黑寡妇蜘蛛毒液中纯化到的,可以有效地触发神经元轴突终末神经递质的释放和分泌细胞分泌的神经毒素。它在细胞膜上存在三类受体。通过与其受体的结合,α-LTX可以通过对细胞膜的穿孔作用以及受体介导的跨膜信号转导两种方式触发细胞分泌。对α-LTX的促分泌作用机制的研究可以促进人们对分泌及其调节机制的深入认识。

生长抑素对胰岛素分泌的调控机制研究

生长抑素(Somatostatins,SST)对胰腺β细胞胰岛素的分泌有重要的调节作用,这一调节作用与细胞内钙离子浓度变化相偶联.以大鼠胰腺β细胞为研究对象,采用显微荧光测钙技术和膜片钳技术,研究了胞外SST对胞内钙离子信号的影响,初步探讨了其作用机制.结果表明:在细胞外液有钙时,胞外SST可减少由去极化产生的胞外钙离子内流;而在细胞外液无钙时,胞外SST通过动员胞内钙库释放而引起胞浆内钙离子浓度显著增高,并触发胰岛素的分泌.

α-LTX及α-LTX^(N4C)通过不同机制促进胰腺β细胞[Ca^(2+)]_i升高

α-LTX是一种从黑寡妇蜘蛛毒腺中提取的神经毒素,它通过和受体的结合,可以有效地触发神经末梢突触前囊泡的释放.α-LTXN4C是一种研究α-LTX同CIRL受体作用的有效工具.通过对大鼠胰腺β细胞的研究,发现α-LTX通过在细胞膜上的穿孔引发外钙的内流使[Ca2+]i升高,而α-LTXN4C是通过引起胞内钙库Ca2+的释放导致[Ca2+]i升高,并且α-LTXN4C的作用依赖于细胞外二价阳离子的存在.

活细胞成像技术揭示SARS-CoV-2病毒利用宿主动态丝状伪足进入细胞

自2019年底新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引发的肺炎(COVID-19)疫情大流行以来,全球已有超过7.6亿人感染,造成695万人死亡,对全球健康和经济造成了严重影响^([1]).SARSCoV-2通过其刺突蛋白(Spike,S)与宿主细胞表面的血管紧张素转换酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)受体结合,进而通过内吞作用或细胞膜融合实现入侵^([2,3])。值得注意的是,SARS-CoV-2具有广泛的组织嗜性,它不仅感染呼吸系统,还侵犯胃肠道、肾脏、大脑、血管等诸多组织^([4])。因此,从宿主的角度深入理解SARS-CoV-2的入侵机制对于开发有效的广谱抗病毒治疗干预措施至关重要.

宿主细胞骨架与内膜网络重构调控病毒复制

病毒性疾病的日益频繁暴发严重危害全球人类健康和经济发展.病毒感染的一个共同特征是重塑宿主细胞的膜结构和细胞骨架结构,形成用于病毒基因组复制的特化亚细胞结构,称为病毒工厂.不同的病毒可能会挟持不同的宿主细胞器进行膜修饰形成形态各异的复制工厂,包括病毒质体、小球体、双膜囊泡、管状体和细胞核病毒工厂.三种细胞骨架微丝、微管、中间丝形态在病毒复制过程中也会发生剧烈重塑,形成笼状结构包裹病毒工厂,包括肌动蛋白环、微管笼和中间丝笼.本文系统描述了病毒复制阶段病毒工厂的形成过程及细胞骨架组分和膜组分的形态学变化,重点阐述了三种细胞骨架及其相关蛋白在病毒工厂建立过程中的物质运输、物理支撑、和生化调控功能,简要介绍了相关研究技术手段,并讨论了病毒感染背景下病毒组分-细胞内膜-细胞骨架三者相互作用的重要性和未来研究方向.

单分子视踪技术揭示SARS-CoV-2病毒利用动态的丝状伪足入侵细胞

SARS-CoV-2病毒侵袭细胞的分子机制已被初步探索,但关于其如何调节亚细胞结构重塑从而侵袭多种器官及细胞类型尚不清楚.本文利用活细胞实时成像技术揭示了SARS-CoV-2病毒颗粒通过宿主细胞丝状伪足进入靶细胞的动态过程.利用荧光标记的SARS-CoV-2病毒样颗粒(VLP)和稀疏去卷积算法成像技术,发现VLP利用丝状伪足以“冲浪”和“抓取”两种模式到达入侵点,以避免病毒在细胞膜上随机搜索入侵位点,此外,结合力学模拟实验,阐明了病毒诱导丝状伪足的形成和丝状伪足的回缩速度分别取决于细胞骨架动力学和病毒重力引起的底物表面摩擦阻力.进一步研究发现SARS-CoV-2通过丝状伪足进入细胞的过程依赖于小G蛋白Cdc42(细胞分裂周期蛋白42)活性和肌动蛋白相关蛋白fasin(肌动蛋白结合蛋白)、formin(成核蛋白)和Arp2/3(肌动蛋白相关蛋白2/3复合物).综上所述,本文结果强调了SARS-CoV-2感染能对宿主细胞的微丝骨架进行时空调节,使细胞形成丝状伪足作为病毒进入的“高速轨道”,丝状伪足形成相关蛋白及其信号通路可作为潜在的抗病毒靶标.

中间纤维的功能和研究进展

中间纤维(intermediate filaments, IFs)与微丝、微管共同组成细胞骨架的纤维网络体系。除了结构支撑作用,中间纤维在诸多信号转导通路中发挥了重要调控功能。此外,中间纤维还参与调控细胞运动、增殖、分化和凋亡等过程,相关基因突变或翻译后修饰会导致癌症、创伤、炎症、病原体感染及自身免疫等多种疾病。该综述将简要介绍中间纤维参与的细胞功能调控,并重点介绍与其他骨架体系的协同互作及参与相关疾病的调控。中间纤维作为参与多种生物功能和组织特异调控的重要元素,对其深入全面的研究将会对相关生理过程、病理机制和临床治疗具有重要意义。

中间丝vimentin对巨噬细胞功能的调控

巨噬细胞是一类重要的先天免疫细胞,主要参与清除病原体、调节炎症反应,并能通过调控肿瘤微环境促进肿瘤发展和转移。巨噬细胞由单核细胞分化而来,其形态和功能在分化过程中会发生显著改变。值得注意的是,在单核-巨噬分化过程中,波形蛋白(vimentin)的表达丰度呈几十倍地急剧上升。Vimentin是一种细胞骨架中间丝蛋白,主要负责维持细胞形态和弹性。目前,有关巨噬细胞分化过程中vimentin表达升高的动态规律和分子机制以及vimentin对巨噬细胞生理病理功能的调控功能尚不清楚。因此,深入研究vimentin对巨噬细胞的调控将有助于拓展其作为细胞骨架蛋白的功能,同时完善巨噬细胞内在分子机制的功能发挥研究。本文介绍了不同形态vimentin的生物学功能以及巨噬细胞表达vimentin在肿瘤微环境中的调控作用。