核骨架与细胞骨架的连接体复合体在核纤层蛋白病中的研究进展

核骨架与细胞骨架的连接体(LINC)广泛存在于真核生物中,是建立核膜内外联系的重要复合体。LINC复合体具有维持细胞核形态与定位、传导核骨架与细胞骨架之间机械力、调节基因表达等作用。人肌肉细胞中的LINC复合体若发生缺陷,不仅会造成细胞核的固定、迁移等细胞层面的活动失常,还会由于肌肉细胞内部结构松散使机械力无法正常传导,从而导致Emery-Dreifuss肌营养不良综合征、扩张型心肌病和遗传性运动感觉神经病变等疾病。然而,目前对于这些疾病仍缺乏有效的治疗方法,因此亟须深入研究LINC复合体的功能与致病机制。

海鞘细胞核骨架与细胞质骨架连接复合体相关基因的克隆及表达分析

为了研究LINC(Linker of nucleoskeleton and cytoskeleton)复合体相关基因KASH(Klarsicht/Anc/Syne-1)和SUN(Sad1/UNC84)在海鞘(Ciona robusta)细胞核位置决定中的角色和作用,本研究鉴定并分别克隆了海鞘LINC复合体中编码2种Cr_KASH蛋白和2种Cr_SUN蛋白的基因。荧光定量PCR方法分析了上述4个基因在海鞘胚胎各个时期的表达量,发现在胚胎发育的尾芽延伸期,几种基因的表达量均有不同程度的提高。原位杂交方法揭示Cr_KASH1、Cr_SUN1和Cr_SUN2特异表达在海鞘胚胎的脊索组织中,而Cr_KASH2则特异表达在肌肉组织。在NIH/3T3细胞中的亚细胞定位分析证实,上述LINC复合体蛋白与不同的细胞骨架交联。通过破坏细胞骨架微丝和微管蛋白的聚合发现会影响KASH和SUN在细胞中的定位和结构,暗示海鞘LINC复合体成分和细胞质骨架蛋白协同作用调控细胞核的形态和位置。本文研究结果表明,在海鞘不同胚胎发育阶段和不同组织中,细胞核骨架或许通过不同LINC蛋白组分与细胞骨架结合影响细胞核的行为。

LINC复合体在哺乳动物中的功能

核骨架与细胞骨架的连接体(LINC)是真核生物中贯穿细胞核膜的蛋白复合体,目前已在多种模式生物中被发现。LINC复合体是建立细胞核骨架与细胞骨架联系的桥梁,目前被发现在细胞迁移、机械力传导、维持稳态等多种细胞活动中起重要作用。本文就LINC复合体在哺乳动物中的各项功能予以综述,以期为人类中的相关研究提供理论依据和线索。

LINC复合体的结构、与细胞骨架的连接及其对细胞功能调控作用研究进展

核骨架—细胞骨架连接物(LINC)复合体是从酵母到人类高度保守的跨膜蛋白复合体,是定位于核膜上连接胞质骨架与胞核骨架的桥梁,在机械力传导至细胞核过程中发挥重要作用。LINC复合体主要由定位于内核膜的SUN(Sad1、UNC-84)结构域蛋白和外核膜的KASH(Klarsicht、ANC-1、Syne homology)结构域蛋白组成,这两种结构域蛋白间稳定的相互作用是其发挥生物功能的结构基础。LINC复合体借助KASH结构域蛋白与胞质骨架中的肌动蛋白、微管和中间丝连接,借助SUN结构域蛋白可与核孔复合体蛋白、核纤层蛋白、核纤层结合蛋白以及染色质结合。细胞受到机械力刺激时,LINC复合体借由其自身跨核膜结构,在胞质骨架与胞核骨架及染色质之间建立物理连接,确保机械力由胞质传递至细胞核,进而直接或间接地发挥细胞功能调控作用,可以影响细胞核的形态和迁移,调控减数分裂期染色体功能和DNA损伤修复过程,并通过多种方式影响基因表达。