金属硫蛋白-2(MT-2)表达调控和蛋白相互作用研究进展

金属硫蛋白-2(metallothionein-2,MT-2)作用广泛,具有多种生物学功能。本文介绍了MT-2生物学特性、表达调控机制和蛋白相互作用等研究进展,以期对MT-2蛋白有更全面的认识,并基于某一特定疾病进行系统性研究。

注射用鼠神经生长因子联合重复经颅磁刺激对自闭症患儿金属硫蛋白-2A金属硫蛋白3水平的影响

目的探讨对自闭症患儿通过注射用鼠神经生长因子与重复经颅磁刺激联合对金属硫蛋白-2A、金属硫蛋白3(MT3蛋白)水平的影响。方法采集106例台州市第一人民医院2019年3月—2021年3月诊治的自闭症患儿为研究对象,分为对照组、观察组各53例。对照组通过重复经颅磁刺激治疗,观察组给予注射用鼠神经生长因子与重复经颅磁刺激联合治疗。检测两组的金属硫蛋白-2A、MT3蛋白、脑源性神经营养因子(BDNF)、血清指标谷氨酸(Glu)、微量元素锌、铜、维生素D及维生素E水平,通过孤独症行为量表(ABC)和儿童孤独症评定量表(GARS)对临床疗效进行评估,统计两组头疼、恶心及嗜睡出现情况。结果治疗后观察组MT3蛋白(925.78±92.78 vs.811.98±80.98)ng/L、BDNF(172.34±17.56 vs.150.93±15.74)μg/L、微量元素锌(14.50±1.40 vs.12.02±1.21)μmol/L、维生素D(62.78±6.78 vs.56.89±5.69)nmol/L、维生素E(11.78±1.80 vs.9.14±0.91)μg/ml水平高于对照组(P<0.05),金属硫蛋白-2A(711.15±70.22 vs.800.12±80.25)ng/ul、Glu(15.47±1.48 vs.19.78±1.98)mmol/L、微量元素铜(16.24±1.67 vs.20.15±2.15)μmol/L水平、ABC评分(36.50±3.40 vs.42.02±3.21)分、GARS评分(30.24±3.07 vs.33.15±3.15)分低于对照组(P<0.05)。观察组治疗有效率高于对照组94.34 vs.69.81)%,差异有统计学意义(P<0.05),观察组治疗不良反应发生率略高于对照组(5.66 vs.3.77)%,差异无统计学意义(P>0.05)。结论注射用鼠神经生长因子与重复经颅磁刺激联合治疗可提高自闭症患儿MT3蛋白水平,金属硫蛋白-2A水平下降,微量元素、维生素异常及临床症状改善。

猪SsMT-1A和SsMT-2A的原核表达及金属结合特性研究

【目的】通过对猪(Sus Scrofa)金属硫蛋白1A(metallothionein-1A of S.Scrofa,SsMT-1A)和2A(Metallothionein-2A of S.Scrofa,SsMT-2A)的生物信息学分析、原核表达和纯化,研究它们与Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)的结合特性。为饲料中添加Zn和Cu在促进猪生产性能的作用机制研究提供理论基础。【方法】首先,从NCBI中获得SsMT-1A和SsMT-2A的基因序列,利用ClustalX2和ExPASy分析两者的蛋白序列和结构差异,利用MEGA-X构建两者与其他物种MT蛋白分子的进化树。其次,构建pET-28a-SUMO-SsMT-1A/SsMT-2A原核表达载体,转化BL21(DE3)plysS,用IPTG诱导表达。利用Ni-NTA柱亲和层析和葡聚糖凝胶层析纯化重组蛋白。最后,利用大肠杆菌金属耐受性实验、圆二色光谱(circular dichroism,CD)、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(matrix assisted laser analytic ionization time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)和等温微量热仪(isothermal micrometer calorimetry,ITC)分析SsMT-1A和SsMT-2A与Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)的结合特性。【结果】生物信息学分析表明:SsMT-1A和SsMT-2A蛋白分子的同源性较高,半胱氨酸(Cysteine,Cys)含量和排列基序完全一致,仅有8个非Cys位点差异。经原核表达、Ni-NTA柱和Superdex-75柱纯化、SUMO酶酶切,成功获得了SsMT-1A和SsMT-2A。金属耐受性试验表明:与SsMT-2A相比,转SsMT-1A大肠杆菌具有较强的Zn和Cu耐受性。CD光谱表明:SsMT-1A和SsMT-2A均可与Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)结合,两者均展示了Zn(Ⅱ)结合偏好性,然而,SsMT-1A较SsMT-2A具有较强的Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)结合能力。MALDI-TOF-MS表明:apo-SsMT-1A和apo-SsMT-2A的分子量分别为6047.5 Da和6048 Da,SsMT-1A和SsMT-2A与Zn(Ⅱ)的结合稳定,与Cu(Ⅰ)的结合不稳定。ITC表明:SsMT-1A和SsMT-2A与Zn(Ⅱ)的结合不稳定,与Cu(Ⅰ)的结合稳定,两者结合Cu(Ⅰ)的化学计量数均为7,SsMT-1A结合Zn(Ⅱ)的化学计量数为2。【结论】虽然SsMT-1A和SsMT-2A具有较高的同源性,然而,8个非Cys位点的差异决定了两者金属结合特性的差别。尽管SsMT-1A和SsMT-2A共享了高度一致的Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)结合行为,然而,两者与Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)的结合特性存在细微差别,两者不应被认为是完全生理等价分子。在生理条件下:SsMT-1A可能发挥重金属离子的解毒作用,SsMT-2A可能发挥Zn内稳态的调控作用。本研究为进一步阐明SsMT-1A和SsMT-2A调节金属离子内稳态,发挥促进猪生产性能的作用研究奠定了基础。

食管癌组织中MT-1-2与-3的表达差异及临床意义

目的:金属硫蛋白(metallothionein,MT)是一类广泛存在于生物体体内的低分子量、富含半胱氨酸的蛋白质。本研究旨在明确MT-1、-2和MT-3在食管癌中的表达差异以及MT-1、-2和MT-3的表达量与各临床病理特征的关系。方法:随机选取2008年7月至2009年7月河北医科大学第四医院胸外科行手术治疗的食管癌患者114例,其中,男64例,女50例;年龄40～75岁,平均年龄61岁。胸上段食管癌21例,肠中段食管癌58例,肠下段食管癌35例。依据国际抗癌联盟(UICC)食管癌TNM分期(2009年):Ⅱa期34例,Ⅱb期36例,Ⅲ期31例,Ⅳ期13例。组织类型均为鳞癌;组织学分级为高分化59例,中分化癌36例,低分化癌19例。应用Western blot检测肿瘤组织及切缘正常组织中MT-1、-2和MT-3的表达情况,对MT-1、-2和MT-3的表达量与临床病理参数,以及MT-1、-2与MT-3表达的关系进行分析。结果:MT-1、-2和MT-3在食管癌组织中的表达量均高于切缘正常组织(MT-1、-2t=5.214,P<0.01),(MT-3t=4.287,P<0.01),且均与肿瘤组织病理分期(MT-1、-2 r_s=0.896,P<0.01),(MT-3 r_s=-0.501,P<0.01),分化程度(MT-1、-2 r_s=-0.548,P<0.01),(MT-3 r_s=0.664,P<0.01)有关,与肿瘤部位(MT-1、-2 r_s=0.253,P>0.05),(MT-3r_s0.172,P>0.05)无关。结论:MT-1、-2和MT-3在食管癌组织中均存在高表达,其表达水平与食管癌的发生、发展及组织分化密切相关,而且MT-3在食管癌组织中的表达规律与MT-1,-2有显著不同。

针刺对哮喘大鼠肺功能及气道平滑肌痉挛的影响

目的:观察针刺“孔最”“鱼际”对哮喘大鼠引喘潜伏期、肺功能及内皮素-1(ET-1)、金属硫蛋白-2(MT-2)表达的影响,探讨针刺缓解气道平滑肌痉挛、改善哮喘急性发作的作用机制。方法:将40只SPF级雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组、药物组及针刺组,每组10只。除正常组外,其余3组均采用卵蛋白致敏法建立哮喘模型。药物组予沙丁胺醇雾化,针刺组针刺双侧“孔最”“鱼际”,均每日1次,共14 d。观察各组大鼠引喘潜伏期及肺功能,ELISA法检测血清及支气管肺泡灌洗液(BALF)ET-1及肿瘤坏死因子(TNF)-α含量,采用Masson染色观察气道形态,采用透射电镜观察气道平滑肌超微结构,采用实时荧光定量PCR及Western blot法检测肺组织ET-1、MT-2的mRNA及蛋白表达。结果:与正常组比较,模型组引喘潜伏期缩短(P<0.01),气道阻力(RL)升高、肺顺应性(Cdyn)降低(P<0.01,P<0.05);血清及BALF中ET-1及TNF-α含量升高(P<0.01);支气管周围可见胶原纤维及胶原沉积,气道平滑肌增厚;细胞损伤较重,线粒体肿胀;ET-1 mRNA及蛋白表达升高、MT-2 mRNA及蛋白表达降低(P<0.01)。与模型组比较,针刺组引喘潜伏期延长(P<0.05),RL降低、Cdyn升高(P<0.01,P<0.05)。与模型组比较,针刺组、药物组血清及BALF中ET-1、TNF-α含量降低(P<0.01,P<0.05);支气管周围胶原纤维及胶原沉积减少,气道平滑肌增厚程度减轻,细胞损伤较轻;ET-1 mRNA及蛋白表达降低、MT-2 mRNA及蛋白表达升高(P<0.01)。与药物组比较,针刺组MT-2 mRNA表达升高(P<0.05)。结论:针刺“孔最”“鱼际”可改善哮喘大鼠肺功能,松弛气道平滑肌痉挛,其作用机制可能与下调ET-1表达、上调MT-2表达有关。