Rho小G蛋白介导细胞周期调控

Rho小G蛋白作为一个信号分子家族具有多样化的功能,可以调节细胞骨架重排、细胞迁移、细胞极性、基因表达、细胞周期调控等.Rho小G蛋白家族对细胞周期调控的研究主要集中在其对于有丝分裂期细胞的调节作用,包括调节有丝分裂期前期细胞趋圆化、后期染色体排列及收缩环的收缩作用.近期的研究显示,Rho小G蛋白及其效应分子对于细胞周期G1、S、G2期的调控主要是通过影响细胞周期的正调控因子细胞周期蛋白D1(cyclin D1)和负调控因子细胞周期蛋白依赖型激酶相互作用蛋白1及细胞周期蛋白依赖型激酶抑制蛋白27(p21cip1/p27kip1)进行的.本文总结了Rho小G蛋白及其效应分子在细胞周期调控,尤其是对G1/S期调控的研究进展,并简要阐述了Rho小G蛋白介导的细胞周期调控异常与癌症发生的关系.

小G蛋白Rho家族与药物成瘾突触重塑

神经元突触重塑是神经系统结构与功能的适应性改变的能力,分为结构性突触重塑和功能性突触重塑,在脑功能生理状态和病理状态中起着重要作用。神经精神疾病的核心致病机制之一就是神经元突触重塑。小G蛋白Rho家族对神经元突触重塑具有重要的调控作用,其中Rac1、Cdc42和RhoA最为人熟知。本文总结了小G蛋白Rho家族在药物成瘾中对突触重塑的调控作用,以期加深对药物成瘾分子机制的理解。

Rho小G蛋白信号通路在癌细胞生物学中的多样功能

癌症的产生是由于细胞正常行为的多个方面发生改变,例如基因突变的积累、失去控制的细胞增殖、细胞的异常迁移和侵染、染色体的不稳定性等。Rho小G蛋白相关信号通路涉及癌症发展进程的多个方面,例如细胞周期进程、细胞极性的调控、细胞骨架重排、细胞与细胞或细胞与基质相互作用调控的细胞迁移和侵染等。该文总结了近年来Rho小G蛋白在癌症的发生发展过程中相关作用的研究进展,重点阐述其家族成员在癌细胞的增殖、存活、侵染、转移等过程中的作用,并对以Rho小G蛋白信号通路作为癌症治疗靶点的研究进展进行概括总结。

Rho小G蛋白相关激酶的结构与功能

Rho小G蛋白家族是Ras超家族成员之一,人类Rho小G蛋白包括20个成员,研究最清楚的有RhoA、Rac1和Cdc42。Rho小G蛋白参与了诸如细胞骨架调节、细胞移动、细胞增殖、细胞周期调控等重要的生物学过程。在这些生物学过程的调节中,Rho小G蛋白的下游效应蛋白质如蛋白激酶(p21-activated kinase,PAK)、ROCK(Rho-kinase)、PKN(protein kinase novel)和MRCK(myotonin-related Cdc42-binding kinase)发挥了不可或缺的作用。迄今研究发现,PAK可调节细胞骨架动力学和细胞运动,另外,PAK通过MAPK(mitogen-activated protein kinases)参与转录、细胞凋亡和幸存通路及细胞周期进程;ROCK与肌动蛋白应力纤维介导黏附复合物的形成及与细胞周期进程的调节有关;哺乳动物的PKN与RhoA/B/C相互作用介导细胞骨架调节;MRCK与细胞骨架重排、细胞核转动、微管组织中心再定位、细胞移动和癌细胞侵袭等有关。该文简要介绍Rho小G蛋白下游激酶PAK、ROCK、PKN和MRCK的结构及其在细胞骨架调节中的功能,重点总结它们在真核细胞周期调控中的作用,尤其是在癌细胞周期进程中所发挥的作用,为寻找癌症治疗的新靶点提供理论依据。

通过蛋白质组学方法鉴定小G蛋白Rif的相互作用蛋白及初步功能分析(英文)

Rif(Rho in filopodia)作为Rho小G蛋白家族的一员在调节细胞骨架形态方面有多种作用,可以同时介导压力纤维(stress fibers)和丝状伪足(filopodia)结构的形成.为了进一步研究Rif分子的功能,通过蛋白质组学的方法在高表达内源性Rif蛋白的HeLa细胞中寻找其新的相互作用蛋白.通过分析,发现了Rif与输出蛋白5(exportin 5)等几个核质蛋白存在潜在的相互作用.实验证明,Rif与输出蛋白5的相互作用是核苷酸依赖性的,并且这种相互作用可以将细胞质中存在的输出蛋白5转运回细胞核内.这些发现揭示了小G蛋白Rif可能作为核质大分子运输载体的新功能.

辛伐他汀调控RhoA对血管平滑肌细胞增殖与迁移及纤溶活性的影响

目的:探讨不同浓度辛伐他汀调控小G蛋白RhoA及下游激酶ROCK信号对人主动脉血管平滑肌细胞(HAVSMCs)增殖和迁移,以及组织纤溶酶原激活物(t-PA)和纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)表达的影响及作用机制。方法:应用不同浓度Simvastatin(0.1μmol/L、1μmol/L、10μmol/L)处理HAVSMCs,CCK-8法和"划痕实验"分别检查细胞增殖和迁移能力,RT-qPCR检测RhoA mRNA及下游ROCK mRNA表达,应用RT-qPCR和ELISA检测纤溶活性相关t-PA/PAI-1mRNA及蛋白活性变化。结果:辛伐他汀呈浓度依赖性显著抑制HUASMCs的增殖和迁移能力。辛伐他汀能够显著抑制RhoA/ROCK信号途径,诱导PAI-1 mRNA表达下调从而抑制蛋白分泌表达,同时上调t-PA mRNA表达从而增加蛋白分泌表达,以10μmol/L辛伐他汀组处理24 h效果最为显著。结论:辛伐他汀呈浓度时间依赖性抑制RhoA/ROCK信号途径,并且上调t PA以及下调PAI-1基因转录及蛋白表达,从而促进纤溶,抑制细胞增殖和迁移。

超微脑得健对脑缺血大鼠脑内Rho表达的影响

目的探讨超微脑得健对脑缺血大鼠脑内Rho的影响,揭示其可能作用机制。方法采用脑中动脉阻塞法复制大鼠局灶性脑缺血模型,将动物随机分为假手术组、模型组、补阳还五汤组、脑得健原方组、超微脑得健全量组,超微脑得健1/3剂量组。采用RT-PCR法检测大鼠脑组织Rho mRNA表达。结果假手术组脑内有一定水平Rho mRNA表达,模型组Rho mRNA表达至7 d达到高峰。给药3d后各治疗组动物脑组织Rho mRNA含量较同时段模型组比较明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论超微脑得健能抑制脑缺血后Rho表达,可能为其促进脑缺血后神经功能恢复作用机制之一。

稻瘟病菌中蛋白激酶CK2的功能预测分析

通过生物信息学分析,初步掌握了稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)中蛋白激酶CK2三亚基的结构特点,生物进化树分析表明CK2的蛋白序列在进化上的高度保守性;利用酵母同源比对的方法预测分析了稻瘟病菌中潜在的互作底物,揭示了CK2可能参与的生理生化过程,并且重点预测分析了CK2与小G蛋白Rho3之间的互作关系,为进一步揭示稻瘟病菌蛋白激酶CK2的功能及其参与调控的信号通路提供了理论基础。

平滑肌细胞骨架结构及其信号调节途径

平滑肌细胞骨架是一个复杂的动态性网络,是细胞生命活动不可缺少的细胞结构。Rho通过活化其下游靶分子促进应力纤维的形成,其中Rho-associated coiled-coil kinase(ROCK)和Dial在该过程中起关键作用;PKC通过在细胞内不同定位的亚型使细胞骨架蛋白磷酸化,发挥其调节细胞骨架重构的作用。两条信号转导途径通过Src途径相互联系,共同参与细胞骨架动力学的调节。

翻白草含药血清对高糖培养肾小管上皮细胞增殖作用及其对RhoA/ROCK信号通路的影响

目的:探讨翻白草含药血清对高糖培养小鼠肾小管上皮细胞增殖及其对转分化机制的影响。方法:制备各组大鼠含药血清;10%胎牛血清(FBS)-RPMI 1640培养基培养小鼠肾小管上皮细胞,传代培养后按3 000个/孔接种于96孔培养板,分为正常组、高糖组、厄贝沙坦组及翻白草组;加入相对应6%含药血清的高糖RPMI 1640培养基;培养12,24,48,60 h时分别观察各组细胞形态,并应用噻唑蓝(MTT)比色法检测各组吸光度A;高糖培养24 h后应用蛋白免疫印迹法(Western blot)检测各组肾小管上皮细胞小G蛋白(RhoA),Rho蛋白激酶1(ROCK1),α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和钙黏附蛋白-E(Ecadherin)蛋白表达情况。结果:高糖培养后肾小管上皮细胞由扁平不规则的多角形变为长梭形;加入相应含药血清干预后细胞呈扁平不规则的多角形;与正常组比较,12 h时高糖组肾小管上皮细胞呈明显增殖状态(P<0.05),24,48,60 h时增殖显著(P<0.01);与高糖组比较,12 h时翻白草组能抑制肾小管上皮细胞增殖(P<0.05),24,48,60 h时翻白草组抑制肾小管上皮细胞增殖作用显著增强(P<0.01);与厄贝沙坦组比较,48,60 h翻白草组能抑制肾小管上皮细胞增殖(P<0.05);与模型组比较,翻白草组E-cadherin蛋白表达显著增加,RhoA,ROCK1和α-SMA蛋白表达显著减少(P<0.01)。结论:翻白草含药血清可以抑制高糖培养的肾小管上皮细胞增殖、抑制肾小管上皮细胞转分化,可能与RhoA/ROCK信号通路有关。