脱氢表雄酮经不依赖于雌、雄激素受体的MAPK信号途径抑制成骨细胞凋亡

脱氢表雄酮(DHEA)已成为防治绝经后骨质疏松症(PMO)的新策略,但其调控成骨细胞(OB)凋亡的具体分子机制和信号转导途径尚不清楚。我们通过颅骨酶解法原代培养OB,体外模拟雌激素撤退现象,10-7mol/LDHEA分别作用0h、24h、48h、72h后,RT-PCR分析OB中ERα、ERβ和ARmRNA表达;原代OB去血清进一步培养24h,细胞以雌激素受体(ER)拮抗剂ICI182,780(1μmol/L)、雄激素受体(AR)拮抗剂Flutamide(10μmol/L)或U0126(100μmol/L)预处理后给予系列浓度DHEA(10-10-10-5mol/L)孵育72h,AnnexinV-FITC/PI双标记流式细胞仪分析细胞早期凋亡;原代OB以1μmol/LICI182,780或10μmol/LFlutamide预处理25min后给予不同浓度DHEA孵育10min,Westernblotting分析ERK1/2的磷酸化状态。结果表明OBs经10-7mol/LDHEA体外处理24h、48h、72h后,ERβ和ARmRNA水平升高(分别为P<0.05和P<0.01);而ERαmRNA水平无明显变化。10-9-10-6mol/LDHEA可显著抑制血清饥饿诱导的OBs早期凋亡(分别为P<0.05及P<0.01),该抑制效应可被U0126阻滞,ICI182,780或Flutamide则不能阻滞DHEA对OB的抗凋亡效应;Westernblot也显示ICI182,780或Flutamide都不能有效地阻滞DHEA对OB中ERKs磷酸化的诱导作用。因此可认为DHEA经ER或AR非依赖途径抑制OB凋亡;丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号途径,磷酸化ERK1/2参与介导这一作用。

人心脏发育候选基因hole在MAPK信号传导途径中的作用

MAPK信号传导途径是存在于真核细胞中的最广泛的一种调节机制,它与心血管的发育、心肌肥大等心脏疾病的发生有着密切的关系。利用荧光素酶的活性分析讨论人hole基因在MAPK信号途径中的作用。实验表明,COS-7细胞中过表达hole蛋白能够强烈抑制MAPK信号途径的2个下游转录因子AP-1和SRE的转录活性。hole的突变体报道基因分析表明,hole基因可能是通过其N′端的ERK结合区和C′端的多聚脯氨酸序列来行使其抑制作用的。研究表明,该基因可能通过参与MAPK信号途径而在心脏发育的过程中起作用。

hLBH的转录活性及其在MAPK信号转导途径中的作用

hLBH是一个人类心脏发育相关的候选基因,研究了hLBH的转录活性及其在MAPK信号途径中的作用.荧光素酶检测实验表明hLBH是一个转录激活因子.基因结构分段实验证明hLB H的两个模体在调节转录激活中起着重要的作用.将hLBH蛋白分别与SRE和AP-1共转染之后激活了SRE和AP-1的活性.这些结果表明hLBH可能通过MAPK信号途径来介导细胞功能.

橡胶树白粉菌MAPK级联信号途径全基因组鉴定及途径模型建立

从全基因组水平鉴定橡胶树白粉菌(Oidium heveae)的MAPK级联信号途径基因,并对其进行Blast比对、蛋白质结构域及聚类分析,构建橡胶树白粉菌中的MAPK级联途径简图,为深入研究其MAPK级联途径的功能奠定基础。利用橡胶树白粉菌基因组数据库和小麦白粉菌(Blumeria graminis)的同源序列进行比对,获得25个MAPK信号途径相关基因。在橡胶树白粉菌基因组中发现了2个MAPK基因、2个MAPKK基因和5个MAPKKK基因。多重序列比对与保守位点分析表明,橡胶树白粉菌MAPK信号途径的激酶结构域均高度保守。在橡胶树白粉菌中构建Fus3/Kss1MAPK、Hog1 MAPK、Slt2(Mpk1)MAPK 3条MAPK级联途径,为深入探究植物病原真菌MAPK超家族的功能奠定了基础。

灰葡萄孢致病基因BcKMO与病菌MAPK信号途径的关系

为明确灰葡萄孢致病基因BcKMO与病菌MAPK信号途径之间的关系,利用MAPK信号途径特异性的抑制剂U0126处理灰葡萄孢野生型菌株BC22、BcKMO基因的T-DNA插入突变体BCG183和回复突变体BCG183/BcKMO。结果发现,突变体BCG183对抑制剂U0126不敏感,受抑制的程度显著低于野生型和回复突变体。对BcKMO基因与MAPK信号途径关键基因bmp1和bmp3的表达规律进行分析,结果发现,BcKMO与bmp3均是在7 d的菌丝和菌核中表达水平较高,BcKMO与bmp1、bmp3基因均是在含蔗糖和果糖培养基上培养的病菌中表达水平较高。利用Real-time PCR技术,检测BcKMO基因突变对bmp1、bmp3基因表达的影响以及bmp1、bmp3基因突变对BcKMO基因表达的影响,结果发现,突变体BCG183中bmp1的表达水平均显著高于野生型和回复突变体,bmp3的表达水平显著低于野生型和回复突变体; bmp1的RNAi突变体中BcKMO基因表达水平显著高于野生型,而bmp3基因的RNAi突变体中BcKMO基因表达水平显著低于野生型。结果表明,BcKMO基因负调控bmp1的表达,正调控bmp3的表达;而bmp1负调控BcKMO基因的表达,bmp3正调控BcKMO基因的表达。研究结果可为阐明灰葡萄孢BcKMO基因调控病菌生长、发育和致病力的机制奠定基础。

MAPKs通路在高氧肺损伤发病机制中的作用

目的:观察丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen activated protein kinases,MAPKs)信号通路细胞外信号调节激酶(Extracellular signal-regulated kinase,ERK)、C-jun氨其未端激酶(C-Jun N-terminal kinase,JNK)、p38MAPKs在高氧肺损伤肺组织的分布以及表达,应用信号途径抑制剂,研究MAPKs信号在高氧诱导肺损伤发生发展中的作用。方法:幼年Wistar大鼠随机分为如下各组(n=6):空气对照组(A)、高氧暴露3、7、14 d组(O3、O7、O14组)、高氧7 d+ERK抑制剂PD98059(O7+PD)组、高氧7 d+p38抑制剂SB203580(O7+SB)组、高氧7 d+JNK抑制剂SP600125(O7+SP)组及相应空气+抑制剂组。其中,PD98059 0.3 mg/kg及SB2035800.2 mg/kg由大鼠尾静脉注入,SP600125 15 mg/kg经腹腔注射。光镜下观察肺组织形态学改变并进行肺损伤病理评分;测定肺湿/干重比(Wet/drgratio,W/D)、肺泡灌洗液(Bronchoalvedar lavage fluid,BALF)蛋白含量及肺通透系数;免疫组化检测磷酸化MAPKs在肺组织的分布,Western blot检测MAPKs蛋白含量变化。结果:与空气暴露组比较,高氧暴露各组肺组织可见不同程度损伤,O7及O14组肺W/D、BALF蛋白含量、肺通透系数明显增加(P<0.05);而抑制剂组中O7+SB、O7+SP组肺泡结构较O7组有明显改善,肺损伤病理学评分降低,同时W/D、总蛋白、肺通透系数较也明显下降(P<0.05);MAPKs阳性细胞在高氧组表达明显增多,分布广泛;各相应抑制剂组中其阳性细胞显著减少;Western blot结果显示,高氧组ERK、p38、JNK蛋白含量明显高于空气组,在高氧各组中以O7组ERK及O14组p38、JNK表达最强,各信号通路抑制剂均能有效抑制相应MAPKs蛋白的表达。结论:高浓度氧可激活肺组织ERK、p38、JNK信号途径;p38及JNK可能促进了高氧肺损伤的发生发展。

糖尿病仓鼠视网膜p38MAPK和TGFβ_2的表达

目的探讨p38MAPK、TGFβ2在糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)发生发展中的作用及其机制。方法用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导仓鼠糖尿病(DM)模型,提取视网膜中总RNA,半定量RT-PCR观察视网膜中p38MAPK、TGFβ2 mRNA表达情况,Western blotting检测DM仓鼠p38MAPK、TGFβ2蛋白情况。结果DM仓鼠视网膜中p38MAPK、TGFβ2 mRNA表达呈显著升高,蛋白表达增多。结论p38MAPK信号途径参与DR的发病机,制阻断p38MAPK的活性可能有助于阻断DR的发生和发展。

拟南芥MAPK磷酸酶在胁迫反应中的新功能

可逆磷酸化是控制蛋白质活性的关键机制,在促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号级联途径中,MAPK的磷酸化与去磷酸化之间的平衡决定了其活性,从而决定了胞内反应的进行,MAPK的磷酸酶MKPs是其重要的负调控因子,主要介绍了拟南芥MAPK磷酸酶MKP2、PP2C、IBR5在臭氧胁迫、脱落酸和生长素信号途径中的作用。

15-羟基二十碳四烯酸收缩慢性缺氧动脉环信号转导通路的部位:内皮细胞还是平滑肌

目的:观察15-羟基二十碳四烯酸(15-HETE)致慢性缺氧性大鼠肺动脉收缩的信号转导途径,阐明15-羟基二十碳四烯酸引起慢性缺氧性肺动脉收缩作用的可能机制。方法:实验于2006-03/2006-09在哈尔滨医科大学药学院进行。①实验材料:健康成年雄性Wistar大鼠,体质量220～240g,清洁级,由哈尔滨医科大学附属第二医院实验动物中心提供。②实验方法:取18只成年雄性Wistar大鼠连续缺氧9d(O2体积分数为0.12)制作大鼠缺氧模型,通过氧气监测控制器控制箱内氧气体积分数为0.12,9d后即成为缺氧大鼠模型。16只正常大鼠吸入正常空气(O2体积分数为0.21)作为对照。将大鼠麻醉后分离直径1.5mm肺内动脉,剪成2mm长动脉环置于组织浴槽中,记录血管张力变化。③实验评估:观察15-羟基二十碳四烯酸对缺氧模型组、正常组大鼠血管收缩作用,在此基础上,除去血管内皮细胞和使用丝裂素活化蛋白激酶的激酶抑制剂PD98059,明确血管内皮细胞和丝裂素活化蛋白激酶的激酶系统在15-羟基二十碳四烯酸收缩肺动脉中的作用。结果:34只大鼠均进入结果分析。①15-羟基二十碳四烯酸对正常组、缺氧模型组大鼠血管环均有收缩作用,呈浓度-效应正相关,但缺氧组收缩明显,与正常组比较,差异显著(P<0.01)。②丝裂素活化蛋白激酶的激酶抑制剂PD98059可明显阻断15-羟基二十碳四烯酸对缺氧大鼠肺动脉的收缩作用(P<0.05)。③去掉内皮的缺氧大鼠肺动脉,PD98059仍明显阻断15-羟基二十碳四烯酸的收缩作用(P<0.05)。结论:15-羟基二十碳四烯酸通过激活肺动脉平滑肌丝裂素活化蛋白激酶的激酶信号转导途径收缩慢性缺氧性大鼠肺动脉,作用部位主要位于血管平滑肌。

G_β类似蛋白─WDR26对细胞增殖的影响

WD40重复序列蛋白是一类结构保守、功能复杂的蛋白.关于此类蛋白和细胞内信号传导途径的研究显示,该家族成员很可能通过调控胞内信号转导而影响细胞基本生命活动.在此前的研究中,我们报道了一个新基因WD40repeatprotein26的克隆.其初步研究结果显示WDR26蛋白与MAPK信号途径的负调控相关.在最近的研究中,我们构建了稳定转染pCMV-WDR26表达载体的HeLa细胞系,结果显示WDR26蛋白在HeLa细胞系中的过度表达,能够促进细胞分裂,加快细胞的倍增速度.因此,WDR26很可能具有通过MAPK信号途径调节细胞增殖的功能.

睾酮诱导人脐带静脉内皮细胞ERK1/2磷酸化的研究

目的:观察生理浓度睾酮(3×10-8mol/L)对人脐带静脉内皮细胞(HUVEC)细胞外信号调节激酶ERK1/2磷酸化水平的影响。方法:将体外培养的HUVEC分为5个时间段睾酮组(睾酮作用后0、5、15、30、60min)和雄激素受体拮抗剂氟他胺预处理组,Western印迹测定睾酮作用于HUVEC后ERK1/2的活化程度。结果:睾酮可激活HUVEC ERK1/2,30min后达到高峰,而雄激素受体拮抗剂氟他胺可抑制睾酮对ERK1/2的激活。结论:生理浓度睾酮可通过雄激素受体促进细胞外信号调节激酶ERK1/2磷酸化,且在作用30min后达到最大效应。

LOX-1在D-葡萄糖诱导人肾小球系膜细胞表达TGF-β1中的作用

目的探讨血凝素样氧化低密度脂蛋白受体1(LOX-1)在D-葡萄糖诱导人肾小球系膜细胞表达转化生长因子β1(TGF-β1)中的作用。方法在体外培养人肾小球系膜细胞,在不同时间加入不同浓度的D-葡萄及LOX-1特异性阻滞剂JTX92,用半定量RT-PCR法检测LOX-1和TGF-β1基因表达的相对含量,用Western blot法检测p38 MAPK蛋白质的相对含量,用酶联免疫吸附法(ELISA)检测细胞培养液中TGF-β1浓度。结果D-葡萄糖以时间和浓度依赖的方式增加细胞内LOX-1和TGF-β1 mRNA表达和培养液中TGF-β1浓度,同时也以时间和浓度依赖的方式增加p38 MAPK的表达,JTX92可以明显抑制LOX-1、TGF-β1和p38 MAPK的表达。结论高浓度D-葡萄糖可能通过上调LOX-1的表达,激活细胞内的p38 MAPK信号传递途径,促使人肾小球系膜细胞合成并分泌大量TGF-β1,参与糖尿病肾病的发生发展。

自制肝保护液对梗阻性黄疸大鼠门静脉阻断所致肝细胞损伤的保护作用

目的探讨自制肝保护液对梗阻性黄疸大鼠门静脉阻断所致肝细胞损伤的作用及对肝细胞MAPKs信号途径的影响。方法 72只Wistar系大鼠完全随机分为4组:A组:胆道再通、门静脉周围游离、切除肝尾状叶,90 min后关腹腔;B组:胆道再通、肝尾状叶分流门静脉、余肝门静脉血流阻断90 min、恢复正常门静脉血流、切除肝尾状叶,关腹;C组:B组+门静脉肝侧灌注4℃乳酸林格氏液;D组:B组+门静脉肝侧灌注4℃自制肝保护液(home-made liver solution,HMLS)。术后0、6、24 h获取各组大鼠组织标本。采用RT-PCR和Western blot分别测定肝组织A20 mRNA和蛋白表达,测定肝组织中p-JNK、p-ERK、p-p38、Bcl-2、Bax和Caspase-3的蛋白表达情况,TUNEL法检测肝细胞凋亡指数。结果 D组大鼠A20 mRNA和蛋白表达均明显增加(P<0.05),p-JNK、Bax、Caspase-3蛋白表达明显下降(P<0.05),而p-ERK、Bcl-2蛋白表达明显增加(P<0.05)。C、D组大鼠与B组相比肝细胞凋亡率明显下降(P<0.05),其中D组下降更明显。结论自制肝保护液经门静脉在体持续低温灌注肝脏,可以促进A20 mRNA及其蛋白的高表达,由此激活ERK信号转导通路,抑制JNK信号转导通路,反向调节线粒体途径Bcl-2/Bax蛋白平衡的逆转,降低了其下游的凋亡执行蛋白Caspase-3,从而起到抗凋亡、保护肝细胞的作用。

APN/CD13对乌苯美司增强全反式维甲酸诱导急性早幼粒白血病细胞株NB4细胞分化的影响

本研究探讨细胞表面APN/CD13在乌苯美司(bestatin)增强全反式维甲酸(ATRA)诱导急性早幼粒细胞白血病(APL)细胞株NB4细胞分化过程中的作用。采用四氮唑蓝还原实验检测细胞分化;Western blot检测细胞P38MAPK及p-P38MAPK蛋白表达。结果显示:APN/CD13中和抗体WM-15能够完全阻断乌苯美司对ATRA诱导分化作用的增强效应。WM-15能够部分阻断乌苯美司抑制NB4细胞P38 MAPK磷酸化的作用。100μg/ml乌苯美司呈时间依赖性抑制APL细胞株NB4细胞及MR2细胞的P38MAPK磷酸化水平,100μg/ml乌苯美司对CD13表达低下的K562细胞的P38 MAPK磷酸化水平无明显影响。100μg/ml乌苯美司不能恢复MR2细胞及难治复发患者原代APL细胞对ATRA的敏感性。结论:氨肽酶N/CD13抑制剂乌苯美司可能通过细胞表面APN/CD13分子的介导抑制NB4细胞P38 MAPK的磷酸化,从而增强ATRA诱导NB4细胞分化的作用。

多枝柽柳叶片响应NaCl胁迫的转录组分析

在转录组层面解析盐生植物多枝柽柳响应盐胁迫的分子机制,为进一步挖掘耐盐关键基因提供参考。用200 mmol/L NaCl处理多枝柽柳0 h、48 h、168 h后,采集叶片进行转录组测序,分析差异表达基因(DEGs)并进行qRT-PCR验证。转录组测序原始数据拼接出Unigenes 105702个,同时在KEGG、KOG、NR和SwissProt 4大功能数据库中检索到注释的Unigenes为27670个。NaCl胁迫处理48 h后,多枝柽柳叶片中6374个基因的表达水平上调,5380个基因的表达水平下调;NaCl胁迫处理168 h后,叶片中有3837个基因的表达水平上调,7808个基因的表达水平下调。根据注释到KEGG通路中的DEGs,筛选获得8个表达差异极其显著的DEGs,主要编码WRKY和bZIP家族转录因子。此外,由KEGG通路分析可知,MAPK信号转导途径可能参与多枝柽柳生长发育及其对NaCl胁迫的应答反应。本研究通过测定和解析在高盐胁迫下多枝柽柳叶片转录组信息,揭示了盐胁迫激活MAPK信号转导途径以及WRKY、MYB和bZIP等转录因子参与耐盐调控过程,为进一步研究多枝柽柳耐盐分子机制奠定了基础。

小菜蛾MAP4K4基因上游5′-侧翼序列克隆与结构分析

本实验室前期研究表明,小菜蛾通过有丝分裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号途径上游转录激活的关键基因MAP4K4反式调控多个中肠受体基因的表达,从而介导其对苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)产生的Cry1Ac杀虫蛋白的高抗性。为进一步明确MAP4K4基因转录激活而过量表达的顺式调控机制,本文利用小菜蛾基因组数据库中MAP4K4基因序列信息,首先克隆了Bt Cry1Ac敏感小菜蛾种群MAP4K4基因上游5′-侧翼序列,得到了两种不同形式的5′-侧翼序列:MAP4K4-1和MAP4K4-2。随后,预测分析了其中的潜在功能顺式作用元件,同时发现其中核苷酸的转换会导致顺式作用元件的改变。本研究初步揭示了小菜蛾MAP4K4基因的5′-侧翼序列的遗传多样性,为后续明确MAP4K4的顺式调控机制奠定了基础。

CWI和HOG信号通路基因在斑玉蕈不同发育阶段的表达模式

为了更清楚地了解MAPK信号通路中的细胞壁完整性信号通路(cell wall integrity,CWI)和高渗透压甘油(high-osmolarity glycerol pathway,HOG)信号通路对斑玉蕈菌丝成熟、原基形成和子实体发育过程的影响及调节作用,对MAPK信号通路中的CWI和HOG信号通路基因在斑玉蕈不同菌丝培养时间(40、60、80和100d)和不同生长发育关键时期(24h、菌丝恢复期、菌丝转色期、原基期和子实体期)的表达模式进行分析,以期揭示这两条信号通路基因参与调节斑玉蕈菌丝的生长、子实体的形成和发育的作用。在斑玉蕈的CWI和HOG信号通路中经分析鉴定一共获得了15个关键基因。CWI信号通路基因表达分析表明:在菌丝培养的40-100d的过程中,大部分CWI信号通路基因在第60天时表达量最高,其中rho1、ssk1、ssk2和ste20的基因表达量上调了2-5倍,在第80-100天时出现持续下降。在HOG信号通路中的大部分基因也在菌丝培养的第60天表达量达到最高。其中sho1、ste20、ssk1和ssk2基因的表达量上调最为显著,而hog1基因的表达量在菌丝培养的第40-100天呈持续下降。子实体形成过程中两条通路的大部分基因在原基形成时期表达量最高,而在子实体时期表达量下调。其中HOG信号通路中的ssk2基因表达量上调最为显著。以上结果说明在菌丝生长过程中第60天时菌丝细胞生长增殖最为旺盛,而在第80天开始菌丝细胞基本开始停止生长,菌丝也逐渐达到成熟。同时在菌丝增殖生长过程中,斑玉蕈持续地上调CWI信号通路基因的表达来调控菌丝细胞壁的完整性,从而控制菌丝细胞壁的形成。其中bck1、mkk1和slt2基因可能对斑玉蕈菌丝细胞的分裂增殖和细胞壁的形成以及诱导子实体形成起到关键作用。

气孔发育及其调控

气孔是植物与外界环境进行气体交换的重要通道,对其密度与分布的调控影响着植物的生存与生长。最近的研究工作已经鉴定了一系列参与气孔发育调控的转录因子和信号肽,并对其调控机制有了初步的了解。本文综述了最近几年有关气孔发育方面的研究进展,总结了参与气孔发育的相关因子,并对进一步研究需要解决的问题进行了简要的探讨。

Spred的结构及生物学特性

Spred家族是一组Sprouty相关的酪氨酸激酶结合蛋白,它对多种生长因子诱导的Ras-ERK信号途径有负调控作用。Spred家族各成员在染色体上定位和体内表达均不相同,但都具有保守的结构域:C端Sprouty相关结合域(SPR)、中央c-Kit结合域(KBD)和N端Enabled/VASP同源结构域(EVH-1)。Spred调节细胞发育、运动以及增殖等生命活动,参与肿瘤的转移、造血调控、过敏反应以及骨的形成等病理生理学过程。本文主要综述Spred家族的结构及功能特点以及对细胞增殖信号途径的调节作用。