Ca^(2+)信号介导红景天苷促进小鼠骨髓间充质干细胞向神经细胞的定向分化

背景:大量文献报道具有抗氧化作用的传统中药单体能促进骨髓间充质干细胞向神经细胞定向分化,红景天苷作为红景天的有效成分,具有较强的抗氧化功效。目的:探讨红景天苷影响小鼠骨髓间充质干细胞向神经细胞定向分化的分子机制。方法:体外培养的小鼠骨髓间充质干细胞达80%融合后,设立3组,空白对照组加入细胞完全培养液,诱导组、阳性对照组分别在其基础上加入20mg/L红景天苷、0.1mg/L神经生长因子,培养12h,采用RT-PCR和Westernblot法检测诱导后神经细胞相关基因和蛋白的表达。取诱导组细胞,分别加入含EGTA(细胞外Ca2+螯合剂)、Nifedipine(L型Ca2+通道阻断剂)、LY294002(IP3受体阻断剂)作用12h,进行生物学信号传导通路检测。结果与结论:①诱导组可见神经元特异性烯醇化酶、β-TubulinⅢ和Nurr1mRNA的表达,阳性对照组上述基因的表达丰度均低于诱导组,空白对照组未见上述基因的表达;各组GFAPmRNA表达丰度均极低,诱导组c-fosmRNA呈高丰度表达。②与阳性对照组比较,诱导组能明显促进骨髓间充质干细胞神经元特异性烯醇化酶蛋白的表达;空白对照组无神经元特异性烯醇化酶蛋白的表达。③EGTA,Nifedipine,LY294002分别阻断细胞外Ca2+、L型Ca2+通道、IP3受体后,神经元特异性烯醇化酶和Nurr1基因、蛋白的表达均显著下调。结果证实红景天苷能使骨髓间充质干细胞定向分化为神经细胞,其生物学信号的传导与Ca2+信号有密切关系,IP3依赖的Ca2+信号途径是实现信号传导的重要方式之一。

Ca^(2+)信号介导川芎嗪诱导小鼠骨髓间充质干细胞向神经细胞的定向分化

用含2.4 mg.mL-1川芎嗪提取液对小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)进行诱导,探讨川芎嗪体外诱导BMSCs分化为神经元样细胞的作用.应用EGTA(细胞外Ca2+螯合剂)、Nifedipine(L-型Ca2+通道阻断剂)和LY294002(PI3K阻断剂)等Ca2+阻断剂分别作用细胞,RT-PCR和Western blot技术研究Ca2+信号在川芎嗪诱导BMSCs分化为神经细胞过程中的作用.结果表明:川芎嗪作用不同时间的BMSCs均可见Nestin、β-Tubulin Ⅲ、NSE和Nurrl的表达;川芎嗪诱导后的细胞浆内Nestin和NSE蛋白表达呈阳性.EGTA、Nifedipine及LY294002分别阻断细胞外Ca2+、L-型Ca2+通道及PI3K后,NSE和Nurr1基因及NSE蛋白表达较川芎嗪诱导组显著上调.以上结果说明川芎嗪能使BMSCs定向分化为神经元样细胞,细胞内、外Ca2+的减少可促进川芎嗪诱导BMSCs向神经细胞的分化,Ca2+信号在川芎嗪诱导BMSCs向神经细胞定向分化过程中起负调控作用.

植物中CBL-CIPK途径转导特异Ca^(2+)信号的分子机制

Ca2+作为植物中普遍存在的第二信使,其信号传感器CBL(calcineurin B-like protein)及与CBL互作的蛋白CIPK(CBL-interacting protein kinase)所构成的CBL-CIPK信号转导途径在转导特异Ca2+信号过程中起重要的作用。由于植物同时受多种复杂环境因素影响,因此必须同时对各种复杂因素作出响应并转导并存的信号。CBL和CIPK在结构、表达以及功能上的特异性构成了CBL-CIPK途径能够转导特异Ca2+信号的分子基础。本文在介绍CBL、CIPK的基础上,着重对其组合成的CBL-CIPK途径转导特异Ca2+信号的分子机制进行综述。

Ca^(2+)信号在植物与环境微生物互相作用中的分子调控机制

自然界植物与环境微生物之间的相互关系除了胁迫以外,同时也有互利互惠的共生互作关系。无论是能对植物造成胁迫伤害的植物-病原菌互作体系,还是能够为植物提供营养的植物-微生物共生互作体系,其细胞信号转导通路中Ca^(2+)信号的分子调控对两种互作体系都有着非常重要的作用。该文对近年来国内外有关植物-病原菌和植物-微生物互作体系在细胞信号转导过程中Ca^(2+)信号上游的分子调控机制分别进行了综述。

采用Fluo-3 AM-ester探针研究桃不同组织的Ca^2＋信号分布

钙作为植物最重要的矿质元素之一,在植物生理和生化活动中起重要作用。采用激光扫描共聚焦显微镜,以Fluo-3 AM-ester为荧光探针研究了桃果肉和叶柄组织中Ca2+的分布,结果表明Fluo-3 AM-ester可作为荧光探针对桃不同组织中游离的Ca2+信号强度和分布特征进行分析。不同的物镜观察(10×和20×)下,Ca2+荧光信号相对强度差异不大;在叶柄中Ca2+荧光信号主要分布于维管束,在果实中多分布于细胞壁;但叶柄中荧光信号分布明显高于果肉组织,这与钙在不同组织中的功能有关。

红景天苷诱导骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化中的Ca^(2+)/CaM信号通路

背景:课题组前期研究表明,红景天苷能诱导骨髓间充质干细胞向神经元样细胞定向分化,Ca2+信号是实现其生物学信号传导的重要途径之一目的:探讨Ca2+/CaM信号通路在红景天苷诱导骨髓间充质干细胞向神经细胞定向分化中的作用及机制。方法:实验分为空白对照组和红景天苷诱导组,红景天苷诱导组将不同质量浓度红景天苷(5,10,20,50,100 mg/L)作用骨髓间充质干细胞24 h和100 mg/L红景天苷作用骨髓间充质干细胞12,24,48,72 h。采用Western blot方法分别检测红景天苷诱导骨髓间充质干细胞后神经标志分子MAP2和Ca2+/CaM信号通路中关键蛋白CaM、CaMKⅡ的表达水平。另外实验设阻断剂组,分别加Ca2+信号通路特异性阻断剂:500μmol/L EGTA(细胞外Ca2+螯合剂)、1 mmol/L Nifedipine(L型Ca2+通道阻断剂)、10 mmol/L LY294002(PI3K抑制剂)分别作用细胞30 min后,再加入100 mg/L红景天苷作用细胞24 h,采用Western blot方法检测阻断Ca2+/CaM信号通路后NSE、CaM的表达情况。结果与结论:1红景天苷诱导后,MAP2的表达上调(P<0.01),说明红景天苷可诱导骨髓间充质干细胞分化为神经细胞。2不同质量浓度红景天苷诱导骨髓间充质干细胞24 h后,10 mg/L红景天苷组CaM、CaMKⅡ的表达与其他诱导组比较显著上调(P<0.01);同一质量浓度红景天苷诱导72 h后CaM、CaMKⅡ表达明显下调(P<0.01)。3阻断细胞外Ca2+和PI3K信号通路后,NSE与CaM的表达水平较红景天苷诱导组上调(P<0.05)。结果表明,红景天苷通过抑制Ca2+/CaM信号通路实现骨髓间充质干细胞向神经细胞定向分化。

Ca^(2+)信号通路对肝癌细胞乙酰肝素酶表达的影响

目的探讨Ca2+信号调节通路对肝癌细胞乙酰肝素酶的表达及分泌的影响。方法不同浓度的Ca2+及其激动剂毒胡萝卜内酯(TG)和抑制剂S-亚硝基-乙酰青霉胺(SNAP)作用于SMMC-7721细胞,RT-PCR检测肝癌细胞乙酰肝素酶mRNA表达的变化;W estern-b lot检测肝癌细胞及其培养上清乙酰肝素酶蛋白表达的变化。结果 Ca2+对肝癌细胞乙酰肝素酶mRNA的表达没有影响,随Ca2+浓度的增加,细胞培养上清和肝癌细胞胞浆乙酰肝素酶蛋白表达增加;Ca2+激动剂TG能诱导肝癌细胞内及培养上清中HPA蛋白表达,这种诱导作用能被TG抑制剂SNAP抑制。结论 Ca2+通过细胞内NO→cGMP调控的Ca2+信号通路促进肝癌细胞内乙酰肝素酶蛋白表达和分泌。

冠心舒通胶囊对心肌细胞Ca^(2+)-CaM-CaMPKⅡδ信号系统的影响

目的考察冠心舒通胶囊含药血清对缺氧/复氧心肌细胞钙离子(Ca^(2+))-钙调蛋白(CaM)-钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱδ(CaMPKⅡδ)信号通路的影响。方法采用胰酶消化法原代培养大鼠乳鼠心肌细胞,应用三气培养箱建立心肌细胞缺氧/复氧损伤模型,细胞缺氧20h复氧4h后,运用血清药理学方法研究冠心舒通含药血清对缺氧/复氧损伤心肌的作用。荧光分光光度法测定心肌细胞胞质[Ca^(2+)]i,实时定量聚合酶链式反应(realtime-PCR)法测定CaM、CaMPKIIδmRNA表达。结果正常心肌细胞[Ca^(2+)]i、CaMmRNA、CaMPKIIδmRNA表达很低,缺氧/复氧后[Ca^(2+)]i较正常组增高,CaM、CaMPKIIδmRNA表达增高(P<0.05),冠心舒通胶囊提取物大鼠灌胃剂量为53.8、107.7、215.4mg/kg所得的含药血清(体积分数为10%)细胞给药组[Ca^(2+)]i降低,CaM、CaMPKIIδmRNA表达下调,与模型组相比有统计学差异(P<0.05)。空白血清对心肌细胞[Ca^(2+)]i、CaMmRNA、CaMPKIIδmRNA表达基本无影响(P>0.05)。结论冠心舒通含药血清可对抗心肌细胞钙超载,主要是通过降低胞内钙的浓度以及抑制其胞内受体CaM及依赖性蛋白激酶CaMPKⅡδ的活性实现。

N-乙酰氨基葡萄糖激活Ca2＋信号通路体外诱导小鼠T淋巴细胞增殖

目的N-乙酰氨基葡萄糖（N—acetyl—D—glucosamine，NAc—Glu）是甲壳素的-种重要衍生物。其分子量小，水溶性好，有更独特的生理生化活性，近些年已经引起越来越多的关注。但关于NAc-Glu对T淋巴细胞增殖的影响，国内外罕见报道。本文研究N_乙酰氨基葡萄糖体外作用于小鼠T淋巴细胞诱导淋巴细胞增殖。方法以T淋巴细胞为研究对象，应用MTT法，流式细胞术法考察了NAc—Glu对淋巴细胞的增殖的影响，采用Caz＋探针（Fura-3／AM）、激光共聚焦显微镜和流式细胞仪检测的方法从Ca2＋信号通路入手对NAc—Glu诱导淋巴细胞增殖的机制进行了研究。结果NAc-Glu可以诱导淋巴细胞由G0／G进入S期，使细胞的有丝分裂启动，细胞发生增殖。NAc—Glu作用下的淋巴细胞胞内Ca2＋的浓度显著增加，其中加药6h后淋巴细胞内的Ca2＋浓度最高。24h后有所下降。Ca2＋浓度的改变又影响了CaM和CaN这两种与C矿密切相关的蛋白的表达。

体外冲击波通过激活Wnt/Ca^(2+)信号通路治疗骨质疏松症的研究进展

1体外冲击波的定义及应用 体外冲击波是由电子水压装置、电磁装置等压力瞬间急剧变化产生的一种机械性脉冲波，它产生的能量可经冲击波装置二次聚焦形成高能量冲击波，可在固体和液体物质中传播并发挥作用。体外冲击波对周围的组织细胞也有一定的作用，如可以观察到细胞外空化效应、分子离子化以及细胞膜通透性增加等，这是体外冲击波对细胞的直接影响，还可见扩散的原子团与生物分子之间的相互作用、线粒体损伤和细胞内分子水平变化等效应。

渗透胁迫下水杨酸诱导的小桐子甜菜碱积累涉及Ca2+/CaM信号

本研究以小桐子幼苗为材料,在水培条件下,研究了外源水杨酸(SA)对PEG 6000胁迫下小桐子幼苗甘氨酸甜菜碱含量、代谢关键酶BADH活性和相关基因表达,以及Ca2+和CaM抑制剂对SA诱导甜菜碱积累的影响。结果表明:外源1.5 mmol/L SA处理可显著提高渗透胁迫下小桐子幼苗的甜菜碱含量、增加甜菜碱合成关键酶BADH的活性,以及上调JcCMO和JcBADH的表达水平。与单独用PEG处理的幼苗相比,SA处理也提高了渗透胁迫下小桐子幼苗的钙调素(CaM)活性。此外,CaCl2处理能增强SA诱导的甜菜碱积累效应,提高BADH的活性和上调JcBADH的表达水平,而Ca2+通道阻断剂LaCl3、CaM抑制剂CPZ和TFP处理得到相反的结果。这些结果表明,外源SA处理可提高渗透胁迫下小桐子幼苗甜菜碱的生物合成能力,且SA诱导的甜菜碱积累过程可能受到Ca2+/CaM信号的调控。

Ca2+-CaN-NFAT信号通路在心血管疾病中的研究进展

心血管疾病是一种严重威胁着人类健康的常见病,Ca2+-CaN-NFAT信号通路在心血管疾病中的影响国内外已有很多文献报道,是近年来治疗心血管疾病的热点,本文就此Ca2+-CaN-NFAT信号通路在心血管疾病影响最新进展作一阐述。

干旱胁迫下毛竹根尖Ca^(2+)分布及外源Ca^(2+)作用机制

Ca2＋是植物细胞中重要的信号物质,参与许多逆境下生理信号的转导。植物干旱胁迫下产生的Ca2＋信号,可通过与钙调蛋白等钙受体结合,放大信号并进行震荡传递,以此调节气孔关闭及活性氧的产生（Knightetal.,1997;Shinozaki,1997;宗会等,2001）,作出抵御逆境的有利反应。

益气健脾中药对脾虚大鼠骨骼肌组织中Ca^(2+)/CaMKⅡ通路关键分子的干预作用

目的:观察脾气虚大鼠骨骼肌Ca2+/Ca MKⅡ信号通路关键分子[Ca2+]i以及Ca M、Ca MKⅡ、p-Ca MKⅡ蛋白表达及益气健脾中药四君子汤和红芪提取物的干预作用。方法:动物随机分为正常对照组、脾气虚模型组、四君子汤组和红芪提取物组,每组10只。除正常对照组外,其余动物采用复合法建立脾气虚证大鼠模型,四君子汤组给予四君子汤煎剂20 g/(kg·d)灌胃,红芪提取物组给予红芪提取物6 g/(kg·d)灌胃,连续干预21 d后,观测各组大鼠一般生存状态、胃肠激素GAS、MOT含量和骨骼肌组织ATP酶活性,同时采用激光共聚焦技术检测骨骼肌组织[Ca2+]i浓度,蛋白免疫印迹技术检测小肠组织Ca M、Ca MKⅡ和p-Ca MKⅡ表达变化。结果:与正常对照组比较,脾气虚模型大鼠一般生存状态较差,胃肠激素GAS、MOT含量显著降低(P<0.01);骨骼肌组织Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase活性、[Ca2+]i浓度及Ca M、Ca MKⅡ、p-Ca MKⅡ蛋白表达量显著降低(P<0.01);与模型组比较,四君子汤组和红芪提取物组大鼠一般生存状态明显改善,小肠组织胃肠激素MOT含量升高(P<0.05),四君子汤组小肠组织GAS含量显著升高(P<0.05);各给药组骨骼肌组织Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase活性及[Ca2+]i浓度和Ca M、Ca MKⅡ蛋白表达量显著升高(P<0.05);四君子汤组骨骼肌组织p-Ca MKⅡ蛋白表达显著升高(P<0.05)。结论:四君子汤组和红芪提取物能调节脾气虚大鼠胃肠激素GAS、MOT分泌,提高骨骼肌组织Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase活性,并能上调Ca2+/Ca M信号通路关键分子表达,且以四君子汤作用显著。

PTSD样行为异常大鼠杏仁核Ca^(2+)/CaM的改变

目的观察创伤后应激障碍(PTSD)样行为异常大鼠杏仁核细胞内Ca2+信号及Ca M(钙调蛋白)表达变化,有望揭示PTSD的部分发病机制。方法成年健康雄性Wistar大鼠60只,随机分为连续单一刺激(single prolonged stress,SPS)模型的12h、1d、4d、7d、14d组及正常对照组,采用荧光探针标记法、免疫组化、Western blott等方法,检测PTSD样行为异常大鼠杏仁核神经元游离Ca2+含量和钙调蛋白(Ca M)的表达变化。结果SPS刺激后大鼠杏仁核神经元游离Ca2+浓度(nmol/L)于12h内升高,24h增至顶峰,4d开始下降,14d恢复正常。Ca M的表达于SPS刺激后4d表达最多,之后渐趋下降。结论杏仁核Ca2+信号调控与Ca M表达变化,可能与PTSD样大鼠恐惧增强的发病机制相关。

松花粉硫酸酯化多糖调控小鼠T细胞[Ca^(2+)]_i的研究

目的探讨马尾松花粉硫酸酯化多糖组分(SPPM60-D)对小鼠脾脏T淋巴细胞内[Ca2+]i的调控机制。方法水煮醇沉法提取马尾松花粉粗多糖,60%乙醇分级,Sephacryl S-400HR纯化得PPM60-D,氯磺酸-吡啶法进行硫酸酯化得SPPM60-D。尼龙毛柱法分离纯化小鼠脾脏T淋巴细胞,用SPPM60-D处理,测定T淋巴细胞内[Ca2+]i,ELISA试剂盒检测细胞上清中IL-2和IL-4水平。结果 ConA与SPPM60-D均能升高T细胞内[Ca2+]i,与对照组相比,升高率分别为211.5%、201.8%(P<0.01)。2-APB、LY294002、U73122、维拉帕米均可以抑制[Ca2+]i的升高,而TAK-242对其没有明显作用;SPPM60-D使细胞上清中IL-2和IL-4水平上升了6.94倍和5.95倍(P<0.01),2-APB可以明显抑制上述细胞因子水平,而TAK242没有明显作用。结论推测SPPM60-D的作用机制是经TCR/CD3受体,通过TCR/CD3-PI3K-PLC-IP3R-Ca2+信号通路,促进小鼠T淋巴细胞[Ca2+]i的升高,从而提高T淋巴细胞IL-2和IL-4的水平。

局部刺激对神经元细胞中Ca2＋螺旋波的影响

目的 研究局部刺激对神经元细胞中Ca2＋信号螺旋波的影响.方法 采用一个改进的Tang-Othmer Ca2＋模型并通过数值计算进行分析研究.结果 研究发现足够大的局部刺激可以使螺旋波波头的轨迹从一个花瓣形逐步变为一个严格的圆形轨迹.结论 通过改变局部刺激的大小可以控制神经元细胞中Ca2＋信号螺旋波的运动轨迹.

Ca^(2+)在鼻咽癌细胞凋亡性容积减小中的作用

目的探讨钙信号途径在凋亡性细胞容积减小中的作用。方法用凋亡诱导剂顺铂诱导低分化鼻咽癌CNE-2Z细胞发生凋亡性细胞容积减小(AVD),采用Q500MC软件控制定时拍摄固定视野活细胞图像,Scion Image图像分析软件检测细胞容积变化。结果细胞外灌流顺铂后细胞体积减小,10min后细胞体积减小差异有统计学意义。去除灌流液中的Ca2+或用钙通道阻断剂Nifedipine阻断钙通道后,延缓顺铂诱导的细胞容积减小的发生,但不能防止细胞缩小过程的出现,50min后,Nifedipine组和无Ca2+灌流液组与顺铂对照组AVD水平均无差异。结论细胞外Ca2+内流可能在触发细胞凋亡早期细胞容积减小中起重要作用。

玉米热激转录因子基因ZmHSF-Like对逆境胁迫响应的信号途径

在前期对玉米热激转录因子基因ZmHSF-Like克隆、表达特性和亚细胞定位分析的基础上,对基因响应不同逆境胁迫的信号途径进行了研究。结果显示,H2O2处理能显著上调ZmHSF-Like基因的表达,42℃热激上调ZmHSF-Like基因的表达依赖于H2O2的存在,ABA上调基因表达部分依赖于H2O2的存在,而PEG-6000诱导基因表达不依赖于H2O2;外源Ca2+处理也能上调ZmHSF-Like基因表达,而螯合胞外钙离子并阻断其内流并不能降低上述逆境胁迫诱导的ZmHSF-Like基因的表达水平。表明ZmHSF-Like基因通过H2O2信号途径实现对热激和ABA胁迫的响应。在H2O2处理过程中,热激蛋白基因HSP704的表达与ZmHSF-Like基因的表达同步,可能是该途径中ZmHSF-Like结合的下游热激蛋白。单独钙离子诱导处理,热激蛋白基因HSP701、HSP702和HSPeu701的表达均与ZmHSF-Like基因的表达同步,可能是ZmHSF-Like基因响应Ca2+反应的下游结合蛋白。ZmHSF-Like通过与下游不同热激蛋白的结合实现对不同逆境胁迫的响应。

植物CBL-CIPK信号系统研究进展

Ca2+是植物在不同发育阶段和响应多种复杂环境刺激的核心调控因子。CBL蛋白(Calcineurin B-likeproteins)和CIPK蛋白激酶(CBL-interacting protein kinases)通过相互作用解码特异的钙信号从而实现相应的生理功能。文章主要从CBL-CIPK信号系统关键组分及相互作用,解码钙信号的机制,生理功能和调节机制等方面综述相关研究进展,并对未来的研究方向进行展望。