SMAD4/DPC4基因与TGF-β超家族信号传导

SMAD4基因是一个肿瘤抑制基因。本文介绍了SMAD4基因和SMADs家族在TGF-β超家族信号传导中的作用,并讨论了其抑制肿瘤的机制及其与肿瘤发生与发展的关系。

TGF-β超家族信号传导机制研究进展

TGF-β超家族由一大类具有共同生物学特性的细胞因子所组成,在生长控制、物质代谢等方面均有极其重要的作用。它们与Ⅱ型受体和Ⅰ型受体形成异三聚体复合物后激活Ⅰ型受体,然后通过被称为SMAD蛋白的信号蛋白,将信号从细胞浆转导到细胞核中。

Smad在TGF-β超家族信号通路中的调控作用

TGF家族蛋白在哺乳动物的器官发育及形成中起着重要作用 ,它们经过膜受体的介导将信号传入细胞内 ,其下游最主要的调控蛋白Smad在胞内通过不同的调节各种基因的表达 ,这些模式主要有R Smad Smad 4复合物直接与DNA结合 ,Smad蛋白与其他DNA结合因子 ,Smad蛋白与非DNA结合因子间的相互作用。Smad在BMPs对成骨细胞的分化调节过程中与Ras MAPK AP 1通路关联 。

TGF-β家族信号的细胞内传导蛋白:SMAD蛋白家族

SMADs是新近发现的参与TGF β超家族的信号在细胞内传导的一族蛋白 ,包括 8个成员 ,分别称SMAD1～ 8。SMAD1、2、3、5和 8属于一类 ,它们被TGF β的受体或BMP的受体激活而磷酸化 ,称为受体调节SMAD ,传导TGF β或BMP的信号。SMAD6和 7属于另一类 ,它们抑制受体调节SMAD的信号传导。SMAD4是第三类 ,它是受体调节SMAD传导信号的伴侣。受体调节SMAD传导信号必须先与SMAD4结合形成异源复合物 ,才能进到核中 。

Smad蛋白家族与TGF-β信号传导

Smad蛋白家族直接参与TGF -β超家族成员的信号传导 ,是TGF -β超家族成员参与生命活动的重要介质。Smad是TGF -β在细胞内信号转导的始动因子 ,在研究TGF -β超家族成员对细胞增殖分化等多方面的调节机制中 ,探明Smad蛋白质群的作用具有重要意义。

Smads分子在TGF-β超家族信号转导中的作用

TGF β超家族调节着各种细胞的生长和分化。Smads蛋白是脊椎动物TGF β超家族细胞内信号转导和调节分子 ,Smads蛋白的结构和功能特点决定了该家族信号转导的特异性。R Smads位于细胞浆内 ,被Ⅰ受体激酶磷酸化后与Co Smad形成异聚体 ,转移到核内 ,调节靶基因的转录 ,而Anti Smad能拮抗R Smads和Co Smad的信号转导。Smads基因的变异。

肾消通络方对糖尿病肾病大鼠肾脏TGF-β1/Smad信号传导通路的影响

目的:探讨肾消通络方对糖尿病肾病大鼠TGF-β1/Smad信号传导通路的影响。方法:将实验动物分为正常组、模型组、厄贝沙坦组及中药组4组,免疫组化法测定肾组织TGF-β1蛋白表达,RT-PCR法测定TGF-β1mRNA表达,Western blot法测定Smad2/3及Smad7的表达。结果:中药组和厄贝沙坦组TGF-β1蛋白的表达水平较模型组有所降低,TGF-β1 mRNA水平明显低于模型组,Smad2/3水平明显低于模型组,Smad7水平明显高于模型组。结论:肾消通络方可抑制TGF-β1mRNA及其蛋白的表达,同时抑制Smad2/3表达而提高Smad7的表达。

青光安缓释剂对抗青光眼术后滤过道瘢痕化TGF-β/Smad信号传导通路相关mRNA的影响

目的:观察青光安缓释剂对抗青光眼术后滤过道瘢痕化过程中TGF-β/Smad信号传导通路相关mRNA的影响,探讨青光安缓释剂对滤过道瘢痕化的效果及作用机制,并判断其安全性。方法:通过高通量中药筛选体系提取4种青光安有效组份,并制成缓释药膜。将48只实验用兔分为8组,每组6只。分别为:A:空白组;B:模型组;C:MMC对照组;D:有效组份1组;E:有效组份2组;F:有效组份3组;G:有效组份4组;H:安慰剂组。除A组外,其余各组兔眼行常规小梁切除+虹膜根部切除术;C组在术中联合应用MMC;D、E、F、G 4组分别在结膜下植入相对应的青光安缓释药膜;H组植入安慰剂膜片。术后各组进行眼部常规检查。用药4周后处死实验用兔,取术眼滤过道巩膜组织,进行HE染和Real-time PCR法检测,并进行统计学分析。结果:(1)术后C、E两组眼压回升缓慢,第4周时两组眼压低于其他各组(P<0.05)。(2)C、E组术后都能维持有效滤过泡,B组滤过泡在术后两周内基本都变为无功能滤过泡或消失,D、F、G、H组在术后第4周都有少量功能性滤过泡存在。(3)HE染色见C、E两组滤过道轮廓清晰,纤维细胞及炎症细胞少,其他各手术组滤过道轮廓消失,被大量纤维细胞和炎症细胞填充。(4)C组Smad3、Smad4的mRNA表达值明显低于其他各组(P<0.01);C组和E组CollagenⅠ的mRNA表达值明显低于其他各组(P<0.01)。结论:青光安有效组份2可能与TGF-β竞争性结合TGF-β受体,或者可能通过影响炎症因子的生成减少TGF-β的产生,使TGF-β/Smad细胞信号传导通路的信号传导减弱,抑制滤过道瘢痕形成。且通过局部给药其不良反应小,安全性优于MMC。

Smad蛋白与TGF-β超家族

转化生长因子 β超家族成员广泛存在于从昆虫到哺乳类等物种中 ,具有广泛的生物学活性。Smad蛋白家族是近年来发现的新的细胞内信号传导蛋白 ,在TGF β超家族成员的信号传导中具有重要的作用。本文综述了TGF β和BMP的分子结构及其受体 ,Smad蛋白家族的分类和结构 ,以及Smad蛋白在TGF β超家族信号传导中的作用及其复杂的调节机制。

比较不同方法肝脏靶向性导入抗TGF-β_1 siRNA对肝细胞TGF-β/Smad信号传导通路的影响

目的比较抗TGF-β1 siRNA靶向性进入肝细胞的4种转染方式在抗肝损伤与纤维化及对TGF-β/Smad信号传导通路影响中的效果差异,并探讨各自的优劣。方法已启动肝组织中的TGF-β/Smad信号传导通路的50只模型鼠,随机分为模型对照组、尾静脉直接注射组、脂质体包裹组、流体动力学法组和肝动脉插管组,每组10只;将构建的TGF-β1 siRNA质粒分别通过尾静脉直接注射、脂质体包裹、流体动力学法、肝动脉插管等方式导入肝脏靶细胞;分别检测血清指标ALT、AST、HA;取肝组织,HE染色病理检测;RT-PCR技术检测Ⅰ、Ⅲ型胶原、TGF-β1和Smad3 mRNA表达;免疫组化技术检测Ⅰ、Ⅲ型胶原、TGF-β和Smad3蛋白表达。结果抗TGF-β1siRNA质粒经过以上4种导入方法转染入靶细胞,均能有效地阻断大鼠肝组织中的TGF-β/Smad信号传导通路的传导(P<0.05);4种导入方法比较,肝动脉插管组与脂质体包裹组效果相当(P>0.05),优于尾静脉直接注射组及流体动力学法组(P<0.05),尾静脉直接注射组效果最差(P<0.05)。结论抗TGF-β1siRNA质粒经肝动脉插管途径转染,是一种安全、高效的外源基因肝脏靶向导入转染方法。

构建启动大鼠肝组织中TGF-β/Smad信号传导通路的急性肝损伤动物模型

目的在传统CCl4急性肝损伤模型的基础上,构建启动大鼠肝组织中的TGF-β/Smad信号传导通路的急性肝损伤动物模型。方法将30只大鼠随机分为3组,每组各10只,分别为模型组,对照组和空白组,模型组大鼠予小动脉夹夹闭肝总动脉15min手术处理,随后分别在第6天和第10天,予25%CCl4花生油溶液6mL/kg体重腹腔注射;对照组则单用两次CCl4,空白组不做任何处理;第二次CCl448h后处死所有动物。结果模型组与对照组及空白组比较:血清指标ALT、AST、HA显著上升(P<0.01);肝组织HE染色病理观测,肝组织出现明显炎症、变性、坏死,纤维组织增生等现象;PT-PCR检测Ⅰ、Ⅲ型胶原、TGF-β1、Smad3mRNA表达显著增强(P<0.01);免疫组化检测Ⅰ、Ⅲ型胶原、TGF-β1、Smad3蛋白的表达增强(P<0.01)。结论成功启动急性肝损伤大鼠肝组织中的TGF-β/Smad信号传导路,该急性肝损伤动物模型兼备肝纤维化活跃,和TGF-β/Smad信号传导通路信号增强特征,在评价早期抗肝纤维化药物及方法时具有耗时少、有效和经济的特点,值得进一步研究。

胚胎发育期TGF-β超家族成员与腭裂发生的关系

从细胞生物学水平研究腭裂形成中各种生长因子的作用,有助于阐述腭裂形成机理,并为预防及治疗提供一些新的思路。TGF-β超家族在腭裂形成的研究中占有重要地位。

基于TGF-β/Smads信号传导通路探讨姜黄素抑制前列腺癌DU-145细胞增殖的机理

目的:基于TGF-β/Smads信号传导通路,观察中药提取物姜黄素对人雄激素非依赖性前列腺癌DU-145细胞的影响,从而探讨姜黄素抑制DU-145细胞增值的机理。方法:分别用12.5、6.25以及3.125μmol/L姜黄素作用DU-145细胞48 h后,光镜观察细胞形态变化,以MTT法检测DU-145细胞生长情况,以RT-PCR法检测TGF-β,Smad2,Smad4和Smad7基因表达情况。结果:姜黄素能显著抑制DU-145细胞生长,呈一定的量效关系;RT-PCR法检测DU-145细胞TGF-β,Smad2和Smad4基因表达均不同程度增加,而Smad7的基因表达不同程度减少。结论:姜黄素通过对TGF-β及下游蛋白Smad2、Smad4、Smad7的影响,进而调节TGF-β/Smads信号传导通路,这可能是姜黄素促进DU-145细胞凋亡和抑制其生长的重要分子机制。

TGF-β/Smads信号传导通路与肿瘤关系研究进展

转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)是以大分子无活性的蛋白前体形式由正常细胞和转化细胞分泌的,需激活后才能发挥其生物学活性。激活的TGF-β与TβRⅡ结合形成二聚体使TSR Ⅰ磷酸化,随后R-Smad亦被磷酸化并诱导其复合物转至细胞核内。TGF-β对许多类型的细胞发挥广泛的生物学作用,对细胞的生长具有双重作用。但这些细胞因受体表达下降或缺失、Smad突变而致的信号传导异常、激活潜态TGF-β能力的丧失及调控TGF-β转录传导的功能性基因丢失而失去对TGF-β的反应性,从而导致肿瘤的发生。同时,TGF-β在G1期发挥它调节细胞周期的作用。

强脉冲光对皮肤成纤维细胞TGF-β/Smads信号传导通路表达的影响

目的:探讨强脉冲光对皮肤成纤维细胞TGF-β/Smads信号传导通路表达的影响。方法:将原代培养人正常皮肤成纤维细胞分为2组,即强脉冲光(IPL)照射组和未用IPL照射的对照组。采用Western blot和RT-PCR法分别检测2组细胞的TGFβ受体Ⅱ、Smad4、Smad7蛋白和mRNA水平,并比较两组的差异性。结果:IPL照射后皮肤成纤维细胞的TGFβ受体Ⅱ、Smad4蛋白和mRNA表达水平均升高,Smad7蛋白和mRNA表达水平降低,与对照组比较差异均有统计学意义(P值均<0.05)。结论:IPL照射人皮肤成纤维细胞后,TGF-β/Smads信号传导通路活性增强,其在IPL非剥脱性嫩肤机制中占有重要地位。

用艾灸疗法调控TGF-β/Smad信号传导通路在逆转慢性萎缩性胃炎癌前病变中的效果

目的:研究应用艾灸疗法调控TGF-β/Smad信号传导通路在逆转慢性萎缩性胃炎癌前病变方面的效果。方法:选择纯系合格Wistar大鼠120只,将其随机分为正常组、模型组、艾灸胃经穴组、对照点组、艾灸胃经穴+LY2109761组和对照点+LY2109761组,每组各20只大鼠。对各组大鼠均进行相应的处理,然后比较其胃黏膜组织表皮生长因子(EGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、Smad3的水平、胃黏膜细胞P53、B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)、核仁组成区相关蛋白(Ag-NORs)、增殖细胞核抗原(PCNA)的水平。结果:与模型组大鼠、艾灸胃经穴组大鼠、对照点组大鼠、对照点+LY2109761组大鼠相比,艾灸胃经穴+LY2109761组大鼠胃黏膜组织EGF、TGF-β的水平、胃黏膜细胞P53、Bcl-2、Ag-NORs、PCNA的水平均较低,其胃黏膜组织Smad3的水平较高,P<0.05。结论:应用艾灸疗法调控干预TGF-β/Smad信号传导通路,可抑制胃癌的发生与发展。