数据驱动的人体正常和癌症组织中糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(GPI-AP)相关基因表达谱的综合分析

人体细胞中含有超过146种GPI锚定蛋白(glycosylphosphatidylinositol-anchored protein,GPI-AP),包括受体、配体、粘附分子和酶等。这些蛋白通过GPI锚定在细胞膜表面的脂筏中,发挥多种重要生物学功能。目前,已经对GPI锚定蛋白的生物合成开展了大量研究,其中GPI-AP的生物合成包括至少20步反应,已鉴定出超过40个GPI-AP合成相关基因,但是仍缺乏对于GPI-AP相关基因在正常组织与癌症组织中表达调控的研究。本研究利用来自于TCGA数据库和GTEx portal的基因表达数据,同时结合使用GlycoMaple糖基化通路分析工具,对正常组织与癌症组织中参与GPI-AP合成和编码GPI-AP的基因的表达情况进行了全面分析。研究发现,与正常组织相比,在早期胶质瘤、多形性胶质母细胞瘤、胰腺癌、睾丸生殖细胞癌、原发性皮肤黑色素瘤和转移性皮肤黑色素瘤中,参与GPI-AP合成的基因表达发生了显著变化,其中PIGY在这6种癌症中表达量均有上升。此外,GPI锚定蛋白编码基因CD14在这6种癌症中的表达量上升。GPI锚定蛋白编码基因GAS1、GPC2、GPC4仅在早期胶质瘤和多形性胶质母细胞瘤中表达量上升,说明部分GPI锚定蛋白如GAS1等可以作为早期胶质瘤和多形性胶质母细胞瘤生物标志物。本研究为GPI-AP相关基因在正常组织与癌症组织中的表达情况提供了新的见解,为GPI-AP作为生物标志物的开发打下了坚实基础。

磷脂酰肌醇聚糖锚定生物合成类U在卵巢癌组织中的表达及临床意义的生物信息学分析

目的通过生物信息学分析糖基磷脂酰肌醇转氨酶(GPI-T)复合物相关基因磷脂酰肌醇聚糖锚定生物合成类U(PIGU)在卵巢癌组织中的表达及临床意义。方法通过癌症基因组图谱(TCGA)、基因型-组织表达(GTEx)数据库下载279例卵巢癌患者卵巢癌组织及88例卵巢正常组织的全基因组的表达量矩阵,对GPI-T复合物相关基因进行差异分析。利用Kaplan-Meier Plotter(KMPLot)网页工具进行生存分析,利用基因表达综合(GEO)数据库进一步验证PIGU在卵巢癌中的重要意义。利用GeneMANIA网站预测PIGU的蛋白质相互作用网络,使用WebGestalt网页工具对PIGU及其关键互作分子进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析。结果与卵巢正常组织相比,卵巢癌组织中磷脂酰肌醇聚糖锚定生物合成类S(PIGS)表达明显下调,磷脂酰肌醇聚糖锚定生物合成类K(PIGK)、PIGU、磷脂酰肌醇聚糖锚定生物合成类T(PIGT)、糖基磷脂酰肌醇锚定附着蛋白1(GPAA1)的表达均明显上调,差异均有统计学意义(P﹤0.01)。PIGU的表达与卵巢癌患者的总生存期(OS)、无进展生存期(PFS)均有关(P﹤0.05),PIGU高表达卵巢癌患者的OS、PFS均低于PIGU低表达患者,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。GeneMANIA网站预测PIGU的蛋白质相互作用网络,结果发现了包括PIGS、PIGK、PIGT、GPAA1在内的20个关键互作分子。KEGG分析通路分析揭示了PIGU及其关键互作分子的潜在分子机制,证实PIGU通过参与调控生物合成与代谢通路,影响卵巢癌的发生发展。结论PIGU在卵巢癌组织中高表达,可以作为预测卵巢癌发生、发展及患者预后的标志物之一。

糖基磷脂酰肌醇转酰胺酶与肝癌

肝癌是全球癌症负担的主要来源,而肝癌中最主要的组织学类型为肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)。因此,阐明HCC发生发展、复发机制以及寻找新的治疗靶点成为HCC研究的重要方向。近年来越来越多的学者对糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定蛋白合成过程进行研究,发现参与GPI锚定蛋白合成的多个亚基的表达异常不仅参与了人类疾病的发展,也参与了人类多种肿瘤的发生发展,糖基磷脂酰肌醇转酰胺酶(Glycosylphosphatidylinositol transamidase,GPI-T)作为蛋白质转移到GPI锚的关键酶,由五个亚基组成,其中PIGU于2004年被首次证明参与了膀胱癌的发生发展,随后它的五个亚基逐渐被证实参与了HCC的发生发展。本文就GPI-T的五个亚基参与HCC发生及发展的机制进行了阐述。

人类磷脂酰肌醇聚糖A类基因突变在遗传毒性研究中应用进展

基因突变是遗传毒性损伤的重要检测终点。国际人用药物注册技术协调会议(ICH)M7指南中将啮齿类动物体内磷脂酰肌醇聚糖A类(Pig-a)基因突变试验列为药物杂质遗传毒性试验阳性结果的追加试验。啮齿类动物Pig-a基因突变试验作为一项新的检测体内基因突变的方法,相对于转基因动物等其他体内基因突变试验,具有成本低、方法简单和检测快速的优点。基于Pig-a基因的物种保守性,近年来开发了检测人外周血以及体外人细胞的PIG-A基因突变试验的方法,以期用于临床基因突变监测以及非临床遗传毒性评价。本文主要对PIG-A基因突变试验研究常用人外周血成熟红细胞、网织红细胞和白细胞及TK6细胞和MCL-5细胞检测方法等进行简要综述。

磷脂酰肌醇聚糖3对HCC特异性免疫疗法的可能性

患乙肝或丙肝的肝硬化患者具有发展为肝细胞癌（HCC）的高风险，HCC患者经外科切除或其它治疗后复发的危险性也很高。作为结果HCC的预后较差，所以急需新的疗法来预防HCC的发展与复发。本文作者曾报道磷脂酰肌醇聚糖（GPC3）在HCC中特异性地过度表达。

GPI锚定蛋白检测诊断阵发性睡眠性血红蛋白尿症的临床价值

目的:探讨阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)患者不同外周血细胞GPI锚定蛋白的表达情况,为PNH的诊断和鉴别诊断提供依据。方法:采用流式细胞术检测32例PNH患者外周血各类细胞膜上CD55、CD59、CD16及CD14的表达百分率。结果:PNH患者外周血红细胞、粒细胞膜上CD55、CD59表达均明显减少,与正常对照组比较差异有显著性(P<0.001),且粒细胞上CD55、CD59表达率低于红细胞(P<0.05);血小板CD55、CD59表达率也较对照组减少(P<0.05);有27例PNH患者的淋巴细胞CD55、CD59表达降低,其缺失率达30%,低于粒细胞和红细胞;CD16在粒细胞上表达量差异很大(34%～83%),与对照组比较差异有显著性(P<0.001);在单核细胞上可见CD14表达缺失的PNH克隆,CD14表达比例明显低于正常对照组(P<0.001)。结论:检测外周各系血细胞CD55和CD59可以使典型PNH的诊断更加可靠,使部分缺乏典型临床表现的PNH明确诊断。检测CD16和CD14对排除PNH具有重要意义。

一种精子表面GPI锚定蛋白初步鉴定方法的建立

精子表面糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白（GPI-Aps）在精子不同阶段都发挥着关键作用．本研究介绍了嗜水气单胞菌毒素（aerolysin）作为生物探针来鉴定精子表面的GPI锚定蛋白．实验依次进行了嗜水气单胞茵培养、毒素提取纯化、多克隆抗体制备以及三明治蛋白印迹验证实验．凝胶蛋白分离实验显示，硫酸铵沉淀加Sephadex G-100层析柱纯化得到了分子质量为45kD高纯度细菌毒素；蛋白印迹实验验证了制备的多克隆抗体的特异性；三明治蛋白印迹结果显示，嗜水气单胞菌毒素能识别出12条精子脂筏提取蛋白条带，其分子质量主要分布在15～130kD之间；Alex488标记的免疫荧光实验显示，嗜水气单胞菌毒素识别的GPI锚定蛋白主要分布在精子头部和尾部．研究结果提示，嗜水气单胞菌毒素能够有效地识别精子表面的GPI锚定蛋白．

糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白质与肿瘤血管生成的关系

肿瘤血管生成是一个非常复杂的过程,涉及到多种因子的调节。目前,已发现多种糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白质与肿瘤血管生成密切相关。尿激酶型纤溶酶原激活剂受体(urokinase plasminogen activator receptor,uPAR/CD87)、CD55、基质金属蛋白酶、T-钙黏着蛋白、RECK、Eph家族受体作用蛋白A(Eph family receptor interacting protein A,ephrin A)等均能调节肿瘤血管生成过程。本文对糖基磷脂酰肌醇锚定的调节因子如何影响肿瘤血管生成,以及它们作为肿瘤治疗的主要靶标研究进行综述,为肿瘤治疗的抗血管生成新靶标的设计提供信息。

糖基磷脂酰肌醇及其锚定蛋白的合成研究进展

在真核生物中,蛋白质的C-末端以共价键形式与糖基磷脂酰肌醇(GPI)相连是一种常见的翻译后修饰,GPI修饰的蛋白质可以通过GPI锚定在细胞膜的外叶.GPI锚及其锚定蛋白的结构复杂、多样,在众多生物学过程中扮演着不可或缺的重要作用.化学合成结合酶催化反应是获得结构明确、纯度高的GPI锚及GPI锚定蛋白的重要方法,为在分子水平上深入探索此类化合物的结构和生物学功能奠定了基础.本文对此合成领域中所涉及的光学纯且差异性保护的肌-肌醇衍生物的制备、天然来源GPI的合成策略、以结构多样性为导向的GPI衍生物的合成,以及GPI锚定蛋白的合成策略进行综述.

GPI锚定蛋白前体C-端附着信号的疏水性决定其内质网相关蛋白质降解途径

目前,已知超过150种糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(glycosylphosphatidylinositol anchored protein,GPI-anchored protein)在哺乳动物细胞中表达,并参与免疫识别、细胞通讯与信号转导等多种生理过程。当蛋白质无法被GPI修饰时,前体蛋白质通过内质网相关蛋白质降解(endoplasmic reticulum associated degradation,ERAD)途径降解。然而,GPI锚定蛋白ERAD的降解机制尚不清楚。为了探究GPI锚定蛋白前体的ERAD途径的具体机制,本研究敲除人胚胎肾细胞293细胞株(HEK293)的GPI转酰胺酶复合物亚基PIGS基因,进而敲除E3泛素连接酶HRD1和GP78基因,之后随机在PIGS-KO,PIGS-HRD1-KO和PIGS-GP78-KO过表达16种GPI锚定蛋白质(以亲本PIGS-KO细胞株作为对照组),Western印迹结果证明,GPI锚定蛋白前体在细胞株PIGS-HRD1-KO中的蛋白质积累量(I_(PHK))和PIGS-GP78-KO中的蛋白质积累量(I_(PGK))体现出明显的差异性,例如LYPD2的I_(PHK)是I_(PGK)的28倍,NEGR1的I_(PHK)是I_(PGK)的0.12倍,这说明GPI锚定蛋白前体的降解主要依赖于2种ERAD途径:ERAD-L和ERAD-M。且HRD1与GP78的2种E3泛素连接酶被选择性地用于GPI锚定蛋白前体的降解。朊病毒(prion)和CD59嵌合构建体表明,GPI前体蛋白C-端GPI附着信号决定了降解途径(朊病毒I_(PHK)/I_(PGK)由突变前的0.33改变为突变后的23.42。相反的是,突变前CD59的I_(PHK)/I_(PGK)是11.45,突变后变为2.81)。接着,通过对C-端附着信号疏水性的计算,我们发现,这种选择性差异由前体蛋白质C-端GPI附着信号疏水性的不同造成。本研究初步解释了未被GPI锚修饰的GPI锚定蛋白前体在ERAD中的降解机制。

磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3特异性抗体对肝细胞癌临床诊断的初步应用

磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(GPC3)对肝细胞癌(HCC)的诊断具有很高的敏感性和特异性,是具有前景的肿瘤标志物.本文的目的是应用抗人-GPC3单克隆抗体7D11(7D11McAb),通过免疫组化(IHC)的方法检测HCC组织中的GPC3蛋白,并初步评价其诊断HCC的临床应用价值.通过对HCC病理组织、正常肝脏组织和胆管细胞癌(ICC)病理组织进行免疫组化染色来评价7D11McAb的可应用性.同时,应用7D11McAb作为检测抗体对40例HCC,7例ICC和50例正常人的血清GPC3进行检测.免疫组化结果显示,GPC3蛋白在85%(34/40)HCC组织高表达,而在正常人和ICC病人的组织中阳性率均为0%(0/50和0/7).血清学检测结果显示,GPC3在HCC,正常人和ICC病人的血清中阳性率分别为:42.5%(17/40),0%(0/50%)和0%(0/7).7D11McAb的制备为GPC3能大规模应用于临床奠定了基础.

阵发性睡眠性血红蛋白尿急性肾小管损伤并足细胞病变病例报告及文献复习

阵发性睡眠性血红蛋白尿(paroxysmal nocturnal hemoglobinuria,PNH)是临床罕见的获得性补体介导的造血干细胞疾病,发病率约5~10/100万例[1]。PNH的发病与PIG-A基因突变导致糖基磷脂酰肌醇(glycosyl phosphatidyl inositol,GPI)锚定蛋白减少/缺失相关,导致CD55和CD59等补体调节因子缺陷引起该病相关临床特征。

磷脂酰肌醇聚糖A类基因逆转录病毒载体的构建及表达

阵发性睡眠性血红蛋白尿症（PNH）是一种获得性良性克隆性造血干细胞疾病，研究发现PNH患者体内存在磷脂酰肌醇聚糖A类（PIG—A）基因异常，导致患者血细胞表面糖基磷脂酰肌醇锚蛋白（GPI—AP）缺乏，临床上出现血管内溶血等一系列表现。恢复PNH表型细胞的PIG—A基因的表达有可能逆转其GPI—AP的表达，为PNH的治疗提供新途径。我们构建了含PIG—A基因的逆转录病毒载体，体外转染PNH表型细胞，为PNH基因治疗提供实验依据。

磷脂酰肌醇聚糖A类基因突变检测方法的研究进展及其应用

遗传毒性检测是化学品安全评价和健康风险评估的重要内容。经典遗传毒性检测方法，如：鼠伤寒沙门菌回复突变试验（ Ames试验）、染色体畸变分析和微核试验已经广泛地应用于毒物、药物的筛选和遗传毒性评价。近年来，一些新的遗传毒性试验相继发展并逐渐应用于化学品安全评价。磷脂酰肌醇聚糖 A 类（ phosphatidylinositol glycan class－A， Pig－a）基因突变分析是基于体细胞基因突变的新的体内遗传毒性检测方法［1］。 Pig－a基因突变不仅可用于化学物急性暴露引起的遗传毒性识别，也可用于化学物慢性、亚慢性暴露所引起的遗传毒性筛查，且符合当前国际上对于实验动物使用所倡导的3R 原则，即：减少（ reduction ）、替代（replacement）和优化（refinement）。因Pig－a基因突变可采用流式细胞仪检测，灵敏、高效、成本低、操作简单、适用于高通量分析的需求，相继被经济合作与发展组织（ Organization for Economic Co－operation and Development， OECD）等国际组织推荐为遗传毒性评价的标准组合试验［2］。因此，笔者综述了Pig－a基因突变检测方法研究进展和应用。

党参低聚糖通过抑制PI3K/AKT/HIF-1α通路改善胃癌前病变大鼠胃粘膜损伤

目的:研究党参低聚糖对胃癌前病变(PLGC)大鼠胃黏膜损伤的改善作用及机制。方法:分析党参低聚糖对缺氧条件下胃黏膜上皮细胞(GES-1)和胃癌细胞(AGS)增殖活性,及对凋亡相关蛋白(BAX、BCL-2、Caspase-3)和磷酯酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/缺氧诱导因子1α信号通路(PI3K/AKT/HIF-1α)的影响。70只大鼠随机分为正常对照组、正常动物给予党参低聚糖0.6 g/kg组、模型对照组、维酶素0.27 g/kg组、党参低聚糖0.15、0.6 g/kg组。采用灌胃N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍(MNNG)和40%乙醇并结合饥饱饮食的方法构建PLGC模型。分析党参低聚糖对PLGC大鼠胃组织病理变化、血清生化指标、凋亡相关蛋白(BAX、BCL-2、Caspase-3)和PI3K/AKT/HIF-1α通路的影响。同时通过LC/MS/MS代谢组学技术研究影响党参低聚糖改善PLGC的潜在生物标志物和代谢通路。结果:细胞实验显示,与空白对照组比较,缺氧对照组GES-1细胞的相对存活率显著降低(P<0.01),BCL-2/BAX比值、PI3K及p-AKT蛋白表达显著下调,Caspase-3和HIF-1α蛋白表达明显上调(P<0.05或P<0.01);AGS细胞的相对存活率显著增加(P<0.01),BCL-2/BAX比值、PI3K、p-AKT及HIF-1α蛋白表达均显著上调,Caspase-3蛋白表达显著下调(P<0.01);与缺氧对照组比较,党参低聚糖1、1.25 mg/mL组在48 h时使GES-1细胞的相对存活率显著增加(P<0.01),BCL-2/BAX比值、PI3K及p-AKT蛋白表达均显著上调,Caspase-3和HIF-1α蛋白表达明显下调(P<0.05);使AGS细胞的相对存活率显著降低(P<0.01),BCL-2/BAX比值、PI3K、p-AKT及HIF-1α蛋白表达均明显下调,Caspase-3蛋白表达明显上调(P<0.05或P<0.01)。动物实验显示,与正常对照组比较,模型对照组大鼠胃黏膜发生萎缩,肠上皮化生和不典型增生,血清胃蛋白酶原Ⅰ/胃蛋白酶原Ⅱ(PGⅠ/PGⅡ)比值和胃泌素-17(G-17)含量显著降低(P<0.01),白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6及肿瘤坏死因子(TNF-α)含量显著增加(P<0.01),超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力显著降低而MDA含量显著增加(P<0.01),胃黏膜BCL-2/BAX的比值、PI3K、p-AKT及HIF-1α蛋白表达显著上调,Caspase-3蛋白表达显著下调(P<0.01),血清甘油磷酸胆碱、2-酮戊二酸、乳酸、富马酸及牛磺鹅去氧胆酸水平明显增加,组氨酸、甜菜碱、瓜氨酸、精氨酸、脯氨酸、泛酸、牛磺胆酸、柠檬酸及1-棕榈酰甘油磷酸胆碱水平明显降低(P<0.05或P<0.01);与模型对照组比较,党参低聚糖0.15、0.6 g/kg组大鼠胃黏膜萎缩,肠上皮化生和不典型增生程度明显减轻,党参低聚糖0.6 g/kg组大鼠血清PGⅠ/PGⅡ比值和G-17含量明显增加(P<0.05),IL-1β、IL-6及TNF-α含量显著降低(P<0.01),SOD和GSH-Px活力显著增加而MDA含量明显降低(P<0.05),胃黏膜BCL-2/BAX比值、PI3K、p-AKT及HIF-1α蛋白表达显著下调,Caspase-3蛋白表达显著上调(P<0.01),血清14种代谢物水平明显回调(P<0.05或P<0.01),主要涉及三羧酸循环、精氨酸和脯氨酸代谢、甘油磷脂代谢、糖酵解及牛磺酸和亚牛磺酸代谢。结论:党参低聚糖可改善正常胃粘膜细胞缺氧损伤和抑制胃癌细胞增殖,并通过抑制炎症、抗氧化、促进凋亡以及调节机体代谢紊乱改善PLGC大鼠胃黏膜损伤,其作用机制与抑制PI3K/AKT/HIF-1α信号通路的过度激活有关。

糖基化在肿瘤免疫中的作用

蛋白质的糖基化是糖类在糖基转移酶（Glycosyltransferase,GTs）的催化下以共价键的形式与肽链连接的过程。根据糖肽键的不同,糖基化分为以下四种类型：N-连接糖基化、O-连接糖基化、糖基磷脂酰肌醇（Glycophosphatidylinositol,GPI）锚定糖基化和C-甘露糖化[1]。

硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的功能机制研究进展

硫酸乙酰肝素蛋白聚糖是由核心蛋白和与之相连的硫酸乙酰肝素糖链组成,广泛分布于细胞膜与细胞外基质中。其中多配体蛋白聚糖(syndecan)和糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白聚糖(glypican)存在于细胞膜上,而串珠蛋白聚糖(perlecan)和组合蛋白聚糖(agrin)表达在细胞外基质中。该类蛋白在生理与病理历程,如发育、伤口愈合、肿瘤发生发展、感染、免疫应答等过程中担任重要作用,这些功能是其核心蛋白和糖链共同作用的结果。概述硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的功能及其机制研究进展,同时强调其在作为药物靶标和临床诊断研究中的应用。

GPI锚——一种复杂的蛋白质翻译后修饰

糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins,GPI-APs)是一种在真核生物细胞膜表面普遍存在的蛋白质,最大特点是没有跨膜结构域和胞质尾区,通过翻译后修饰产生的GPI结构锚定在细胞膜上.GPI锚结构复杂,由磷酸氨基乙醇联结部、核心糖链和磷酸肌醇尾组成.核心糖链中的甘露糖、葡萄糖胺、磷酸肌醇残基可不同程度地被磷酸氨基乙醇和其他糖类修饰.尽管被精确解析出的GPI锚结构还较少,但已在分子水平上证明GPI锚具有非常多样的生物学功能,如信号传导、细胞黏附、蛋白质转运和免疫反应等等.近年来,由于实验技术的进步,GPI锚的相关研究也在逐步深入.对GPI锚独特的翻译后修饰及其功能的最新研究进行分析归纳.

PIGS基因突变所致的发育性癫痫性脑病家系的临床表现及遗传学分析

目的总结和分析磷脂酰肌醇聚糖锚定生抑合成S类(PIGS)基因突变所致的发育性癫痫性脑病(DEE)家系中2名患儿的临床表型及遗传特点。方法收集2021—2022年因“反复抽搐”就诊于广东医科大学附属医院门诊的2例患儿的临床资料及家族史,提取患儿及其家系成员的外周血样,采用全外显子组测序技术筛查患者致病基因,对可疑致病突变进行Sanger测序验证。结果例1,女,姐姐(先证者),8岁;例2,女,妹妹,6岁。均为婴儿期起病,表现为频繁全面性强直阵挛发作,伴严重发育落后,查体均发现特殊面容(拱形眉、杏仁眼、眼距宽、鼻梁低平、长人中、宽舌)及肌张力低下,异常视频脑电图及头颅磁共振结果。基因检测均提示PIGS基因c.1141_1164dup(p.Asp381_Val388dup)纯合突变,Sanger验证父母为杂合突变,结合临床表型和基因检测结果,2例患儿确诊为DEE-95(PIGS基因突变),经联合抗癫痫加用维生素B6治疗后抽搐改善。结论PIGS基因纯合突变是DEE-95致病原因,全外显子组测序有重要诊断价值,抗癫痫联合治疗加用维生素B6可控制抽搐发作。