叶酸缺乏影响胚胎干细胞H3K9巴豆酰化和神经发育相关基因表达

目的采用染色质免疫共沉淀测序技术(chromatin immunoprecipitation sequencing,ChIP-seq)分析叶酸正常小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells,mESCs)与叶酸缺乏mESCs组蛋白H3K9巴豆酰化(H3K9cr)修饰的全基因图谱,以期探究叶酸缺乏条件下mESCs中H3K9cr全基因组状态变化以及受到调控的通路基因。方法mESCs分为叶酸正常组(FA=4 mg/L,FA4)和叶酸缺乏组(FA=0 mg/L,FA0),利用Western blot和免疫组织化学染色分别检测叶酸缺乏mESCs和神经管畸形(neural tube defects,NTDs)小鼠胚脑组织中H3K9cr蛋白表达水平;利用ChIP-seq技术对获得的特异性结合的DNA片段展开序列鉴定,对差异表达基因进行基因本体论(gene ontology,GO)以及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析并可视化,分析叶酸缺乏条件下mESCs全基因组并对受调控基因进行验证。结果叶酸缺乏mESCs和NTDs小鼠胚脑组织中整体H3K9cr水平降低(P<0.05),叶酸缺乏mESCs中Bdnf、Pax6、App等神经发育相关基因下调(P<0.05),FA4与FA0两组差异富集基因的KEGG通路富集于轴突引导、神经活性配体-受体相互作用、谷氨酸能突触等与神经系统相关的通路。结论胚胎干细胞中叶酸缺乏通过H3K9cr修饰参与调控神经发育相关基因,提示组蛋白巴豆酰化修饰可能参与叶酸缺乏引起的神经发育类疾病。

巴豆酰化修饰在恶性肿瘤中的研究进展

作为一种新发现的翻译后修饰,巴豆酰化修饰在组蛋白和非组蛋白中均被证实大量存在,并参与了多种疾病和生物学过程的调控。随着高分辨率质谱检测技术的发展,越来越多的内源性巴豆酰化修饰被检测并鉴定。另一方面,巴豆酰化修饰调控酶的发现,为进一步研究巴豆酰化修饰的机制提供了有力支持。本文对巴豆酰化修饰的生物学功能及其在真核生物体内的修饰调控机制进行概述,并介绍近年来巴豆酰化修饰在恶性肿瘤研究中的进展。

缺氧预处理调节间充质干细胞中的赖氨酸巴豆酰化改善其缺氧存活和增殖

缺氧预处理能提高间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)在缺血缺氧环境中存活,但其具体机制仍未深入探讨。本研究旨在确定赖氨酸巴豆酰化调节外周血间充质干细胞(peripheral blood mesenchymal stem cells,PBMSCs)在缺氧培养中存活和增殖中的作用。从大鼠外周血单个核细胞中分离、培养得到PBMSCs,流式细胞仪鉴定其表面标志。首先将PBMSCs进行缺氧/常氧预处理:缺氧(1%O_(2))或常氧(21%O_(2))培养24 h。然后将预处理的PBMSCs移至缺氧培养箱(37℃、94%N2、5%CO_(2)、1%O_(2))内持续缺氧培养72 h。观察不同时间点(预处理前、后,持续缺氧培养后24 h、48 h、72 h)PBMSCs凋亡和增殖情况。为确定赖氨酸巴豆酰化(lysine crotonylation,Kcr)对PBMSCs增殖和存活的影响,将预处理的细胞随机加入巴豆酸钠(NaCr)或其溶剂(DMSO),并行缺氧培养72 h,使用免疫印迹方法检测赖氨酸巴豆酰化修饰,应用qRT-PCR和Western印迹检测凋亡相关因子Bcl2、Bax和胱天蛋白酶3 mRNA和蛋白质表达情况。与常氧预处理组比较,缺氧预处理明显增加PBMSCs数量(3.53×10^(5)vs 0.03×10^(5),P<0.001),使其活力增加1.3倍(P<0.001);明显降低细胞凋亡率(缺氧培养48 h,缺氧预处理组9.9±2.1%vs常氧预处理组29.6±3.1%,P<0.001;缺氧培养72 h,缺氧预处理组12.1±2.2%vs常氧预处理组43.3±6.0%,P<0.001)。进一步研究发现,缺氧预适应会促进NaCr诱导的巴豆酰化水平;在缺氧预处理的PBMSCs中Bcl2表达水平明显高于常氧预处理组(P<0.001),而Bax和胱天蛋白酶3表达水平明显低于常氧预处理组(P<0.001)。我们的研究结果表明,凋亡相关蛋白质Kcr可能是缺氧预处理提高PBMSCs抗缺氧凋亡的关键机制,这为提高MSCs抗缺氧生存提供了新的干预策略。

前列腺癌中巴豆酰化修饰的测定及与肿瘤分期和分级的相关性

目的·初步探讨巴豆酰化修饰是否可以作为前列腺癌诊断的肿瘤标志物及其与前列腺癌分期和分级的相关性。方法·含有不同临床分期、分级的前列腺癌组织芯片73例,正常前列腺组织7例,利用免疫组织化学技术分别检测各样本中巴豆酰化修饰和组蛋白H4乙酰化修饰水平(H-Score评分),并进行组间比较和相关性分析。结果·巴豆酰化修饰水平在前列腺癌组织中较低,与正常前列腺组织比较,差异有统计学意义(P=0.001);而组蛋白H4乙酰化修饰水平组间比较差异无统计学意义(P=0.704)。不同临床分期、分级的前列腺癌组间比较,巴豆酰化修饰和组蛋白H4乙酰化修饰水平差异均无统计学意义(P>0.05)。H4乙酰化修饰与前列腺癌的分期、分级无相关性(P>0.05);巴豆酰化修饰与前列腺癌的分期无相关性(P=0.887),与前列腺癌分级呈正相关(r=0.493,P=0.000)。结论·相比较组蛋白H4乙酰化修饰,巴豆酰化修饰可以作为一种更好的诊断前列腺癌的肿瘤标志物。

蛋白质巴豆酰化修饰研究进展

赖氨酸巴豆酰化修饰作为蛋白翻译后修饰的一种,在染色质重塑、细胞代谢、细胞周期以及细胞重组中发挥着重要的作用。近年来,关于赖氨酸巴豆酰化修饰的研究越来越受科研工作者青睐。为进一步了解巴豆酰化修饰的生物学意义,就蛋白质巴豆酰化修饰在微生物、动物、人类和植物方面的研究现状进行综述,以期为植物病害的表观遗传学研究提供新的思路。

溴结构域蛋白4抑制剂对前列腺癌细胞组蛋白巴豆酰化修饰以及增殖、迁移的影响

目的·探讨溴结构域蛋白4(bromodomain-containing protein4,BRD4)抑制剂I-BET762对前列腺癌细胞组蛋白巴豆酰化修饰以及前列腺癌细胞增殖、迁移的影响。方法·选取3种人前列腺癌细胞系LNCaP、C4-2B和PC-3,分别以各自的半数抑制浓度的I-BET762处理,Western blotting检测组蛋白上巴豆酰化修饰以及乙酰化酶的表达。CCK-8、Transwell迁移实验和划痕实验分别测定I-BET762对于LNCaP、C4-2B和PC-3细胞的增殖、迁移的影响。结果·I-BET762可以抑制组蛋白乙酰化酶P300和GCN5的表达,降低组蛋白巴豆酰化修饰表达。Transwell迁移实验和划痕实验结果表明,I-BET762可以抑制前列腺癌细胞系LNCaP、C4-2B和PC-3的迁移能力(均P<0.01);CCK-8实验结果表明,I-BET762处理后,3种前列腺癌细胞系的增殖能力被抑制。结论·前列腺癌细胞中I-BET762能够降低组蛋白巴豆酰化修饰水平,抑制细胞增殖和迁移。

赖氨酸巴豆酰化修饰与疾病的研究进展

近年来巴豆酰化修饰在生殖、发育和疾病等方面取得突破性进展而受到广泛关注。虽然巴豆酰化与乙酰化修饰部分相似,但其在生物学功能上仍有别于乙酰化修饰,提示巴豆酰化修饰对疾病可能发挥特异性调控作用。本文就组蛋白及非组蛋白巴豆酰化修饰与疾病的关系进行综述,以期为相关疾病的治疗和干预提供新思路。

基于深度学习预测赖氨酸巴豆酰化位点

巴豆酰化是一种新发现的蛋白翻译后修饰,参与细胞调控和人类疾病的发生。传统的蛋白翻译后修饰方法往往费时费力,因此建立有效的预测器是非常有必要的。本研究提出一种新的蛋白质翻译后修饰预测方法Cro-Deep。首先,利用二元编码(BE)、增强氨基酸组成(EAAC)、BLOSUM62转化为数字信息并进行融合;其次,使用GRU分类器对巴豆酰化位点进行预测;最后,利用十折交叉验证对模型进行检验。结果表明:训练集的ACC、MCC、和AUC值达到87.16%,0.743 7和0.935 7,独立测试集ACC、MCC、和AUC值达到91.54%, 0.831 3和0.961 5。实验结果表明,本研究提出的Cro-Deep方法能够有效的鉴定巴豆酰化位点,提高蛋白质翻译后修饰的预测效果。

非组蛋白巴豆酰化修饰在细胞生物学功能中的研究进展

巴豆酰化是一种蛋白质翻译后酰化修饰,虽相关研究主要集中在组蛋白,但越来越多研究发现,非组蛋白的巴豆酰化修饰能参与人体重要生物学功能。本文通过调研近年相关文献,对非组蛋白巴豆酰化修饰的内容进行系统阐述。除巴豆酰化分子调控机制,我们重点阐述了非组蛋白巴豆酰化如何参与调控DNA损伤反应、细胞增殖、肌源性分化、组织纤维化等重要细胞生物学功能。本文旨在通过综述近年来非组蛋白巴豆酰化修饰的生物学意义,为将来非组蛋白的巴豆酰化在临床中的深入研究提供理论基础。

氟中毒大鼠脑皮质巴豆酰化修饰组学分析

探索蛋白质巴豆酰化修饰在氟诱导神经毒性中的角色,为氟中毒脑损伤的治疗提供新的靶点与方向。方法 将初断乳的SD雄鼠随机分为两组,分别为对照组和氟中毒组,氟中毒组的大鼠自由饮用120ppm含氟蒸馏水,对照组大鼠自由饮用蒸馏水,12周后,用莫里斯水迷宫检测两组大鼠的学习记忆能力。苏木精-伊红染色后观察大鼠脑皮质的病理变化。取大鼠脑皮质,利用高分辨率色谱串联质谱法,生物学信息方法对巴豆酰化修饰蛋白进行分析,并筛选出关键枢纽蛋白。结果 对照组和氟中毒组大鼠脑皮质磷酸化修饰蛋白分别为218和214,与对照组相比,氟中毒组另有102个蛋白发生了磷酸化修饰。GO功能富集分析显示,差异磷酸化修饰蛋白显著富集于突触结构的维持,肝脏发育,肝胆系统发育、突触组织的调节、突触后致密组织、神经元间突触、ADP结合等。KEGG通路富集分析显示,差异磷酸化修饰蛋白显著富集于紧密连接,碳代谢,氨基酸的生物合成,脂肪酸降解,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解,脂肪酸代谢,丁酸盐代谢等信号通路中。通过Cytoscape软件进一步筛选关键枢纽蛋白,分别为Rpl3、Rps4x、Rpl7、Rpl10、Rpl30,或为氟诱导神经毒性的潜在致病因素。结论 氟中毒大鼠脑皮质大量蛋白巴豆酰化修饰发生改变,维持突触结构和调节突触活动相关蛋白的巴豆酰化修饰改变可能是氟诱导神经系统损伤的致病因素,为下一步分子生物学的相关验证指导方向。

巴豆酰化效应蛋白在前列腺癌中的表达及其与肿瘤分期和分级的相关性

目的 探讨巴豆酰化效应蛋白ENL、AF9在前列腺癌中的表达水平以及与肿瘤分期分级和Gleason评分之间的相关性。方法 在GEPIA和Oncomine数据库中分析巴豆酰化效应蛋白ENL、AF9在前列腺癌中的表达情况;对包含不同分期分级的前列腺癌标本130例和正常前列腺组织31例的组织芯片进行免疫组织化学染色,检测ENL、AF9在各样本中的表达水平,并探究ENL、AF9的蛋白表达水平与前列腺癌分期分级和Gleason评分的关系。结果 与正常组织相比,ENL的mRNA表达水平和蛋白表达水平在前列腺癌中明显升高,且差异具有统计学意义。与正常组织相比,前列腺癌中AF9的mRNA表达水平和蛋白表达水平变化不明显,差异无统计学意义;ENL的蛋白表达水平与前列腺癌的分期和分级无明显相关性,与前列腺癌的Gleason评分呈正相关,且ENL的表达水平更高的前列腺癌患者的无疾病进展期生存期(Disease free survival, DFS)更短,差异具有统计学意义。结论 ENL在前列腺癌组织中显著高表达,与前列腺癌的恶性进展(Gleason评分)相关,可作为前列腺癌的诊断标志物之一,将来有可能作为前列腺癌的治疗靶点。

非组蛋白巴豆酰化修饰的生物学功能研究进展

赖氨酸巴豆酰化是一种新近发现的蛋白质翻译后修饰类型,在基因表达、细胞代谢及疾病治疗等许多病理生理过程中都具有重要的调节意义,可能是潜在的药物新靶标。目前研究多关注于组蛋白巴豆酰化修饰,而非组蛋白巴豆酰化修饰的研究逐渐被重视。本文简要介绍非组蛋白巴豆酰化修饰的生物学功能及其在疾病中的作用,将有助于了解非组蛋白巴豆酰化修饰的功能和机制。

染色域Y样蛋白介导的组蛋白巴豆酰化与抑郁小鼠模型中NGF和炎症因子水平及神经功能紊乱的关系

目的:探究染色域Y样蛋白介导的组蛋白巴豆酰化与抑郁小鼠模型中神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)和炎症因子水平及神经功能紊乱的关系。方法:32只成年雄性C57BL/6小鼠分为4组:对照组、模型组、CDYL过表达组、CDYL敲低组,各8只。通过慢性束缚应激诱导抑郁模型,通过旷场试验记录中心时间和中心距离,通过强迫游泳测试记录不动时间。通过RT-qPCR和蛋白质免疫印迹检测CDYL m RNA和蛋白质表达水平。通过ChIP-seq检测组蛋白赖氨酸巴豆酰化。通过ELISA检测TNF-α,IL-1β和IL-6表达水平。通过RT-qPCR检测检测海马组织5-HT和IDO m RNA表达水平。通过蛋免疫组织化学染色检测检测海马组织NGF、BDNF和突触素(Synaptophysin,SYP)表达水平。通过BrdU免疫荧光染色检测神经系统的发育以及识别大脑中的神经发生。结果:模型组中心时间和中心距离较对照组降低,不动时间较对照组升高(P<0.05)。CDYL过表达组中心时间和中心距离较模型组降低,不动时间较模型组升高(P<0.05)。CDYL敲低组中心时间和中心距离较模型组升高,不动时间较模型组降低(P<0.05)。模型组CDYL m RNA和蛋白质表达水平较对照组升高(P<0.05)。CDYL过表达组CDYL m RNA和蛋白质表达水平较模型组升高(P<0.05)。CDYL敲低组TCDYL m RNA和蛋白质表达水平较模型组降低(P<0.05)。模型组组蛋白巴豆酰化水平较对照组降低(P<0.05)。CDYL过表达组组蛋白巴豆酰化水平较模型组降低(P<0.05)。CDYL敲低组组蛋白巴豆酰化较模型组升高(P<0.05)。模型组TNF-α,IL-1β和IL-6表达水平较对照组升高(P<0.05)。CDYL过表达组TNF-α,IL-1β和IL-6表达水平较模型组升高(P<0.05)。CDYL敲低组TNF-α,IL-1β和IL-6表达水平较模型组降低(P<0.05)。模型组5-HT m RNA表达水平较对照组降低,IDO m RNA表达水平较对照组升高(P<0.05)。CDYL过表达组5-HT m RNA表达水平较模型组降低,IDO m RNA表达水平较模型组升高(P<0.05)。CDYL敲低组5-HT m RNA表达水平较模型组升高,IDO m RNA表达水平较模型组降低(P<0.05)。模型组NGF,BDNF和SYP表达水平较对照组降低(P<0.05)。CDYL过表达组NGF、BDNF和SYP表达水平较模型组降低。CDYL敲低组NGF,BDNF和SYP表达水平较模型组升高(P<0.05)。结论:慢性束缚应激诱导抑郁模型组蛋白巴豆酰化降低、炎症因子水平升高、NGF、BDNF和SYP水平降低以及神经功能紊乱,CDYL过表达组较慢性束缚应模型激进一步加剧炎症反应和神经功能紊乱,而CDYL敲低对慢性束缚应激引起的新生细胞和未成熟神经元损伤具有保护作用。

组蛋白赖氨酸巴豆酰化修饰的研究进展

组蛋白赖氨酸巴豆酰化修饰是2011年新发现的一种酰化修饰,对基因表达、细胞发育以及疾病治疗等生物过程具有重要的生物学意义。近两年内,巴豆酰化修饰生化相关研究取得突破性进展,尤其是在蛋白巴豆酰化修饰的生理功能以及与发育、遗传、疾病相关性等领域逐渐受到关注。现对蛋白巴豆酰化做一简要回顾,总结组蛋白巴豆酰化修饰鉴定、相关酶系统、识别结构域及生物学功能等,这些信息为将来进一步探索蛋白巴豆酰化的功能提供理论基础。

猪睾丸组织的形态学观察、细胞凋亡和巴豆酰化修饰

制作睾丸组织切片,运用HE染色和细胞TUNEL染色分别观察不同发育阶段猪睾丸的形态学和细胞凋亡;提取睾丸组织蛋白,利用免疫印迹检测不同发育阶段猪睾丸蛋白的Kcr修饰水平;最后利用免疫荧光技术检测Kcr蛋白在猪睾丸组织中的定位。结果显示,随着月龄的增长,猪睾丸精细管管腔直径增加,睾丸组织在4月龄时精细胞开始分裂,凋亡细胞开始显著增加;睾丸细胞中有大量蛋白发生Kcr修饰,大部分蛋白的Kcr修饰水平会随着月龄的增加而减少;免疫荧光结果显示在猪睾丸间质细胞、足细胞和生精细胞中都能检测到Kcr蛋白定位。试验表明,在猪睾丸发育过程中,4月龄时精细胞开始分裂,凋亡细胞显著增加,大部分蛋白Kcr修饰水平有下降趋势且主要定位在睾丸体细胞和生精细胞中。

东北林蛙与黑龙江林蛙输卵管蛋白质翻译后修饰差异的分析

对东北林蛙(Rana dybowskii Guenther)和黑龙江林蛙(Rana amurensis Boulenger)2个野生种的林蛙油进行蛋白质翻译后修饰的差异性分析,并与市售林蛙油进行对比。运用Western blot方法检测3种林蛙油蛋白的赖氨酸乙酰化、赖氨酸巴豆酰化和酪氨酸磷酸化修饰水平,进一步分析其被修饰的蛋白质的差异性。结果表明:从3种林蛙油蛋白的Western印迹均可得到可分析的蛋白质条带,发现3种林蛙油蛋白被不同的修饰方法修饰后,三者的条带信号强弱均有差异,同种修饰方式在2个不同野生种之间存在差异。