水稻锌稳态调控基因和分子机制的研究进展

锌(Zn)是动物植物所必需的微量营养素,缺锌或锌过量会严重影响水稻的生长发育。水稻锌含量维持在一定范围有助于提高其产量和品质,并且可以提高籽粒的锌含量,一定程度上可以解决目前人体缺锌的问题。因此研究水稻锌的吸收、转运和分配,和其他调控锌稳态分子机制至关重要。基于近年来国内外研究报道,简要概述了锌在植物体内的重要性,重点介绍了水稻中的离子转运体和目前已经报道的分子机制。总结了这些离子转运体参与了锌从土壤的吸收,从根部向地上部的转运,以及分配到水稻各部位,还总结了一些和离子转运体相关的分子机制。以期为水稻锌稳态调控基因的挖掘、分子机制的研究和富锌水稻种质的创制提供参考。

槲皮素调控锌稳态抑制脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞炎症反应

目的:探讨槲皮素(QUE)对脂多糖(LPS)诱导的小鼠巨噬细胞炎症反应的作用及其机制。方法:将小鼠RAW264.7巨噬细胞分为正常对照组、LPS组和QUE+LPS组。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测细胞培养上清液中白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子(TNF)-α和IL-6水平,流式细胞仪检测FluoZin-3标记细胞内游离锌含量,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测各组细胞中ZIP8 mRNA表达,western blotting法检测ZIP8蛋白表达。结果:与LPS组(1μg/mL)相比,QUE+LPS组上清液中IL-1β、TNF-α和IL-6含量降低(P<0.01);与LPS组相比,QUE+LPS组巨噬细胞内游离锌含量降低(P<0.05),并可抑制LPS诱导的ZIP8表达(P<0.05)。结论:QUE可抑制LPS诱导的巨噬细胞炎症反应,其作用可能与下调ZIP8表达,抑制锌内流,减少巨噬细胞内游离锌含量有关。

锌及锌稳态与高血压的关系探讨

锌是机体不可或缺的微量元素,生理状态下其始终处于一定区域和浓度范围的动态平衡,即锌稳态。维持锌稳态具有重要生理作用,锌稳态失衡与包括高血压在内的多种心血管疾病密切相关。锌的生物学效应是目前的研究热点,阐明锌稳态与高血压发生发展的关系具有重要意义。然而目前临床常见多发的高血压疾病与锌稳态之间的因果关系并不十分明确。本文结合作者所在课题组的前期研究阐述了锌及锌稳态的重要作用,总结了高血压与锌稳态的有关研究,并探讨了二者之间的关系。

锌稳态失衡与阿尔茨海默症

锌作为生命必需的微量元素,在机体组织中的代谢平衡是多种生理功能正常进行的必要条件。近年来,越来越多的研究表明锌稳态失衡在阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)的发生发展中起重要作用,恢复锌稳态可有效改善AD病理表现及认知损伤,但机制尚未完全研究清楚。本综述总结了国内外对锌稳态失衡在AD发病中的作用及其机制的研究,并对其未来的研究方向进行了展望,以期为AD的治疗提供新思路。

细胞内锌稳态调控及其在胰腺癌发生发展过程中的作用

锌参与300种以上的细胞生理过程,包括DNA及蛋白合成、酶的活化以及细胞内信号转导过程.同时锌也是许多酶类,如碳酸酐酶、基质金属蛋白酶的关键组分,而这些酶类与缺氧、血管生成、细胞增殖及肿瘤转移密切相关,因此,锌的获取对于恶性肿瘤的生长和进展非常重要.细胞内锌离子的浓度变化受到Zn T1、ZIP4、金属硫蛋白及金属转录因子1等的调控,细胞内锌稳态是多种调控机制参与下锌内流、锌外流和保留之间动态平衡的结果.已有大量研究证实锌稳态调控失衡与胰腺癌的发生和转移有关,因此,锌及锌稳态的调控异常在胰腺癌的发生发展中具有重要作用.

烟曲霉锌稳态相关基因研究进展

烟曲霉是一种通过空气传播的机会性致病真菌。其感染免疫功能低下患者肺部并引起严重的侵袭性曲霉病。锌是微生物生长所必需的微量元素,所有真菌包括烟曲霉生长都需要锌元素。有研究表明宿主体内的真菌毒力高低与真菌摄取锌的能力直接相关。由于元素锌在人体内大部分与锌结合蛋白结合导致在宿主组织微环境中的离子浓度远低于真菌最适生长浓度。烟曲霉演化出几种锌转运蛋白,使烟曲霉能够在锌缺乏的条件下有效吸收锌元素,同时抵抗锌元素过量,防止对烟曲霉细胞造成损害。本文将总结概述烟曲霉锌稳态调控对其生长发育及毒力的作用以及相关基因。明确烟曲霉对元素锌水平调控基因的研究现状并探讨干扰烟曲霉锌稳态是否会成为开发治疗侵袭性曲霉病的新一代辅助治疗措施和真菌治疗方案。

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。

锌离子跨膜转运载体与其稳态平衡研究进展

锌在细胞中发挥着维持蛋白质结构、辅助催化和信号转导的功能,并参与许多重要的生命活动.锌离子的缺乏或过量摄入会引发多种疾病,因此,保持细胞内锌的稳态对维持人体健康来说至关重要.对人体而言,锌的稳态主要由两种锌跨膜转运蛋白家族(锌转运蛋白ZnTs和Zrt/Irt相关蛋白ZIPs)来维持,它们是锌离子发挥多种功能的基础.目前在ZnT和ZIP蛋白的表达、纯化、结构分析和分子机制研究等方面取得了一定研究成功,本文综述了锌的功能、营养和稳态,并阐述了ZnT和ZIP蛋白的结构、表达、修饰机制、功能和相关疾病的研究进展.

锌稳态与炎症性肠病相关性及其研究进展

锌稳态失衡在炎症性肠病(IBD)患者中普遍存在。锌稳态失衡引起免疫紊乱、菌群失调、黏膜屏障破环,参与IBD发病。本文对锌稳态与IBD相关性及研究进展进行综述。

镉致大鼠急性肝肾损伤与锌内稳态的关系

目的探讨镉致大鼠肝肾损伤与锌内稳态之间的关系。方法 32只SD大鼠,随机分成空白对照组、补锌组、染镉组及补锌染镉组,普通饲料自由饮水14 d后,所有染镉组一次腹腔注射CdCl_2(15μmol/kg)和ME(300μmol/kg)混合液,冰浴下收集24 h尿液,收集全血、血清及肝肾组织,分别测定NAG、SOD、镉、锌、β_2-MG、TP、ALB、T-AOC、AKP及MDA,肝肾组织切片行光镜和电镜病理学观察。结果与空白组比较,染镉组大鼠尿β_2-MG、TP、ALB、肝肾锌、MDA含量及尿NAG活性升高,肝肾SOD、肾脏T-AOC、肝脏和血清AKP活性及血清锌含量降低。与单独染镉组相比,补锌+染镉组尿β_2-MG、ALB、TP、肝肾组织中的MDA含量、尿NAG活性下降;肝肾SOD、肾脏T-AOC、肝脏及血清AKP活性、血清及肝肾锌含量升高。血清锌与血镉、尿NAG活性、尿β_2-MG、尿ALB、尿TP负相关,肾锌与肾脏SOD、T-AOC正相关,与MDA负相关。结论急性镉染毒引起肝肾脏损伤,该损伤与体内锌内稳态的改变有关,预补锌能拮抗镉引起的肝肾毒性。

锌转运体研究进展

锌转运体 ( Zn T)的发现深化了对锌在细胞和分子水平的认识。迄今为止所克隆出的 4种哺乳动物Zn T( Zn T1、Zn T2、Zn T3、Zn T4 )在蛋白结构上具有 6个跨膜域、富组氨酸胞内袢、C,N末端位于胞内等共性。对 Zn T的分布及基本功能进行了初步研究。Zn T1分布广泛 ,位于细胞膜上 ,可使细胞内锌外排 ;Zn T2分布于肠、肾、睾丸 ,Zn T3主要分布于脑、睾丸 ,Zn T4分布于乳腺、脑、睾丸 ,Zn T2、Zn T3、Zn T4均定位于胞内囊泡膜上 ,且功能相似 ,可使细胞内锌转运入囊泡。通过 Zn T对胞内锌的这种外排或胞内转运作用 ,可使细胞避免高锌引发的细胞毒性。涉及锌的非专一性转运体包括二价金属离子转运体 ( DMT1)、调控锌铁的转运体样基因 ( ZIRTL)和人类调控锌铁蛋白 ( h ZIP2 )等。另外 。

锌转运蛋白家族SLC39/ZIPs与消化系统肿瘤相关性的研究进展

锌离子在人体各种生理活动中起重要作用,锌离子在体内的平衡稳态使其可以发挥相应的作用而不引起毒性效应,锌转运蛋白是调控锌离子稳态的主要因子,锌转运蛋白可分成两大类:SLC30/ZnTs和SLC39/ZIPs。锌转运体水平与肿瘤进展有一定联系,在消化系统肿瘤中存在ZIP家族的异常表达,其中ZIP3、ZIP4、ZIP6的异常表达与胰腺癌有关,ZIP5、ZIP6的高表达与食管鳞状细胞癌有关,ZIP7的高表达与结直肠癌有关,ZIP4、ZIP6、ZIP14的异常表达与肝癌有关。但关于ZIPs在胃癌、胆管肿瘤发生发展中的作用尚不明确,ZIP家族通过对锌离子的调节影响消化道肿瘤发生、发展的作用机制仍有待进一步研究。

高盐诱导左心室舒张功能障碍大鼠心肌Zip13表达增高

目的探讨锌及锌转运体Zip13在高盐诱导的左心室舒张功能障碍(LVDD)大鼠心肌中的表达及作用机制。方法将36只Dahl盐敏感大鼠(Dahl salt-sensitive rat,DSS大鼠)随机分为模型组(8%氯化钠高盐饮食,n=22)和对照组(0.3%氯化钠饮食,n=14)。用Vevo 2100小动物超声仪评价各组大鼠心功能;电感耦合等离子体发射光谱法(inductively coupled plasma optical emission spectroscopy,ICP-DES)测定血清和心肌组织中锌离子浓度;分别用Western blot和荧光实时定量PCR技术检测心肌中Zip13的蛋白和mRNA表达水平。结果与对照组相比,模型组左心室后壁舒张末期厚度(LVPWd)、左心室舒张末期内径(LVDd)、舒张末期室间隔厚度(IVSd)、左心室后壁收缩末期厚度(LVPWs)、左心室质量(LVM)以及左心室体重比(LVM/Weight)均显著升高(P<0.05)。心肌组织中锌离子浓度明显升高,而血清中锌离子浓度明显降低(P<0.05);模型组心肌组织中Zip13蛋白和mRNA表达水平均显著升高(P<0.05)。结论LVDD大鼠出现了心肌锌离子浓度升高的锌稳态失衡,同时Zip13蛋白和mRNA表达均上调,提示Zip13可能参与了调控和纠正锌稳态失衡,从而实现抑制LVDD心肌重构作用,具体机制有待进一步研究。

皮质酮对海马HT-22细胞株锌含量的影响及机制研究

目的通过观察皮质酮(corticosterone,CORT)对海马HT-22细胞总锌含量的影响,对其可能机制进行探讨,为研究应激相关疾病提供实验依据。方法小鼠海马神经元HT-22细胞株,经10μmol/L CORT处理6h后,采用原子吸收分光光度计火焰法测定胞内总锌含量,并采用实时荧光定量PCR法检测MT1、MT3、ZnT1、ZnT3和ZIP1m RNA表达。结果与对照组相比,10μmol/L CORT处理HT-22细胞6h后,HT-22细胞内总锌含量显著下降,而先于CORT处理前加入糖皮质激素受体阻断剂RU486组总锌含量与对照组无明显变化。与对照组相比,CORT组HT-22细胞MT1、MT3、ZnT1、ZnT3、ZIP1 mRNA表达水平上升,而先于CORT处理前加入糖皮质激素受体阻断剂RU486组上述基因mRNA表达均无明显变化。结论 CORT可影响海马HT-22细胞锌稳态调节分子的表达,进而影响细胞锌稳态失衡。