OSBPL2介导RhoA/ROCK2信号通路调控听觉细胞肌动蛋白细胞骨架

目的:探索氧化固醇结合蛋白样蛋白2(oxysterol binding protein-like 2,OSBPL2)对听觉细胞肌动蛋白骨架形态和功能的影响及其相关分子机制。方法:采用OSBPL2基因敲除(Osbpl2-KO)HEI-OC1细胞探讨OSBPL2缺陷对听觉细胞肌动蛋白细胞骨架形态和功能的影响;扫描电镜观察Osbpl2-KO小鼠毛细胞静纤毛形态;Western blot实验检测HEI-OC1细胞和耳蜗内Rho/ROCK信号通路关键效应因子Rho激酶2(Rho-associated coiled-coil-containing protein kinase 2,ROCK2)、Lim激酶1(LIM domain kinase 1,LIMK1)、肌动蛋白解聚因子/丝切蛋白1(actin depolymerizing factor/cofilin 1,ADF/CFL-1)的表达水平。结果:Osbpl2-KO HEI-OC1细胞微丝骨架中纤维肌动蛋白(F-actin)的分布明显减少,细胞外周微刺突和丝状伪足明显减少,细胞迁移能力明显减弱;扫描电镜下观察发现Osbpl2敲除导致小鼠耳蜗内毛细胞静纤毛变短且排列紊乱;Western blot检测结果表明,在HEI-OC1细胞和小鼠耳蜗中OSBPL2-KO均导致RhoA/ROCK2信号通路的抑制。结论:在听觉细胞中OSBPL2介导的RhoA/ROCK2信号通路在维持肌动蛋白细胞骨架形态和功能的过程中发挥重要的调控作用。

MSTN基因对牛肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响

为探究肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)对牛骨骼肌生长发育的作用机制,本研究前期利用定量蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学分析野生型蒙古牛(MG.WT)和MSTN+/-蒙古牛(MG.MSTN+/-)腿臀肌肌肉组织中蛋白质水平和磷酸化修饰水平的差异变化,使用已建立的牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型,检测设计合成的MSTN siRNA(si-MSTN)干扰效果;采用实时荧光定量PCR和Western blotting方法检测转染si-MSTN的增殖期(GM)和分化第3天(DM3)牛骨骼肌卫星细胞中肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的mRNA和蛋白水平的表达变化,研究敲低MSTN表达对肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响。结果显示,在MSTN+/-蒙古牛肌肉组织中共鉴定到16个肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因表达丰度上调;转染si-MSTN细胞中的MSTN表达水平极显著降低(P<0.01);在转染si-MSTN的GM期牛骨骼肌卫星细胞中,肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因ENAH、ACTN4和Cdc42的mRNA水平均显著升高(P<0.05),PFN1、RhoA和ACTN4的蛋白水平均显著或极显著升高(P<0.05;P<0.01);在转染si-MSTN的DM3牛骨骼肌卫星细胞中,ENAH、CFL1、SCIN和Cdc42基因mRNA水平均显著升高(P<0.05),RhoA基因mRNA水平极显著升高(P<0.01),PFN1和ACTN4的蛋白水平均显著升高(P<0.05)。结果表明,干扰MSTN可以促进肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的表达,探明了MSTN可能通过介导肌动蛋白细胞骨架调节通路影响牛骨骼肌卫星细胞增殖和成肌分化的分子机制,为进一步研究MSTN对牛成肌分化的调控机制提供参考。

RhoA-ROCK信号通路介导缺氧所致乳腺癌细胞肌动蛋白细胞骨架重构

目的:探讨缺氧对乳腺癌细胞(MDA-MB-435细胞)肌动蛋白细胞骨架重构和细胞形态改变与RhoA-ROCK信号通路的关系。方法:对体外培养的MDA-MB-435细胞进行缺氧16h处理,或在缺氧前用ROCK的特异性抑制剂Y-2763(210μmol/L)预处理细胞1h,再进行缺氧处理。用共聚焦激光扫描显微镜研究缺氧或使用Y-27632对MDA-MB-435细胞肌动蛋白细胞骨架重构的影响和细胞形态的改变。结果:乳腺癌细胞经16h缺氧处理,肌动蛋白细胞骨架发生解聚,应力纤维的排列和分布以及细胞形态明显改变;事先使用Y-27632再进行缺氧处理,可防止缺氧所致乳腺癌细胞内肌动蛋白细胞骨架解聚,同时应力纤维在细胞内排列和分布恢复正常。结论:RhoA-ROCK信号通路可能参与缺氧所致乳腺癌细胞内肌动蛋白细胞骨架的重构和细胞形态的改变。

紧密粘连蛋白-1和2对极化细胞顶膜区结构及细胞骨架调控的研究

皮质肌动蛋白细胞骨架调控着细胞间紧密连接（tight junction,TJs）和粘附连接（adherens junction,AJ）的结构与功能,紧密连接蛋白分子紧密粘连蛋白（zonula occludens,ZO）-1和2不仅与紧密连接和粘附连接密切相关,而且还可以与肌动蛋白F-actin及其它骨架相关蛋白直接结合,ZO-1与ZO-2在细胞连接区可能具有调控细胞骨架活性的功能。为了验证这一假设,

细胞凋亡与细胞骨架的改变

细胞凋亡时,细胞形态会发生一系列特征性的改变。近年来,发现细胞骨架也会发生相应的变化,包括细胞骨架网状结构降解、凝聚和分布不均等。通过对细胞骨架蛋白的生物活性、功能及细胞凋亡时细胞骨架结构形态的动态变化、相关调控因素等研究,显示凋亡细胞骨架改变是细胞凋亡形态学改变的基础,提示可通过改变细胞骨架结构来诱导细胞凋亡,以达到治疗肿瘤及其他疾病的目的。

细胞骨架与机械信号传导:椎间盘突出机制研究的新靶点

椎间盘突出的起始病因不清。作用于椎间盘上的非正常机械力及其导致的细胞外基质代谢变化是椎间盘退行性病变的起始原因。细胞骨架蛋白如肌动蛋白、微管蛋白和波形蛋白是机械信号传导通路的重要组成部分,可以将胞外机械刺激信号转换为细胞生物学反应,以帮助维持椎间盘组织胞外基质成分的正常代谢和更新。多种因素尤其是年龄会导致椎间盘细胞中细胞骨架蛋白结构和表达的改变,影响细胞应对不同机械力刺激时胞内信号传导能力,导致椎间盘组织胞外基质成分代谢和结构改变,最终诱发椎间盘突出的发生。对于机械力与细胞骨架的深入研究,可以进一步了解椎间盘突出的发病机制,为预防和治疗由椎间盘突出所引起的腰背痛和腰腿痛提供新的思路。

肌动蛋白丝、微管与神经生长锥导向

肌动蛋白丝和微管构成的细胞骨架是神经生长导向分子引起的胞内信号传递通路的最终效应 结构。肌动蛋白丝和微管在分子水平上的活动表现在细胞水平上,即为生长锥的导向与神经突的定向生长。 近年对肌动蛋白丝和微管的研究日益升温。本文就其中的进展作一综述。

磷酸肌醇3激酶-Rac-Nadrin通路在血小板肌动蛋白细胞骨架重构中的作用

目的 观察磷酸肌醇3激酶（PI3K）-Rac-Nadrin通路在血小板肌动蛋白（actin）细胞骨架重构和细胞形态改变中的作用.方法 选择健康成年志愿者50名,采集外周静脉血,提取洗涤血小板,取200μl经正常洗涤的血小板（3＆#215;1011/L）,设为A组,另取200μl洗涤后的血小板（3＆#215;1011/L）,用渥曼青霉素（100 nmol/L）预处理后15 min后,设为B组,将两组进行血小板聚集率的检测.提取经脂多糖（LPS）内毒素刺激聚集和铺展的两组血小板的总蛋白,进行比较,用鬼笔环肽（Phalloidin）和两组血小板的肌动蛋白丝（F-actin）特异性结合,采用共聚焦激光扫描显微镜分析两组血小板F-actin含量的变化.同时观察两组血小板内F-actin排列和分布的改变,以及血小板形态的变化.结果 血小板聚集仪检测两组血小板聚集率,结果显示,在渥曼青霉素作用下血小板聚集率明显降低（P＜0.05）,显示渥曼青霉素能够抑制血小板聚集.同时,经渥曼青霉素作用的A组血小板,其F-actin平均荧光强度明显降低,为B组的（58.8±6.9）％,差异有统计学意义（P＜0.05）.和B组比较,A组血小板骨架发生解聚,应力纤维的排列和分布以及血小板形态明显改变.结论 PI3 K-Rac-Nadrin通路在血小板F-actin细胞骨架重构中发挥重要作用.

miRNA-155在ALV-J与REV共感染中对肌动蛋白细胞骨架通路的影响

该研究探讨了miRNA-155的表达在J亚群禽白血病病毒(subgroup J avian leucosis virus, ALV-J)和网状内皮组织增生症病毒(reticuloendotheliosis virus, REV)共感染中对肌动蛋白细胞骨架通路的影响。通过蛋白质组学和转录组学检测技术对ALV-J、REV和ALV-J+REV感染DF-1细胞分泌的外泌体进行蛋白质和miRNA定量差异表达综合分析,筛选共感染组与单独感染组相比共同变化的因子及其参与的信号通路。结果显示, ALV-J和REV的共感染对彼此具有协同效应, REV对ALV-J的协同起主导作用; GTP结合蛋白J(GTP-binding protein J, RhoJ)、NCK相关蛋白1(NCKassociation protein 1, NCKAP1)、肌动蛋白相关2/3复合体亚基5(actin-related 2/3 complex subunit5, ARPC5)和miRNA-155的靶蛋白整合蛋白(integrin, ITG)共同参与肌动蛋白细胞骨架通路。体外转染促进或抑制miRNA-155表达,采用RT-PCR检测其对病毒复制以及ITG、RhoJ、NCKAP1和ARPC5表达的影响。结果显示,促进miRNA-155的表达时,有利于病毒的复制, RhoJ和NCKAP1的表达上升,而ITG和ARPC5表达下降;抑制mi RNA-155的表达时,则抑制病毒复制, RhoJ和NCKAP1的表达下降, ITG和ARPC5表达上升;且共感染组中变化更为显著,这与前期病毒感染引起的相关蛋白变化结果相吻合。该研究结果表明, ALV-J与REV共感染时的协同促进作用可能与miRNA-155调节肌动蛋白细胞骨架通路中4种蛋白的表达变化密切相关, miRNA-155是两种病毒协同作用的关键调节因子。

新城疫病毒通过影响细胞微丝骨架对宫颈癌HeLa细胞增殖、迁移和侵袭的抑制作用

目的探讨新城疫病毒(NDV)在感染宫颈癌HeLa细胞过程中,是否通过影响细胞微丝骨架对细胞增殖、迁移和侵袭具有抑制作用。方法将宫颈癌HeLa细胞分为对照组、新城疫病毒感染组(NDV F3组)和细胞松弛素D组(Cytochalasin D组)。通过光学倒置显微镜观察NDV F3感染后的细胞形态变化及微丝骨架结构变化;综合利用CCK-8、TUNEL凋亡检测及Hoechst33258染色检测细胞的增殖和凋亡情况;划痕实验和Transwell实验分别观察NDV F3对细胞的迁移和侵袭能力的影响;Western blot检测NDV F3作用细胞后微丝骨架相关蛋白F-肌动蛋白(Factin)、RhoA和Rho激酶(ROCK)2的表达情况。结果NDV F3作用细胞后,细胞失去正常形态,部分细胞有融合现象,随着感染时间的增加,细胞变圆、脱落、细胞破裂,贴壁细胞剩余较少;CCK-8结果显示细胞增殖率下降;TUNEL检测和Hoechst33258染色显示细胞在NDV F3的作用下发生凋亡,并且在感染复数(MOI)为0.1时凋亡更为显著;划痕实验和Transwell实验显示NDV F3对细胞的迁移和侵袭能力均有阻碍作用,划痕实验在24 h与48 h时,NDV F3组、Cytochalasin D组与对照组相比迁移率均下降,在48 h时最为显著(P<0.01),Transwell实验显示细胞侵袭数NDV F3组和Cytochalasin D组与对照组相比数量明显减少(P<0.01);Western blot结果显示F-actin、RhoA和ROCK2在作用36 h和48 h时表达量较对照组降低(P<0.01)。结论NDV F3对HeLa细胞的增殖、侵袭、迁移均有抑制作用,其机制可能与微丝骨架相关的RhoA/ROCK信号通路有关。

巨核细胞发育的转录因子和基因调控

从红细胞-巨核细胞双能祖细胞开始,巨核细胞经历了一系列分裂过程,在此期间细胞质开始表达血小板特异性蛋白质(β1-微管蛋白),细胞膜也增加了许多血小板特异性粘附蛋白修饰(整合素αIIb/β3,整合素αII/β1,糖蛋白GpIb,GpVI),细胞质颗粒及其成分(血小板因子4,转化生长因子β1,von Willebrand因子,P-选择素)聚集,内膜(特异表现为快速钙流动或血小板前体形成)开始形成。经过4~6个细胞分裂周期后,有丝分裂中止,DNA合成却仍在继续,这一过程被称为核内有丝分裂,巨核细胞变成多倍体,大量关键血小板蛋白也在此阶段产生,从而形成一个非常巨大的成熟巨核细胞,同时,由于周围肌动蛋白细胞骨架的破坏和β1-微管蛋白长丝的生成,内膜扩散,然后这些血小板前体分支并分裂成血小板。巨核细胞的整个发育过程离不开转录因子及基因调控,下面将介绍几个重要的转录因子、鉴定巨核细胞基因表达的系统生物学方法和由巨核细胞转录因子调节的基因。

长链非编码RNA CYTOR在人类癌症中调控机制研究进展

癌症因其多具有异质性、耐药性以及易复发转移的特点,临床很难治愈。揭示癌症发生发展的分子机制、鉴定新的诊断标志物和分子治疗靶标,无疑是解决癌症早期诊断、治疗以及改善患者预后问题的有效策略。越来越多的研究表明,长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)在人类癌症中特异性表达,是癌症发生发展的关键调节因子。细胞骨架调节因子RNA(cytoskeleton regulator RNA,CYTOR)是近年发现的一种致癌性lncRNA。CYTOR在多种类型癌症中均高表达,通过多种途径调控癌症发生发展,可能是癌症早期诊断、分子靶向治疗以及评估预后有效生物标志物。该文综述了CYTOR在人类癌症中的分子调控机制及其相关生物学效应,以期为临床癌症的诊疗提供新的科学参考。

Rho/ROCK信号通路参与晚期糖基化终产物诱导的人皮肤微血管内皮细胞骨架结构改变

本文旨在探讨Rho信号转导通路在晚期糖基化终产物(advanced glycation end products,AGEs)诱导的人皮肤微血管内皮细胞(human dermal microvascular endothelial cells,HMVECs)形态及功能改变中的作用及机制。体外培养HMVECs细胞株,分别以不同浓度的AGEs修饰的人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)处理不同时间,并设立对照组进行比较。用免疫荧光染色法、激光共聚焦显微镜观察细胞骨架肌动蛋白F-actin的结构及分布;用Rho激酶(Rho kinase,ROCK)抑制剂Y-27632或H-1152预处理细胞30min后,与前者进行对比,同时用免疫印迹法检测Rho、ROCK及其磷酸化水平的变化;用FITC荧光标记蛋白漏出法测定单层内皮细胞的通透系数(apparent permeability coefficient,Pa)值。结果显示,AGEs-HSA以剂量和时间依赖的方式引起HMVECs细胞骨架蛋白F-actin结构和分布的改变,未经修饰的HSA无此作用;ROCK特异性抑制剂Y-27632和H-1152均可抑制AGEs对细胞骨架的影响。AGEs-HSA引起Rho、ROCK磷酸化水平的增加(P<0.05),但对总蛋白没有明显影响。与对照组相比,AGEs-HSA使内皮细胞的通透性升高(P<0.01),Y-27632和H-1152均能抑制这种改变(P<0.01)。以上结果提示,Rho信号通路在AGEs介导的HMVECs形态和功能改变中发挥了重要作用。

mTORC2调节细胞骨架的信号通路

近几年来,关于哺乳动物雷帕霉素靶(mammalian target of rapamycin,mTOR)在各种哺乳动物细胞中调节肌动蛋白微丝极化及肌球蛋白微丝网形成的研究一直在不断地取得新的进展。尽管到目前为止,包括mTORC2上游和下游在内的相关的调控路径还未明确,但是因为mTORC的生物学多样性,使其成为了当今生物学研究的焦点之一。基于长久以来特别是近五年对mTORC2的研究,在涉及细胞运动迁移、增殖分化、蛋白质合成、凋亡及自噬等生物学功能的研究中,一些重要的下游相关调控分子和蛋白相继被发现,比如P-Rex1/2、Rho家族GTPases、PKC、cAMP、p27Kip1等。该综述着重总结了mTORC2实现这些生物学功能所可能通过的四条路径。当然,仍然需要大量的实验数据和研究证据进一步地证实和完善这些已经发现的可能存在的路径。

细胞方向感觉研究新突破

真核细胞的方向感觉是由G蛋白偶联的信号通路所介导的。趋化细胞面向趋化剂的一侧聚集有肌动蛋白等细胞骨架成分,过去认为它们的重分布是由于G蛋白或化学趋化剂受体的重分布。最近通过GFP技术的实验证明,在D.Discoideum及哺乳动物白细胞中,趋化剂受体和G蛋白亚单位都是均匀分布在细胞周边的,而这些受体和G蛋白亚单位的活性是局部发生于细胞面向趋化剂的一侧的。有趋化剂的诱导下,面向趋化剂的一侧的胞膜内表面上短暂地出现了一些结合位点,这些结合位点与一些含有pH(pleckstrin homolo-gy)结构域的蛋白相结合。在D.Discoideum中。

P120连环蛋白及其相关转录因子kaiso与肿瘤的关系

转录因子kaiso是新近发现的BTB—POZ蛋白家族的重要成员，是Armadillo连环蛋白及细胞辅助黏附因子P120连环蛋白（P120-cateninjP120^ctn）的特异性绑定伙伴，已经被证实具有转录抑制功能。P120^ctn可解除kaiso介导的转录抑制作用，并且P120^ctn在肿瘤中的亚细胞定位影响着kaiso蛋白的活性。Kaiso不像其他典型的POZ蛋白，其拥有双重的DNA序列识别，并且kaiso的细胞质和细胞核定位依赖于肿瘤组织的微环境。对于P120^ctn来说，基于它在细胞内的定位不同，它发挥了不同的作用，比如钙粘蛋白依赖性的细胞间的粘附，肌动蛋白细胞骨架的再塑造和位于细胞核内时对kaiso活性的影响。本文就核内P120^ctn和其伙伴转录因子kaiso以及他们在肿瘤基因表达调控中的角色予以综述。

Rho/ROCK通路抑制剂在青光眼中的研究进展

Rho/ROCK通路在细胞骨架的调节方面起到重要作用。Rho/ROCK抑制剂可以通过调节小梁网中肌动蛋白细胞骨架、细胞外基质以及Schlemm's管内皮细胞功能,从而降低眼压。同时,抑制Rho/ROCK途径,可增加视乳头血流量、维持视网膜神经节细胞生存、促进轴突再生,甚至发现在抗青光眼滤过术后能抗瘢痕化。考虑到其眼压调节、抗瘢痕作用和视神经保护特性,Rho/ROCK信号通路是抗青光眼治疗的重要目标,在不久的将来它将用于青光眼的推荐治疗方案。

Wnt5A基因过表达对黑素细胞骨架蛋白的影响

目的 探讨携带Wnt5A全基因序列的质粒转染原代黑素细胞后，Wnt5A表达升高对黑素细胞骨架蛋白的影响。方法 培养原代人表皮黑素细胞，并分为3组：①空白对照组：除细胞外不加任何试剂；②阴性对照组：加入空白的去内毒素pcDNA3.1（＋）质粒、Opti-MEM培养基及Lipo3000；③Wnt5A质粒组：加入Wnt5A去内毒素pcDNA3.1（＋）质粒、Opti-MEM培养基及Lipo3000。Wnt5A质粒转染黑素细胞，采用qPCR法检测各组Wnt5A、Ras相关C3肉毒素底物1（Rac1）、丝状肌动蛋白（F肌动蛋白）和β微管蛋白基因表达，Western印迹法测定Wnt5A、酪氨酸激酶受体2（ROR2）、Rac1、F肌动蛋白和β微管蛋白表达，并通过细胞免疫荧光试验观察细胞骨架蛋白表达情况。结果 qPCR法显示，Wnt5A质粒组、阴性对照组和空白对照组Wnt5A mRNA及其下游基因Rac1和F肌动蛋白mRNA表达量3组间差异均有统计学意义（F = 1 374.179、112.576、66.458，均P 〈 0.01），但β微管蛋白mRNA表达差异无统计学意义（P 〉 0.05）。Wnt5A质粒组Wnt5A、Rac1和F肌动蛋白mRNA表达量均显著高于空白对照组及阴性对照组（P 〈 0.05）。Western印迹法显示，Wnt5A质粒组Wnt5A蛋白表达较空白对照及阴性对照明显升高，差异均有统计学意义（P 〈 0.05）。Wnt5A质粒组Rac1、ROR2、F肌动蛋白表达均明显低于空白对照组和阴性对照组（P 〈 0.05），但β微管蛋白表达在3组间差异无统计学意义（P 〉 0.05）。细胞免疫荧光实验显示，Wnt5A质粒组绿色（β微管蛋白）、红色（F肌动蛋白）荧光强度与两个对照组相比均无明显差别，但黑素细胞体积明显增大，树突数目明显增多，细胞骨架显著改变，表现为F肌动蛋白强弱不一，纹理模糊，张力丝断裂，局部呈团块状。结论 黑素细胞Wnt5A基因表达升高可调控细胞骨架相关基因及蛋白表达，使黑素细胞体积增大、树突增多、骨架改变，可能有利于黑素小体的输送传递，参与色素沉着性疾病的发病。