酿酒葡萄铁调节转运蛋白基因VvIRT1的克隆、表达与功能

克隆酿酒葡萄铁调节转运蛋白基因VvIRT,分析其表达模式及其潜在的生物学功能,为研究果树铁素吸收与高效利用机制提供理论依据。利用同源克隆法克隆酿酒葡萄VvIRT1,运用实时荧光定量PCR分析组织特异性表达模式及其在转录水平对不同铁素供应水平的响应特征,借助酵母异源表达系统分析其转运Fe^(2+)的功能。从二倍体酿酒葡萄‘马瑟兰’中分离和鉴定了1个铁调节转运蛋白VvIRT1,系统发育树表明VvIRT1与芸香科柑橘Cs IRT1和锦葵科陆地棉GhIRT1的遗传距离较近。VvIRT1在5年生成年树体新生根和组培幼苗根中特异表达;缺铁处理显著诱导了VvIRT1在组培幼苗全部组织(根、茎和叶)中表达,而高铁毒害显著抑制了VvIRT1在组培幼苗根中的表达。此外,酵母功能互补试验表明,VvIRT1能够恢复酵母突变菌株DEY1453的正常生长,VvIRT1具有转运外界Fe^(2+)的能力。

RNA转运蛋白及其在肿瘤中的表达与功能

恶性肿瘤严重影响人类健康和生存质量,其发生发展与多种RNA转运蛋白有关。正常情况下,RNA转运蛋白助力RNA分子的核浆穿梭及定位,有效地耦联细胞核与细胞质中的生命活动。肿瘤的发生及演进过程中,某些RNA转运蛋白的表达、定位异常或功能失调,可改变下游关键RNA分子细胞亚定位、表达水平、转运效率及细胞质mRNA衰变率,影响肿瘤的增殖、侵袭及转移。文章主要就RNA转运蛋白及其在肿瘤中的表达变化与调控作用展开综述。

囊性纤维化跨膜转运调节体氯离子通道——跨上皮离子转运的多功能引擎(英文)

囊性纤维化跨膜转运调节体(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR)是ATP结合转运体超家族(ATP- binding cassette transporter superfamily)的一名特殊成员,因为它是一个具有相当复杂调控机制的氯离子通道。CFTR由五个结构域(domain)组成:两个跨膜结构域(membrane-spanning domains,MSDs),两个核苷酸结合域(nucleotide-binding domains,NBDs)和一个特殊的调控域(regulatory domain,RD)。MSDs构成一个低电导(6～12 pS)的阴离子选择性孔道(pore),其形状如同不对称的沙漏,胞外小胞内大,狭窄部分为离子筛。两个NBDs组成头尾相对的二聚体,在二聚体之间的接触面上有两个能和ATP结合的位点(位点1和位点2)。CFTR的门控机制是:ATP分子与位点1和2相互作用促使NBD二聚体的结合与解离,从而引起MSDs的构象发生变化进而使通道孔打开和关闭。RD具有多样化的结构,它含有多个磷酸化共有位点(consensus phosphorylation sites)。RD的磷酸化促进NBDs与ATP的结合,从而使CFTR得以激活。CFTR通过支架蛋白与其它膜受体以及蛋白激酶、磷酸酶形成大分子信号复合体。在复杂的细胞信号系统参与下,CFTR的功能活动在时间和空间上得到精确的调控。此外,CFTR的活动与细胞代谢有紧密联系:CFTR与代谢酶形成大分子复合体,当细胞能量需求增加时,CFTR活动会受到抑制而使细胞能量得以保存。CFTR广泛分布于机体上皮组织,它通过促进水盐转运而控制上皮细胞分泌物的量与组成。值得注意的足,在呼吸道,CFTR还对机体的防御机制起重要作用。CFTR功能失常严重影响跨上皮离子转运,进而引起或加重某些疾病。

葡萄IRT基因的克隆、鉴定及其对氨基酸-铁复合肥的响应特征

为揭示葡萄铁素吸收与转运的分子机制,明确铁调节转运蛋白编码基因VvIRT在葡萄果实不同发育时期的表达差异及其对叶面喷施氨基酸-铁复合肥的响应特征,本研究以烟酿1号为材料,分离并克隆葡萄铁调节转运蛋白编码基因IRT,分析IRT基因分布、结构及其编码蛋白质的保守基序等特征;设置叶面喷施氨基酸-铁复合肥处理,利用实时荧光定量PCR分析烟酿1号IRT基因在果实不同发育时期的表达差异及其对叶面喷施处理的响应特征。结果表明:在葡萄基因组中克隆得到10个VvIRT基因(VvIRT1~VvIRT10),分布在7条染色体上。其编码蛋白质均含有Fe^(2+)转运蛋白或锌/铁转运体(PF02535),属于典型的铁调节蛋白。VvIRT1、VvIRT2、VvIRT4、VvIRT5、VvIRT8等基因编码的蛋白质属于碱性蛋白质,而其他5个蛋白质属于酸性蛋白质。VvIRT5蛋白和VvIRT8蛋白属于不稳定蛋白,其他8个蛋白为稳定蛋白。VvIRT7蛋白主要定位于液泡膜,其他蛋白质均主要定位于细胞质膜。VvIRT7在葡萄果实不同发育时期各组织中的整体表达水平都是最高的,其次为VvIRT9和VvIRT6,而VvIRT1、VvIRT3、VvIRT5、VvIRT8和VvIRT10在葡萄果实发育过程中均无表达。叶面喷施铁肥处理下,韧皮部中VvIRT7表达量和果实及韧皮部中VvIRT9表达量在花后35 d(幼果期)至70 d(转色期)明显增加,而在花后85 d(第2次膨大期)至115 d(成熟期),韧皮部和叶片中VvIRT7和VvIRT9表达量明显减少。因此,葡萄VvIRT基因对叶面喷施铁肥的响应特征与果实发育时期及器官类型密切相关,VvIRT7、VvIRT9基因编码蛋白质是葡萄果实发育过程中2个重要的铁调节转运蛋白。

线粒体相关内质网膜(MAM)钙转运及调节蛋白介导线粒体钙稳态

内质网和线粒体作为细胞内重要的钙池,维持细胞内钙离子稳态。近年来发现,线粒体与内质网之间存在物理偶联,称为线粒体相关内质网膜(mitchondria associated endoplasmic reticulum membrane,MAM)。最近发现,MAM中存在许多钙转运与调节蛋白,它们对内质网与线粒体之间的钙离子交流进行精密调节,维持细胞功能与生存。该文综述了国内外近年来MAM介导的钙离子信号转导的研究进展,重点阐述MAM中钙离子相关蛋白质在维持线粒体钙稳态中的作用与机制。

肿瘤多药耐药性中的ABC转运蛋白及其调节

ABC转运蛋白是一类利用ATP水解能量,逆浓度方向将一系列化合物转运通过膜结构的膜蛋白。这一类蛋白能转运离子,糖,氨基酸,维生素,多肽,多糖,激素,脂类及生物异源物质。P-糖蛋白(P-gp)、多药耐药相关蛋白(MRP)和乳腺癌耐药蛋白(BCRP)等ABC转运蛋白还具有转运抗癌药物的能力,因此对化疗的有效性有负面的影响。近年来,许多研究涉及到如何逆转由ABC转运蛋白引起的肿瘤多药耐药性。本文概述了近年来在蛋白水平,mRNA水平或DNA水平上对ABC转运蛋白调控的研究。

鼻息肉组织水肿发生机制

目的 探讨鼻息肉组织水肿的发病机制 ,阐明组织水肿在鼻息肉发病中的作用。方法 就近年国内外有关鼻息肉组织水肿的研究进行综合分析。结果 鼻息肉组织中 Na+ 、Cl- 等参与水盐平衡的电解质的调控异常、有关炎性介质的异常表达及水通道蛋白的异常表达 ,对鼻息肉组织水肿发生可能起着重要作用。结论 研究鼻息肉组织水肿的发病机制对阐明鼻息肉发病机制极其重要。

StarD13在上皮性卵巢癌组织中的表达及其与预后的关系

目的:检测上皮性卵巢癌患者癌组织中类固醇敏感性调节蛋白相关脂类转运体结构域13(StarD13)的表达水平,并探讨其表达水平与患者预后的相关性。方法:选取2013年1月至2015年4月于本院接受治疗并在术后经病理证实的84例上皮性卵巢癌患者(上皮性卵巢癌组)作为研究对象;同期选取卵巢良性肿瘤患者96例(卵巢良性肿瘤组)。采用免疫组织化学法检测组织中StarD13的表达水平;通过Ualcan数据库检索,比较正常卵巢组织与卵巢癌组织中StarD13的表达水平;分析癌组织中StarD13的表达与上皮性卵巢癌患者临床病理特征的关系;分析癌组织中StarD13的表达与上皮性卵巢癌患者生存率的关系;COX单因素和多因素分析上皮性卵巢癌患者预后不良的危险因素。结果:Ualcan数据库中,卵巢癌组织中StarD13蛋白表达水平低于正常卵巢组织(P<0.05);本研究结果与Ualcan数据库一致,上皮性卵巢癌组织中StarD13蛋白阳性表达率低于卵巢良性肿瘤(P<0.05);上皮性卵巢癌患者癌组织中StarD13的表达与年龄、肿瘤最大径、肿瘤组织分型无关(P>0.05),与FIGO临床分期、肿瘤分化程度、淋巴结转移情况有关(P<0.05);StarD13阴性表达患者5年内存活率(28.85%)低于StarD13阳性表达患者(75.00%)(P<0.05);肿瘤低分化是上皮性卵巢癌患者预后不良的独立危险因素(P<0.05),StarD13阳性表达是上皮性卵巢癌患者预后不良的保护因素(P<0.05)。结论:上皮性卵巢癌组织中StarD13大部分呈阴性表达,与患者临床病理特征及预后密切相关。

ICP-MS法在测定转基因酵母中锌和铁含量的应用

采用电感耦合等离子体质谱法测定了不同转基因型酵母细胞中锌和铁含量,此方法测定结果与酵母异源功能互补实验得到的结果一致。通过ICP-MS与异源互补的对比分析结果,证明了MxIRT1(小金海棠铁转运基因)基因具有转运金属离子的功能,其作为非特异的金属离子转运体在细胞质膜上发挥作用,对Zn,Fe都有显著的吸收。ICP -MS法的优点是其测定数据可以直接呈现出酵母对金属元素吸收的趋势。

Gal-3及StarD13在卵巢癌组织及癌旁组织中的表达差异及临床意义

目的探讨半乳糖凝聚素-3(Gal-3)、类固醇敏感性调节蛋白相关脂类转运体结构域13(StarD13)在卵巢癌组织及癌旁组织中的阳性表达差异及临床意义。方法选取2018年11月至2021年1月该院收治的106例上皮性卵巢癌患者作为研究对象,收集患者卵巢癌组织及癌旁组织标本,采用免疫组织化学检测组织中Gal-3、StarD13阳性表达情况,分析其与患者临床病理、顺铂化疗耐药的关系。结果卵巢癌组织中Gal-3阳性表达率高于癌旁组织,StarD13阳性表达率低于癌旁组织,差异均有统计学意义(P<0.05);Gal-3阳性表达率与卵巢癌患者组织学分级、淋巴结转移有关(P<0.05),StarD13阳性表达率与卵巢癌患者国际妇产科联盟临床分期、淋巴结转移有关(P<0.05);顺铂耐药组Gal-3阳性表达率高于顺铂敏感组,StarD13阳性表达率低于顺铂敏感组,差异均有统计学意义(P<0.05);受试者工作特征曲线分析结果显示,Gal-3、StarD13预测顺铂耐药的曲线下面积(AUC)分别为0.796、0.789,二者联合检测的AUC为0.923,高于单项指标检测的预测价值(P<0.05)。结论与癌旁组织比较,卵巢癌组织Gal-3阳性表达率偏高、StarD13阳性表达率偏低,二者均与卵巢癌患者淋巴结转移有关,能在一定程度上预测卵巢癌的病情进展及顺铂化疗的耐药情况。

百合育子方对少弱精子症大鼠睾丸锌稳态、CFTR和Keap1/Nrf2/HO-1信号通路影响

目的观察百合育子方(BYF)对少弱精子症(OAS)大鼠精液参数和睾丸组织结构的影响及机制。方法35只雄性SD大鼠随机选取7只作为正常组,其余28只大鼠予雷公藤多苷进行OAS造模后随机分为模型组、BYF低、高剂量组和左卡尼汀组各7只。BYF低、高剂量组分别予6.3、12.6 g/(kg·d)BYF灌胃,左卡尼汀组予左卡尼汀100 mg/(kg·d)灌胃,正常组和模型组给予等量生理盐水灌胃。检测精液参数;HE染色观察睾丸组织形态;检测血液和睾丸组织锌含量;锌离子探针检测睾丸游离锌离子含量;采用ELISA检测大鼠血清睾酮水平及睾丸组织碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)、乙醇脱氢酶(ADH)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)含量;Western Blot检测金属反应元件结合转录因子1(MTF1)、锌转运蛋白(ZNT)4、ZnT8、锌铁转运蛋白(Zip)8、Zip12、核因子E2相关因子2(Nrf2)、Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)、血红素氧合酶1(HO-1)、组蛋白脱乙酰基酶2(HDAC2)、囊性纤维化跨膜转运调节蛋白(CFTR)、水通道蛋白(AQP)3和AQP9蛋白表达。结果与正常组比较,模型组睾丸结构紊乱,可见少量精子细胞,游离锌水平降低;模型组精子计数和活力、血清和睾丸组织锌含量、血清睾酮水平、睾丸组织ADH、ALP、LDH、SOD、GSH-Px含量、ZnT4、ZnT8、Zip8、Zip12、MTF1、Keap1、Nrf2、HO-1、HDAC2、CFTR、AQP9蛋白表达降低,睾丸组织MDA含量、AQP3蛋白表达增加(P<0.05)。与模型组比较,干预组睾丸组织有不同程度的恢复,精子细胞数量增多,游离锌离子水平升高;干预组精子计数和活力、睾丸组织锌含量、睾丸组织ALP、LDH、SOD含量、ZnT4、ZnT8、Zip8、Zip12、Nrf2、HO-1、HDAC2蛋白表达升高,睾丸组织MDA含量降低(P<0.05);BYF高剂量组血清锌含量、血清睾酮水平、睾丸组织ADH含量、MTF1、Keap1、CFTR、AQP9表达增加,睾丸组织AQP3表达降低(P<0.05);左卡尼汀组血清锌含量、睾丸组织ADH、GSH-Px含量、KEAP1表达增加,睾丸组织AQP3表达降低(P<0.05)。结论百合育子方可改善OAS大鼠的精液参数和睾丸组织结构,其作用机制可能与调节锌稳态、CFTR/AQP和Keap1/Nrf2/HO-1信号通路,改善氧化应激,提高血清睾酮有关。

百合育子方对少弱精子症大鼠附睾组织CFTR、AQP、ZIP离子通道和氧化应激的影响

目的:观察百合育子方(BYP)对少弱精子症(OAS)大鼠附睾囊性纤维化跨膜转运调节蛋白(CFTR)、水通道蛋白(AQP)、锌转运蛋白(ZIP)表达和附睾氧化应激的影响,探讨其干预OAS的作用机制。方法:35只大鼠适应性饲养1周后,随机选取7只作为正常组,28只大鼠采用雷公藤多苷30 mg·kg^(-1)造模,4周后随机分成模型组、左卡尼汀组和BYP低、高剂量组,每组7只。正常组和模型组给予等量生理盐水,左卡尼汀组给予左卡尼汀100 mg·kg^(-1),BYP低、高剂量组分别给予BYP 6.3、12.6 g·kg^(-1)灌胃,每日1次,连续4周。实验结束后检测大鼠精子计数和活力,苏木素-伊红(HE)染色观察附睾组织病理结构,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测CFTR、AQP9、AQP3、ZIP8、ZIP12等蛋白的表达,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测附睾组织α-糖苷酶(α-GC)、唾液酸(SA)、肉毒碱、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)的含量,用电感耦合等离子体质谱仪测定附睾组织锌含量,锌离子探针检测游离锌离子含量。结果:与正常组比较,模型组大鼠精子计数和活力降低(P<0.05),附睾组织结构紊乱;附睾组织α-GC、肉毒碱含量降低(P<0.05),MDA水平升高,SOD,GSH-Px和锌水平下调(P<0.05);附睾头部和尾部CFTR、ZIP12表达下调,AQP3表达上调,附睾尾部ZIP8表达上调(P<0.05);与模型组比较,BYP可明显改善精子计数和活力,恢复OAS大鼠附睾的组织结构,增加组织α-GC、肉毒碱含量(P<0.05);上调附睾头部和尾部CFTR、ZIP12表达,降低附睾尾部ZIP8和附睾头部AQP3的表达(P<0.05);提高附睾组织SOD、GSH-Px水平和总锌含量,下调MDA水平(P<0.05)。结论:百合育子方可能通过调节OAS大鼠附睾CFTR、AQP3、ZIP12离子通道表达和局部抗氧化机制来恢复其组织结构和功能,改善其精液质量。

STARD5对胃癌的预后影响及机制研究

目的采用人类肿瘤基因表达汇编(GEO)及癌症基因组图谱(TCGA)数据分析类固醇敏感性调节蛋白相关脂类转运结构域蛋白5(STARD5)对胃癌预后的影响,通过细胞实验和分子实验验证并探索其相关机制。方法采用GEO胃癌数据集GSE62254及TCGA胃癌数据集进行单因素和多因素Cox回归分析,筛选STARD家族中的胃癌独立预后因素,并建立基于STARD家族的列线图模型;分析STARD5表达与临床病理特征的关系;使用基因集富集分析(GSEA)预测STARD5影响胃癌预后的相关通路;瞬时沉默STARD5后检测胃癌细胞的迁移、侵袭及黏附能力和胃癌细胞中相关蛋白表达的变化;采用加州大学圣克鲁兹分校(UCSC)gnome browser预测转录因子与靶基因结合位点。生存分析使用Kaplan-Meier和log-rank检验,STARD5与临床病理特征的关系使用χ^(2)检验,组间比较使用Dunnett’s t检验。结果GSE62254及TCGA胃癌数据集均显示STARD5为胃癌的独立保护因素,均P<0.05;纳入STARD5表达与TNM分期所绘制的列线图预测胃癌患者1、3、5年生存率的性能良好,一致性指数及其95%CI为0.701(0.659~0.744);STARD5表达与胃癌肝转移呈负相关,P=0.020。GSEA提示STARD5低表达与Focal adhesion、PI3K/AKT等通路密切相关,均P<0.05。敲减STARD5后,胃癌细胞迁移、侵袭及黏附能力增加,且AKT磷酸化水平升高,Integrinβ1、XBP-1s、ATF4和ATF6α表达上调;经预测XBP-1与ITGB1(Integrinβ1)启动子区域存在6个结合位点。结论STARD5是胃癌的预后保护因素。STARD5在发生肝转移的胃癌患者中表达降低。STARD5下调可通过上调XBP-1来促进Integrinβ1的转录表达并激活PI3K/AKT信号通路,促进胃癌细胞转移。