糖原合酶激酶-3β与颅脑照射后认知障碍的相关性研究进展

近年来,随着医疗技术的不断进步,接受颅脑照射治疗的肿瘤患者的长期生存率大幅提升。因此,颅脑照射的远期并发症,如智力下降、记忆力减退、甚至是痴呆等问题愈来愈受到人们的重视。糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)是一种高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,广泛存在于真核生物的细胞质中,目前已发现有GSK-3α和GSK-3β两种亚型。GSK-3β在脑组织尤其是海马区域中高表达,广泛参与各种神经退行性疾病、神经精神类疾病和癌症等多种重大疾病的发病过程。研究显示GSK-3β参与细胞炎症反应、糖原代谢、神经系统功能等的调控,激活GSK-3β的活性会影响整个生命周期中的细胞增殖、衰老、凋亡及突触的可塑性,进而导致神经系统认知功能的障碍。目前,GSK-3β与颅脑照射后认知障碍的相关性研究较少,该文结合国内外近年来的研究成果对GSK-3β在颅脑照射后认知功能障碍中的作用展开综述。

糖原合酶激酶-3β磷酸化抑制顺铂诱导卵巢癌细胞凋亡的研究

目的探讨增加糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)的磷酸化状态对顺铂诱导的卵巢癌细胞凋亡的作用。方法体外培养人卵巢癌细胞株OV2008细胞,运用GSK-3β特异性抑制剂LiCl增加磷酸化GSK-3β的表达,应用流式细胞仪检测不同浓度顺铂诱导的细胞凋亡,Western blot检测GSK-3β及磷酸化GSK-3β蛋白的表达。结果流式细胞仪检测结果显示,梯度增加的顺铂(40、80、120μmol/L)作用于OV2008细胞24 h,其凋亡率不断增加,分别为(4.55±1.64)%、(25.50±0.94)%和(53.80±1.62)%;而应用抑制剂预孵育的细胞,不同浓度顺铂作用24 h后凋亡率分别为(2.10±0.80)%(、15.75±0.97)%和(20.45±0.87)%;Western blot显示,抑制剂LiCl作用后,细胞的磷酸化GSK-3β表达明显增加,并且顺铂作用亦可引起磷酸化GSK-3β表达上调;流式结果还显示,PI3K的特异性抑制剂LY294002作用后使顺铂诱导的细胞凋亡率从(18.75±0.70)%增加至(28.40±1.50)%。结论磷酸化GSK-3β表达增加可抑制顺铂诱导的卵巢癌细胞的凋亡。

糖原合酶激酶-3β在川芎嗪对心肌缺血再灌注损伤保护中的作用

目的:探讨川芎嗪对在体大鼠缺血再灌注(IR)损伤心肌的影响以及糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)在其中的作用。方法:40只雄性SD大鼠随机分为假手术组、IR对照组、川芎嗪组、川芎嗪+渥曼青霉素组以及渥曼青霉素组,每组8只。假手术组冠状动脉左前降支不结扎,余各组均结扎左前降支,松结后直接再灌注。再灌注末,测定血浆心肌酶水平及缺血心肌组织腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)含量,采用电子显微镜观察缺血心肌超微结构变化,蛋白质印迹法测定缺血心肌组织磷酸化Akt(p-Akt)和磷酸化GSK-3β(p-GSK-3β)的蛋白表达水平。结果:IR对照组血浆心肌酶升高,缺血心肌组织ATP含量减少,线粒体损伤。川芎嗪组心肌酶释放减少,ATP含量增加,心肌细胞线粒体超微结构损伤明显减轻,p-Akt和p-GSK-3β水平显著增高。渥曼青霉素减弱了川芎嗪对IR心肌的保护作用并抑制了川芎嗪所致的p-Akt和p-GSK-3β蛋白水平的增加。结论:川芎嗪预处理能减少在体大鼠心肌IR所致心肌酶释放和ATP下降,减轻线粒体损伤,PI3K/Akt-GSK-3β信号通路参与介导该保护作用。

糖尿病肾病患者血清糖原合酶激酶-3β水平与尿微量白蛋白的相关性分析

目的分析糖尿病肾病患者血清糖原合酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)水平与尿微量白蛋白的相关性,以探究GSK-3β与糖尿病肾病发生发展的关系。方法选取2016年2月至2019年11月新乡医学院第一附属医院收治的117例2型糖尿病患者,根据24h尿白蛋白排泄量(urinary albumin excretion,UAE),将其分为尿白蛋白正常组(UAE<30mg/24h)46例、微量白蛋白尿组(30mg/24h≤UAE≤300mg/24h)39例及大量白蛋白尿组(UAE>300mg/24h)32例,另将同期在本院体检的42例健康志愿者作为对照组。收集各组的临床资料,采用免疫比浊法测定尿液中白蛋白含量,采用酶联免疫吸附法检测血清中GSK-3β水平。结果与对照组相比,尿白蛋白正常组、微量白蛋白尿组、大量白蛋白尿组血清GSK-3β水平显著升高(P<0.05);与尿白蛋白正常组相比,微量白蛋白尿组、大量白蛋白尿组血清GSK-3β水平显著升高(P<0.05);与微量白蛋白尿组相比,大量白蛋白尿组血清GSK-3β水平显著升高(P<0.05)。在2型糖尿病患者中,血清GSK-3β水平与糖化血红蛋白、总胆固醇、低密度脂蛋白、甘油三酯、血肌酐、血尿酸、UAE、病程呈正相关(P<0.05),与高密度脂蛋白呈负相关(P<0.05)。多元逐步线性回归分析结果显示,糖化血红蛋白、血肌酐、血尿酸、UAE影响GSK-3β水平的独立危险因素(P<0.05)。结论血清GSK-3β水平与2型糖尿病患者尿微量白蛋白呈正相关,并随糖尿病肾病的发生及疾病严重程度的加重而逐渐升高,临床监测血清GSK-3β水平变化对于早期发现糖尿病肾病具有重要意义。

糖原合酶激酶-3β与内质网应激相互作用参与高糖引起的人脐静脉内皮细胞损伤

目的糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)与内质网应激(ERS)相互作用是否参与高糖引起的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)损伤。方法应用40 mmol/L葡萄糖作用HUVECs 24 h构建高糖血管内皮细胞损伤模型。应用Western blot法检测GSK-3β、糖调节蛋白78(GRP78)、CHOP和cleaved caspase-3蛋白的表达水平;CCK-8法检测细胞存活率;Hoechst 33258核染色荧光显微镜照相法测定细胞凋亡;DCFH-DA染色荧光显微镜照相法测定胞内活性氧(ROS)水平;罗丹明123(Rh123)染色荧光显微镜照相法测定线粒体膜电位(MMP)。结果应用40 mmol/L葡萄糖处理HUVECs 3~24 h,磷酸化(p)-GSK-3β表达减少,与Con组比较,差异具有统计学意义(P<0.05);用高糖处理HUVECs 1~24 h,对促进GRP78和CHOP蛋白表达呈显著的时间依赖性,与Con组比较,差异具有统计学意义(P<0.05);氯化锂(Li Cl,GSK-3β抑制剂)能减轻高糖引起的ERS,使GRP78和CHOP蛋白表达减少,与高糖组比较,差异具有统计学意义(P<0.01);4-苯基丁酸(4-PBA,ERS抑制剂)减弱高糖对GSK-3β的激活作用,使p-GSK-3β表达增多,与高糖组比较,差异具有统计学意义(P<0.01)。高糖处理HUVECs 24 h能引起细胞存活率降低、凋亡细胞、cleaved caspase-3表达和ROS生成增多及MMP丢失等损伤;在高糖作用前,应用Li Cl或4-PBA预处理60 min均减轻高糖引起的上述损伤,与高糖组分别比较,差异均具有统计学意义(P<0.01)。结论在高糖损伤的HUVECs,存在GSK-3β与ERS的相互作用并参与高糖对HUVECs的损伤。

糖原合酶激酶3-β对胃癌细胞生长的影响及其机制

目的观察GSK-3β功能改变对胃癌细胞生长影响并初步探讨其作用机制。方法体外MTT观察LY294002单独或联合LiCl对人胃癌细胞株SGC-7901作用。采用Western blot、RT-PCR和免疫细胞化学法分别检测总GSK-3β、p-GSK-3βser9、CyclinD1和Caspase3表达。结果LY294002对SGC-7901细胞增殖具有抑制作用,呈时间浓度依赖关系;LY294002干预细胞72h后,总GSK-3β表达无改变,p-GSK-3βser9和CyclinD1表达下降,caspase3表达升高;LiCl部分拮抗LY294002对细胞的生长抑制及对CyclinD1和caspase3表达的改变。结论GSK-3β对胃癌细胞生长具有抑制作用,其机制可能与阻滞细胞周期和诱导细胞凋亡有关。

山茱萸多糖对阿尔茨海默病模型大鼠海马区糖原合酶激酶-3β和磷酸化-tau蛋白的影响

目的观察山茱萸多糖(CFPs)对阿尔茨海默病(AD)大鼠海马区糖原合酶激酶(GSK)-3β和磷酸化tau(p-tau)蛋白的影响,探讨CFPs对AD大鼠神经元的保护机制。方法将Wistar大鼠100只随机分为青年组、假手术组、模型组、多奈哌齐组、CFPs组。采用D-半乳糖联合Aβ1~40制备AD模型,采用免疫组化(SABC)法检测海马CA1区GSK-3β和p-tau蛋白表达量,Western印迹法检测海马GSK-3β和p-tau蛋白表达量。结果与模型组比较,CFPs和多奈哌齐可显著降低AD大鼠海马区GSK-3β和p-tau蛋白表达量(P<0.05),CFPs组和多奈哌齐组GSK-3β和ptau蛋白表达量无显著差异(P>0.05)。结论 CFPs通过抑制大鼠海马区GSK-3β蛋白表达从而降低tau蛋白过度磷酸化,实现其对AD大鼠神经元的保护作用。

糖原合酶激酶-3,一个参与多种信号通路的重要调节因子

糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)是一种多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在蛋白质合成、信号传递、细胞增殖、细胞分化、神经功能、肿瘤形成及胚胎发育等众多细胞进程中均扮演重要的角色.GSK-3能够使多种底物发生磷酸化,并参与胰岛素、Wnt及Hedgehog等多个信号通路的调控.GSK-3抑制剂在信号通路中能有效地抑制病理情况下GSK-3活性的异常增高,达到治疗的目的.GSK-3的抑制剂将作为一种潜在的药物对治疗糖尿病、阿尔海默茨症、肿瘤等疾病发挥效用.

糖尿病大鼠糖原合酶激酶-3与记忆障碍的关系

目的探讨糖尿病大鼠皮质糖原合酶激酶-3（glycogen synthase kinase-3,GSK-3）的变化在记忆障碍中的作用。方法用链脲佐菌素（Streptozotoc in STZ）建立糖尿病大鼠模型,用32P放射性标记法检测对照组,DM（Diabetes mellitus）组,DM＋碳酸锂（Li2CO3）组GSK-3的活性,用蛋白印迹法检测磷酸化GSK-3β的表达,用电跳台试验检测大鼠的学习及记忆保留情况。结果与对照组（1.07±0.07）相比,DM组的GSK-3活性（1.38±0.08）明显升高（P〈0.01）,GSK-3βSer9位点的磷酸化水平（0.84±0.06）比对照组（1.05±0.08）明显降低（P〈0.01）,并且,犯错次数[（2.6±0.89）次/3min]比对照组[（1.20±0.84）次/3min]增加（P〈0.05）,潜伏期[（94.00±23.02）s/3min]也比对照组明显缩短[（144.00±20.74]s/3min]（P〈0.01）,应用Li2CO3干预后,GSK-3活性（1.13±0.06）明显降低（P〈0.01）,GSK-3βSer9位点的磷酸化水平（0.97±0.06）恢复（P〈0.01）,犯错次数[（1.40±0.55）次/3min]降低（P〈0.05）,潜伏期[（130.00±18.72）s/3min]明显延长（P〈0.05）。结论糖尿病大鼠脑皮质GSK-3活性升高,可能导致其学习及记忆障碍,Li2CO3抑制GSK-3后,明显改善糖尿病大鼠的学习及记忆障碍。

糖原合酶激酶-3导致阿尔茨海默病模型大鼠认知障碍的机制研究

目的探讨糖原合酶激酶-3（GSK-3）对老年阿尔茨海默病（AD）模型大鼠认知功能及海马乙酰胆碱（ACh）水平的影响，从而找寻AD记忆障碍的机制。方法30只Wistar大鼠随机分为3组，每组10只大鼠：侧脑室注射人工脑脊液（aCSF）组（Vehicle组）、侧脑室注射Wortmannin组（Wortmannin组）和侧脑室联合注射Wortmannin和LiCl组（Wortmannin＋LiCl组）。每组10只。利用Morris水迷宫检测大鼠空『白J记忆功能；侧脑室注射P13K抑制剂Wortmannin后，利用放射性同位素方法检测GSK-3活性，利用免疫印迹检测GSK-3及tau蛋白磷酸化水平；利用微量渗析及高压液相色谱方法检测ACh水平。结果侧脑室注射Wortmannin后大鼠海马GSK-3活性显著升高，GSK-3D在Ser9位点及tau蛋白在Ser396、Thr231位点磷酸化水平显著改变，说明激活的GSK-3B可以磷酸化tau蛋白并诱导AD样病理改变。侧脑室注射Wortmannin后大鼠表现出明显的空间记忆障碍，同时海马ACh水平显著降低。然而，如同时注射GSK-3抑制剂LiCI后，ACh则恢复到正常水平。结论侧脑室注射Wortmarmin可以激活海马GSK-3活性，激活的GSK-3可以通过下调ACh诱导老年AD大鼠空间记忆障碍。

糖原合酶激酶-3β在缺血后处理脑保护效应中的作用

目的:观察缺血后处理对脑皮质神经元的保护效应及糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)活性的改变,探讨其可能机制。方法:雄性Wistar大鼠30只,随机分为3组(n=10):阳性对照组(I/R组),假手术组(S组),后处理组(IPost)。采用4-VO法建立大鼠全脑缺血再灌注模型。IPost组分离双侧颈总动脉,夹闭10min,开放30s,夹闭10s,反复三次。于术后2天处死大鼠,取出脑组织,采用TUNEL法检测大鼠皮质神经元凋亡情况;TTC法检测大鼠脑部梗死面积;光谱法检测GSK-3β活性。结果:与I/R组相比,IPost组皮质神经元凋亡和梗死面积显著减少(P<0.01);与S组比较,皮质神经元凋亡和梗死面积增加(P<0.01);与S组相比,IPost组GSK-3β活性降低,但明显高于I/R组(均为P<0.01)。结论:脑缺血后处理能使GSK-3β活性增高,减少皮质神经元凋亡和梗死面积,从而有效减轻脑缺血再灌注引起的损伤。

糖原合酶激酶3-β对胃癌细胞生长周期和转移的影响

目的:探讨GSK-3β功能改变对胃癌细胞生长周期和转移的影响。方法:LY294002单独或联合LiCl影响胃癌细胞株SCG-7901GSK-3β活性,Western blotting检测总GSK-3β、p-GSK-3βser9表达,MTT和FCM检测细胞增殖及周期分布,细胞免疫化学检测E-cadherin、β-catenin表达,细胞粘附实验观察细胞与基质的粘附力。结果:LY294002干预细胞72h后,总GSK-3β表达无改变,p-GSK-3βser9表达下降;增殖受抑制;细胞周期阻滞于G0/G1期;E-cadherin表达增高,β-catenin表达下降;细胞与基质粘附力降低。LiCl部分拮抗LY294002对细胞的生长抑制、周期阻滞及对E-cadherin、β-catenin表达的改变和细胞与基质粘附力的影响。结论:GSK-3β可促进胃癌细胞G1-S期周期阻滞、抑制细胞生长并可上调E-cadherin表达抑制细胞转移。

甲状腺素对阿尔茨海默病患者淋巴细胞糖原合酶激酶-3的影响

目的:探讨甲状腺素对阿尔茨海默病患者淋巴细胞糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)的影响。方法:用^(32)P标记法检测正常老年人组,阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)组,甲状腺素治疗组淋巴细胞糖原合酶激酶-3的变化,并用放射免疫法检测这些组血清三碘甲状腺原氨酸(triiodothyronine,T_3)、T_4甲状腺素(tetraiodothyronine,T_4)、游离三碘甲状腺原氨酸(freetriiodothyronine,FT_3)、T_4游离甲状腺素(free thyroxine,FT_4)、促甲状腺激素(thyrotropin,TSH)的变化。结果:与对照组比较,AD组及甲状腺素组治疗前T_3及FT_3的含量存在明显降低(P<0.01,P<0.01)。TSH水平也明显降低(P<0.01,P<0.01),且伴有淋巴细胞GSK-3活性的明显降低(P<0.01,P<0.01)。甲状腺素治疗后,T_3、FT_3、TSH水平明显恢复(P<0.01),淋巴细胞GSK-3的活性明显降低(P<0.01),与对照组无明显差别(P>0.05)。结论:AD患者甲状腺功能降低,且伴有GSK-3活性升高,甲状腺素治疗后甲状腺功能恢复,且GSK-3活性降低,提示甲状腺素对AD治疗可能有价值。

糖原合酶激酶-3β在肝癌细胞迁移过程中的作用

目的通过调节糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)来观察其对肝癌细胞迁移能力的影响,研究GSK-3β在肝癌细胞迁移过程中发挥的作用。方法分别应用GSK-3特异性抑制剂LiCl和SB216763抑制GSK-3β的活性,或转染GSK-3βWT、GSK-3βS9A、GID5-6质粒影响GSK-3β的活性,通过划痕实验、小室迁移实验、微管组织中心体(MTOC)实验等观察处理前后肝癌细胞系SMMC-7721和Hep3B迁移能力的改变,并用免疫细胞化学法观察肝癌细胞迁移后磷酸化GSK-3β(pGSK-3β)的分布。结果划痕实验发现,用LiCl和SB216763处理后,SMMC-7721细胞的相对迁移率分别下降36.44%和41.78%,Hep3B细胞的相对迁移率都下降26.66%。转染GSK-3βWT后,GSK-3β和pGSK-3β表达上调,SMMC-7721细胞相对迁移率降为61.27%;转染GSK-3βS9A后,GSK-3β表达上调,pGSK-3β变化不明显,SMMC-7721细胞相对迁移率降为38.61%;转染GID5-6后,GSK-3β变化不明显,pGSK-3β表达增多,SMMC-7721细胞相对迁移率降为36.49%。免疫细胞化学可见,在正常培养的条件下肝癌细胞发生迁移3h后,细胞内pGSK-3β呈现出在细胞前沿边缘附集的现象;而加入LiCl后,pGSK-3β的分布则未呈现这种边缘附集的现象。MTOC实验发现,未加入抑制剂时Hep3B细胞MTOC阳性率在60%以上,而应用GSK-3β抑制剂后MTOC阳性率明显下降。结论GSK-3β在肝癌细胞的迁移过程中起到重要作用,应用针对GSK-3β的特异性抑制药物能够影响肝癌细胞的极性化,降低肝癌细胞的迁移能力。

糖原合酶激酶-3β与帕金森病的发生及治疗

糖原合酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是调控糖原代谢的主要激酶.它可以使多种底物蛋白磷酸化,参与调节细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡.最近研究表明,GSK-3β与帕金森病发生密切相关.在帕金森病研究模型中,GSK-3β活性增高,诱导多巴胺能神经元凋亡;而GSK-3β活性被抑制时,tau蛋白磷酸化减少,α共核蛋白表达降低,神经元得到保护.因此,GSK-3β可能成为帕金森病治疗的新靶点.

糖原合酶激酶-3β在肿瘤细胞中的分子作用机制

糖原合酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是一种多功能丝氨酸/苏氨酸激酶,通过磷酸化酪氨酸、丝氨酸和苏氨酸位点介导Wnt、Hedgehog、NF-κB和PI3K/Akt等信号通路,参与各类细胞功能的调节。GSK-3β在不同信号通路和细胞类型中扮演不同的角色,导致其在不同的恶性肿瘤中发挥促癌或抑癌的双重作用,与癌细胞的迁移和侵袭有直接关系。在胰腺癌和结肠癌研究中,GSK-3β的高表达调控通过相关信号通路,增强细胞增殖调控因子表达,抑制负性调控因子的活性,促进癌细胞的增殖。GSK-3β能激活上皮细胞间质转型过程中相关因子的表达,增强癌细胞扩散能力;相反,在胃癌和肺癌中,GSK-3β具有积极的抑癌作用。GSK-3β通过阻滞细胞周期和诱导细胞凋亡发挥抑癌作用,通过调节Wnt和PI3K/Akt信号通路,负向调控癌细胞的生长与侵袭,并且GSK-3β磷酸化相关因子以减弱其对癌细胞转移能力的刺激。本文总结了GSK-3β在不同恶性肿瘤中的作用及机制,并针对研究中存在的问题进行分析与展望,为相关领域的研究提供一定的理论基础。

糖原合酶激酶-3β:神经炎症的潜在重要调节靶点

中枢神经系统的炎症反应在神经退行疾病、精神疾病等中起重要作用,其涉及到胶质细胞的激活、炎症因子的释放等,其炎症反应涉及许多信号调节通路,但具体仍需深入研究。目前越来越多的研究证据表明糖原合酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)参与了神经炎症反应的多条调控途径,包括内质网应激、线粒体损伤等,其激活状态可增强与炎症反应调控相关信号促进神经炎症反应导致中枢神经系统损伤。

老年腹膜透析患者腹膜纤维化与腹膜透析液中糖原合酶激酶-3β、β连环蛋白水平的相关性研究

目的探究老年腹膜透析患者腹膜纤维化与腹膜透析液中糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)、β连环蛋白(β-catenin)水平的相关性。方法前瞻性选择2016年1月—2020年12月上海交通大学医学院附属松江医院收治的腹膜透析腹膜纤维化患者81例(观察组)和同期在上海交通大学医学院附属松江医院腹膜透析未发生腹膜纤维化患者100例(对照组)为研究对象,检测并比较2组腹膜透析液中GSK-3β、β-catenin及腹膜纤维化指标[转化生长因子β1(TGF-β1)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、纤维连接蛋白(FN)、I型胶原蛋白(Col-I)]水平,用Spearman检验和Pearson检验进行相关性分析。结果观察组GSK-3β和β-catenin水平高于对照组(P<0.05);观察组TGF-β1、FN、Col-I、α-SMA水平高于对照组(P<0.05);相关性分析提示,腹膜透析液中GSK-3β和β-catenin水平与腹膜透析患者发生腹膜纤维化呈正相关(P<0.05),腹膜透析液中GSK-3β和β-catenin水平均与TGF-β1、FN、Col-I、α-SMA呈正相关(P<0.05)。结论老年腹透患者腹膜纤维化与腹透液中糖原合酶激酶-3β、β连环蛋白水平存在一定相关性(低度),其水平检测对于了解腹膜纤维化发病和病情有一定临床意义。