SMADs基因家族在急性髓系白血病中的功能及预后价值

目的通过利用多个公共数据库探索SMADs基因在急性髓性白血病(AML)中的表达水平及与预后的关系,挖掘AML潜在的预后标志物及治疗靶点。方法本研究使用ONCOMINE、GEPIA、cBioPortal数据库对AML患者中SMADs基因mRNA表达水平、突变情况进行分析。使用Oncolnc数据库分析SMADs基因与AML预后的关系。使用Metascape数据库对SMADs及其共表达基因进行富集分析。结果SMAD1、SMAD2、SMAD4 mRNA表达水平在AML中显著上调,SMAD6表达水平显著下调。SMAD2、SMAD5的低表达以及SMAD3的高表达与AML患者不良预后相关。SMADs基因在大约23.7%的AML样本中发生了改变,包括基因的深度缺失、mRNA的过表达、mRNA的低表达及错译突变。SMADs基因与其共表达基因主要富集在以下途径:GO:0007156(通过质膜黏附分子的嗜同性细胞黏附)、GO:0016339(通过质膜细胞黏附分子的钙依赖性细胞-细胞黏附)、GO:0060395(SMAD蛋白信号转导)、WP530(细胞因子和炎症反应)、GO:1903706(造血调节)。结论SMAD3基因可能为潜在的AML治疗靶点和预后标志物。

TGF-β_1对甲状腺相关性眼病眼外肌成纤维细胞Smads基因表达的影响

目的:测定转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)对甲状腺相关性眼病(thyroid-associated ophthalmopathy,TAO)患者纤维化眼外肌来源的成纤维细胞(orbital fibroblasts,OF)细胞Smad3,Smad4,Smad7基因表达的影响。方法:采用实时荧光定量逆转录聚合酶连反应(real-time quantitative RT-PCR)观察5μg/L TGF-β1刺激OF在不同时间点(0h;15,30min;1,2,4h)表达Smad3 mRNA,Smad4 mRNA,Smad7 mRNA的变化。结果:5μg/L TGF-β1刺激OF 15min后,Smad3 mRNA的表达量已显著增加,为对照组的10.71倍,于1h达顶峰,为对照组的25.07倍(P<0.01),持续近2h,然后呈下降趋势,4h基本恢复正常;5μg/L TGF-β1刺激OF 15min后,Smad4 mRNA的表达量开始增加,为对照组的1.54倍,于1h达顶峰,为对照组的15.99倍(P<0.01),然后呈下降趋势,4h基本恢复正常;5μg/L TGF-β1刺激OF30min后,Smad7 mRNA的表达量明显开始增加,为对照组的3.21倍,持续至4h为对照组的14.66倍(P<0.01)。结论:TGF-β1可活化眼眶成纤维细胞Smads信号通路。在一定的时间范围内,诱导OF表达Smad3 mRNA和Smad4 mRNA呈先增加后下降的趋势,而Smad7 mRNA表达则呈现持续增加的趋势,说明TGF-β1/Smads这一纤维化相关的经典信号转导通路可能在TAO眼外肌纤维化机制中发挥了重要的作用。

Smads基因在脊椎动物发育过程中的功能研究

转化生长因子-β(TGF-β)超家族通过调节细胞的增殖、分化、移行和凋亡而在脊椎动物发育过程中起重要的作用。SMAD家族是一类新发现的TGF-β信号的细胞质内信号转导分子,它们可将TGF-β信号直接从细胞膜转导入细胞核内。通过同源重组在小鼠中定位剔除Smads基因的研究揭示了Smad2、Smad4基因在脊椎动物胚胎发育早期和肿瘤发生、Smad5在胚胎发育和毛细血管形成,并初步阐明了Smad3维持正常免疫系统和骨骼发育的重要功能。

肝纤维化大鼠肝组织Smads基因表达状况及意义

目的:研究CCl4诱导的肝纤维化大鼠肝组织Smad基因表达的变化及其意义.方法:80只健康雄性SD大鼠分为2组:正常组(C组,n=40)和模型组(M组,n=40).以CCl4sc法诱导肝纤维化,HE和VG胶原染色观察肝脏胶原沉积情况,原位杂交法及免疫组化法检测肝组织Smads分子表达水平变化.结果:与C组比较,M组大鼠肝脏组织学积分显著增加(3.29±0.68vs0,P<0.05),平均胶原面积显著增加(290.86±89.37μm2vs56.12±21.45μm2,P<0.01),肝组织Smad4蛋白表达率较C组明显增加(4.27%±0.43%vs2.86%±0.86%,P<0.05),而Smad7蛋白表达虽然增加,但水平低下;Smad3mRNA表达A值明显增加(0.167±0.092vs0.010±0.002,P<0.05),Smad4mRNA表达A值也明显增加(0.241±0.098vs0.021±0.004,P<0.05),Smad6、Smad7mRNA虽然增加,但表达水平仍然低下.结论:实验性大鼠肝纤维化存在肝脏Smads分子表达水平的比例失调,TGF-Smad信号通路可能参与了肝纤维化的形成与发展.

Smads基因对畜禽繁殖性状调控作用的研究进展

繁殖性状是畜禽的重要生产性能之一,直接影响养殖成本与经济效益。与繁殖相关的性状通常受基因调控,其中Smads基因对繁殖性状起着重要的调控作用。Smads基因编码的Smads蛋白是TGF-β超家族中重要的调节因子,也是TGF-β/Smad信号通路中将信号传递至细胞核内的关键信号分子。Smads基因参与调节颗粒细胞的增殖、凋亡等过程,并且调控畜禽卵巢的功能、卵泡的生长发育及激素的合成分泌,从而影响畜禽的繁殖性状。文章介绍了Smads基因的结构和生物学作用,并综述了Smads基因对畜禽繁殖性状调控作用的研究进展,以期为进一步研究Smads基因对繁殖性状的调控机制提供参考。

太白楤木总皂苷对肝纤维化大鼠Smads4基因表达的影响

目的:观察太白楤木总皂苷对肝纤维化大鼠Smads4基因表达的影响。方法:CCl4诱导大鼠肝纤维化,以太白楤木总皂苷水溶液干预性治疗,Masson染色观察肝组织胶原沉积,ELISA法检测大鼠血清TGFβ1水平,原位杂交(in situ hybridization,ISH)和免疫组化(immunohistochemistry,IH)检测大鼠肝组织Smads4表达情况。结果:太白楤木总皂苷干预性治疗使肝纤维化大鼠血清TGFβ1水平明显下降[(51.2±18.6)vs(86.9±22.8)mg/L,P<0.05],肝脏胶原占肝组织面积比例减少;治疗组大鼠肝脏Smads4蛋白表达阳性率降低为(0.024±0.007)[模型组(0.135±0.086),P<0.01],Smads4 mRNA阳性率降低为(0.229±0.019)[模型组(0.723±0.090),P<0.01]。结论:太白楤木总皂苷可显著降低肝纤维化大鼠血清TGFβ1水平,减少肝胶原沉积,抑制肝脏Smads4表达,从而减弱了由TGFβ1介导的肝纤维化信号,可能是其发挥抗肝纤维化作用的分子机制之一。

Smad3基因敲除对5/6肾切除慢性肾脏纤维化小鼠模型的影响

目的观察Smad3基因敲除对5/6肾切除慢性肾纤维化小鼠模型的影响。方法清洁级WT-C57及Smad3-KO(以下简写S3-KO)小鼠各24只,分为假手术野生组(SWT)、假手术Smad3-KO组(SS3-KO)和模型野生组(MWT)、模型Smad3-KO组(MS3-KO)4组,模型组以platt法建立慢性肾脏纤维化模型,造模后4周,检测各组小鼠血中肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)、24h尿蛋白(U-Pro/24h)含量、病理形态学变化;免疫荧光染色法观察肾组织中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA),I型胶原蛋白(CollageI),纤维连接蛋白(FN)的表达面积变化;蛋白免疫印迹法(WB)和实时荧光定量PCR(RT-PCR)法检测各组小鼠肾组织TGF-β1、p-Smad3、α-SMA、CollageI、FN蛋白及mRNA的表达水平;免疫组化法观察肾组织内中性粒细胞阳性表达个数的变化。结果与假手术组比较,MWT组P-smad3蛋白,Smad3mRNA明显增高(P<0.01),MS3-KO组虽有增高,但无显著性差异(P>0.05)。HE染色SWT,SS3-KO组肾小球形态基本正常,天狼星染色肾组织间质无或有少许红色胶原纤维沉积。MWT,MS3-KO组肾小球明显异常,天狼星染色MWT,MS3-KO组间质能够见到明显的胶原纤维,MS3-KO组病理改变总体轻于MWT组。经过图像处理分析可见,胶原纤维面积MS3-KO组面积小于MWT组,组间比较均有显著性差异(P<0.05)。指标方面,SWT与SS3-KO组比较,α-SMA、CollageI、FN免疫荧光面积,Scr、Bun、U-Pro/24h水平,TGF-β1、α-SMA、CollageI、FN蛋白和mRNA相对表达水平,中性粒细胞阳性表达个数均无显著性差异(P>0.05),M组与其S组比较上述指标含量明显增高(P<0.01或P<0.05),而MS3-KO与MWT比较,MWT组上述指标上升更为明显,组间差异有统计学意义(P<0.01或P<0.05)。结论Smad3-KO能够减少模型组小鼠肾组织TGF-β1、α-SMA、FN、CollageI蛋白和mRNA的表达,改善肾功能,减少中性粒细胞的表达,能够减轻模型所致的肾脏纤维化病理损害,对肾脏损害有一定的保护作用。

Smad9基因干扰表达对鹅卵泡颗粒细胞增殖及内分泌的影响

为阐明BMP/Smad信号通路下游的转录因子Smad9对鹅卵泡发育的调控作用,研究采用RNAi技术干扰Smad9基因在鹅卵泡颗粒细胞的表达。通过对SMAD9蛋白表达定位,Smad9基因干扰后颗粒细胞的增殖情况以及卵泡发育相关激素及其受体的表达分析,探讨Smad9基因表达对鹅卵泡颗粒细胞增殖及其内分泌功能的影响。结果显示,SMAD9蛋白在鹅卵泡仅表达于颗粒细胞,Smad9-siRNA显著抑制Smad9的表达。Smad9干扰后颗粒细胞的增殖能力明显降低,细胞上清中雌二醇(E 2)的水平显著下降,孕酮(P 4)水平未见明显变化,细胞色素P450芳香化酶基因(CYP19A1)和促黄体素受体(LHR)基因的表达显著下降,促卵泡素受体(FSHR)基因的表达无显著变化。这些结果表明,干扰Smad9基因表达对鹅卵泡颗粒细胞增殖和内分泌功能均产生显著影响,其机制可能是Smad9基因表达抑制后引起颗粒细胞E 2合成减少和LHR的表达下降有关。

转化生长因子-β_1对人胚肌腱细胞增殖和胶原及内源性Smads基因表达的影响

目的 探讨转化生长因子 (TGF) β1对人胚腱细胞增殖和代谢及其下游信号分子Smad的影响。方法 采用3 H 胸腺嘧啶脱氧核苷和3 H 脯氨酸掺入法观察TGF β1对人胚腱细胞的DNA和胶原合成的影响。采用半定量反转录聚 合酶链反应 (RT PCR)检测TGF β1作用 2 4h肌腱细胞Smad2、3和 7mRNA表达水平的变化。结果 在体积分数为 0 .5 %胎牛血清条件下TGF β1可刺激腱细胞增殖 ,其作用在 0 .5～ 10 .0 μg/L之间呈剂量依赖性增强 ( P <0 .0 5 ) ,饱和剂量 10μg/L增加DNA合成 73%。TGF β1各剂量组对胶原蛋白合成均有促进作用 (P <0 .0 5 ) ,最大效应剂量为 5 μg/L( 10 7% )。TGF β1能显著下调Smad2和Smad3基因的表达水平 ,同时诱导TGF β1信号拮抗因子Smad7的产生。结论 TGF β1能有效促进腱细胞增殖及胶原合成 ,同时能对其细胞内信号分子Smad的表达起自身调控作用。

胰腺上皮内瘤变和胰腺癌中TGF-β/Smads信号通路相关基因的突变分析

目的:探讨TGF-β/Smads信号通路相关基因在胰腺上皮内瘤变和胰腺癌中的变化规律。方法:采用组织芯片、激光显微切割、PCRSSCP和直接测序技术,检测各级别胰腺上皮内瘤变和胰腺癌组织中TGF-β/Smads信号通路相关基因突变。结果:23例胰腺癌中有2例分别存在Smad4基因(DPC4)第8和第11外显子的纯合性缺失;2例PanIN3病灶和5例胰腺癌中分别存在Smad4基因第8外显子、第11外显子,TβRⅡ基因第3外显子和Smad2基因第1外显子的突变。突变类型包括错义突变、移码突变和多聚腺苷酸A的缺失,且基因改变者的免疫组化结果与之完全一致。结论:TGF-β/Smads信号通路中Smad4基因(DPC4)改变在胰腺癌形成和发展过程中起主导作用。

牦牛SMAD1基因第1外显子SNPs检测及与生长性状的关联分析

研究牦牛SMAD1基因第1外显子SNPs与生长性状的关系,寻找与牦牛生长性状相关的分子标记。采用DNA测序和单倍型分型技术,对青海牦牛SMAD1基因进行SNPs检测及其基因分型、连锁不平衡和单倍型分析,并对多态位点的基因型及组合单倍型与牦牛生长性状的关联性进行分析。结果发现,SMAD1在第1外显子上存在5个突变位点,其中,g.35084C>T、g.35111C>T和g.35333G>A均存在2种基因型,g.35171G>A和g.35312C>T均存在3种基因型。连锁不平衡分析发现5个位点间不存在强的连锁不平衡效应,单倍型分析发现存在6种不同的单倍型,其中单倍型Hap3的发生频率最高。关联性分析表明,g.35084C>T位点与胸围显著相关,g.35111C>T位点与体斜长、胸围显著相关,g.35171G>A和g.35312C>T位点与体质量、体高、体斜长和胸围显著相关,g.35333G>A位点与胸围、体高显著相关。通过基因型组合发现,4种组合单倍型均与牦牛生长性状有着显著或极显著相关,且H3H6可能是影响牦牛生长性状的最优组合单倍型。综上所述,牦牛SMAD1基因第1外显子多态性丰富,且与部分生长性状显著关联,可作为牦牛分子标记辅助选择的候选基因。

牦牛SMAD4基因SNPs检测及其与生长性状的关联分析

【目的】研究牦牛SMAD4基因SNPs与生长性状的关系,探寻与牦牛生长性状相关的分子标记。【方法】采用DNA测序和单倍型分型技术,对青海牦牛SMAD4基因进行SNPs检测及其基因分型、连锁不平衡和单倍型分析,并对多态位点的基因型及组合单倍型与牦牛生长性状的关联性进行分析。【结果】牦牛SMAD4基因在内含子区域存在6个突变位点,其中g.393A>G、g.555A>G、g.6525A>G和g.18360C>T均存在3种基因型,g.582A>T和g.6492C>T均存在2种基因型。连锁不平衡分析发现,6个位点间不存在强连锁不平衡效应。单倍型分析发现,在14种不同的单倍型中,单倍型H 1的发生频率最高。关联性分析表明,g.393A>G位点与体斜长、胸围和管围均显著相关(P<0.05),g.555A>G位点与体斜长显著相关(P<0.05),g.582A>T位点与体质量和体高均显著相关(P<0.05),g.6492C>T位点与体高显著相关(P<0.05),g.6525A>G位点与体质量显著相关(P<0.05),g.18360C>T位点与胸围显著相关(P<0.05)。基因型组合发现,单倍型H 1H 14可能是影响牦牛生长性状的最优组合。【结论】牦牛SMAD4基因内含子区域上的6个位点与生长性状显著关联,可作为牦牛分子标记辅助选择的候选基因。

绵羊SMAD 4基因克隆、生物信息学分析及组织表达研究

【目的】克隆绵羊SMAD同源物4(SMAD4)基因并探究其在绵羊中的生物学功能,为研究SMAD 4基因在毛囊生长发育过程中的调控作用提供依据。【方法】以小尾寒羊皮肤组织cDNA为模板,PCR扩增SMAD 4基因CDS区并克隆测序,对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR检测SMAD 4基因在小尾寒羊和新吉细毛羊心脏、肝脏、脾脏、肾脏、皮肤和肌肉中的表达量。【结果】试验成功克隆小尾寒羊SMAD 4基因CDS区,长1662 bp,编码553个氨基酸。系统进化树分析显示,绵羊SMAD 4基因核苷酸序列与山羊和牦牛的亲缘关系最近,与鸡的亲缘关系最远。生物信息学分析发现,SMAD4蛋白为不含信号肽的非跨膜蛋白,存在磷酸化和糖基化位点,属于亲水性蛋白,主要存在于细胞核中;SMAD4蛋白二级结构以无规则卷曲为主,与三级结构预测结果一致;蛋白互作分析显示,SMAD4蛋白与SMAD2、SMAD1、TGFBR1、TGFBR2、SMAD3等蛋白存在相互作用。实时荧光定量PCR结果显示,SMAD 4基因在绵羊中广泛表达;与新吉细毛羊相比,小尾寒羊心脏、脾脏和皮肤中SMAD 4基因表达量均显著上升(P<0.05),而肺脏和肌肉中SMAD 4基因表达量均显著下降(P<0.05)。【结论】试验成功克隆绵羊SMAD 4基因CDS区,该基因在绵羊各组织中均有表达,且在小尾寒羊和新吉细毛羊心脏、脾脏、皮肤、肺脏和肌肉中存在显著差异。试验结果为进一步探究绵羊SMAD 4基因调控毛囊发育提供理论依据。

慢病毒介导沉默Smad2基因对人牙髓干细胞成骨向分化的作用

背景:人牙髓干细胞成骨分化的具体调控机制尚不明确,研究其具体机制对干细胞在组织工程中的应用有重要意义。目的:探究慢病毒介导沉默Smad2基因对人牙髓干细胞成骨分化的影响。方法:将培养的第3代人牙髓干细胞分为空白对照组、阴性对照组、Smad2-shRNA组和Smad2-shRNA+转化生长因子β3组。利用qRT-PCR技术检测成骨相关基因RUNX2、骨钙素、Smad2、Smad3及Smad4的mRNA表达,利用Western blot技术检测RUNX2、骨钙素、Smad2/Smad3、p-Smad2/Smad3及Smad4的蛋白表达,各组细胞培养第7,14天进行茜素红染色。结果与结论:①与阴性对照组及空白对照组比较,Smad2-shRNA组RUNX2、骨钙素、Smad2、Smad3和Smad4的mRNA表达量降低,差异有显著性意义(P<0.05);与Smad2-shRNA组比较,Smad2-shRNA+转化生长因子β3组的骨钙素、Smad2、Smad3及Smad4的mRNA表达量明显增高,差异有显著性意义(P<0.05);②与阴性对照组及空白对照组比较,Smad2-shRNA组RUNX2、骨钙素和Smad2/Smad3的蛋白表达量降低,差异有显著性意义(P<0.05);与Smad2-shRNA组比较,Smad2-shRNA+转化生长因子β3组的RUNX2、骨钙素、Smad2/Smad3和Smad4的蛋白表达量明显增高,差异有显著性意义(P<0.05);③使用常规培养基培养以及使用慢病毒载体转染不能诱导人牙髓干细胞的成骨分化,而转化生长因子β3能够正向调控人牙髓干细胞的成骨向分化;④结果表明,转化生长因子β/Smad2信号转导途径在人牙髓干细胞的成骨分化过程中发挥着重要作用。

SMAD1基因在策勒黑羊卵巢不同生理期差异表达及生物信息学分析

本研究以SMAD1基因为研究对象,对策勒黑羊卵巢黄体期、卵泡期、妊娠期30 d进行荧光定量分析,寻找SMAD1基因表达量的规律,探索策勒黑羊常年发情的分子机制。通过生物信息学方法对策勒黑羊SMAD1基因理化性质进行预测和分析。结果发现:SMAD1基因在妊娠期30 d表达量最高,极显著高于黄体期和卵泡期,其表达量依次为妊娠期30 d>卵泡期>黄体期;绵羊SMAD1基因位于17号染色体,核心启动子在1 912~1 962 bp,没有CpG岛;SMAD1基因编码464个氨基酸,丝氨酸(Ser)所占比例最高为10.6%;不稳定指数为60.55,为不稳定亲水性蛋白;该蛋白定位于细胞核,无跨膜结构区域;主要的二级结构元件是由α-螺旋结构和无规则卷曲组成;进化树分析发现,绵羊和牛蛋白亲缘关系最近,同源性达100%。本研究为策勒黑羊常年发情和高繁殖力的选育提供了理论基础。

抑癌基因Smad4/DPC4在结直肠癌中作用的研究进展

Smad4抑癌基因又称DPC4,位于染色体18q21.1,编码的Smad4/DPC4蛋白是一种转录因子,是转化生长因子β(TGF-β)信号通路的中心介质。Smad4/DPC4基因在结直肠癌(CRC)发生和发展过程中起着重要作用,已经成为研究结直肠癌发生和发展的关键分子之一。文章综述Smad4/DPC4在结直肠癌发生和发展及治疗中的作用,阐明Smad4/DPC4与结直肠癌转移的关系,以期为结直肠癌患者个体化和精准化治疗提供理论依据。

SMAD4基因在藏猪卵巢组织中的表达分析

藏猪是我国青藏高原特有的珍贵品种,但因其繁殖能力低下,使得藏猪产业的发展受到严重阻碍,影响农牧民经济效益。为探究藏猪繁殖性状效应的基因分子机制,本文以藏猪及大约克猪的卵巢组织为研究对象,利用RT-q PCR技术从m RNA层面对调控藏猪繁殖性状的SMAD4基因的表达情况进行分析。结果表明,在卵巢组织中,藏猪SMAD4基因的表达量高于大约克猪,两者间差异极显著(P<0.01),推测SMAD4基因可能是参与调节藏猪繁殖性能的重要功能基因。本研究可为下一步开展SMAD4基因对藏猪繁殖性能的影响提供参考依据。

肝纤维化大鼠星状细胞Smad3、Smad7基因表达差异的研究

通过检测肝纤维化大鼠原代肝星状细胞 (HSC)的 Sm ad3和 Smad7编码基因的表达 ,探讨 HSC活化及转化机制。皮下注射四氯化碳 (CCl4)制备大鼠肝纤维化模型 ,于注射 CCl4后 1、 4、 8周分批分离 HSC并计算 HSC平均得率 ;RT- PCR检测其 Sm ad3、Smad7m RNA的表达变化。结果显示 :1CCl4注射后第 1、 4、 8周大鼠 HSC平均得率分别为 :(3.34± 0 .36 )× 10 7/只、 (4 .2 1± 0 .6 4)× 10 7/只、 (5 .88± 0 .79)× 10 7/只 ,均高于正常大鼠 HSC平均得率(2 .2 3± 0 .19)× 10 7/只 ,组间比较有显著性差异 ,P<0 .0 5。 2与正常对照组相比 ,注射 CCl4后 1、 4、 8周大鼠 HSC中 Sm ad3m RNA表达增加 ,P<0 .0 5。注射 CCl4后 1周 Sm ad7m RNA较正常明显升高 ,P<0 .0 5 ,到第 4周和第 8周表达水平则持续下降 ,P<0 .0 1。提示 Sm ad3和 Smad7在肝纤维化发生、发展中对 HSC的活化及转化起不同的介导作用。