日本七鳃鳗PAK4参与LPS介导的VLRB类淋巴细胞亚群免疫应答反应

p21活化蛋白激酶4(p21-activated protein kinase 4,PAK4)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,参与调控多种信号通路,在高等脊椎动物免疫应答中起重要作用。在低等脊椎动物日本七鳃鳗(Lampetra japonica)中发现一个PAK4同源基因(Lja-PAK4),其开放阅读框长度为2544 bp,编码一个含有848个氨基酸的蛋白质。该分子与高等脊椎动物PAK4序列比对一致性最高,且具有该蛋白家族保守的两个功能结构域。利用通过原核表达、纯化的重组Lja-PAK4蛋白为抗原,成功制备了大鼠抗Lja-PAK4的多克隆抗体。用混合菌刺激七鳃鳗,采用实时荧光定量PCR和免疫印迹方法发现,Lja-PAK4的mRNA和蛋白质在外周血淋巴细胞和髓样小体中均显著性上调表达。采用B细胞丝裂原LPS和T细胞丝裂原PHA分别对七鳃鳗进行刺激后发现,经LPS刺激后Lja-PAK4的mRNA和蛋白质在外周血淋巴细胞和髓样小体中呈现出显著性上调表达,而它们在鳃囊中的表达受到抑制。以上结果说明Lja-PAK4参与了LPS介导的七鳃鳗VLRB+淋巴细胞亚群的免疫应答反应。

Necroptosis——一种新型程序性死亡机制的研究进展

坏死在众多生理和病理进程中都扮演着重要的作用.最近,一种新型的被称为"necroptosis"的细胞坏死程序受到了人们的普遍关注.从形态学上来讲,necroptosis表现出和坏死相同的特征;然而,它却有自己独特的信号通路,这种通路需要受体相互作用蛋白激酶RIP1和RIP3的参与,形成诱导死亡信号复合体,从而促进细胞程序性坏死,但可以被necrostatins特异性地抑制.Necroptosis有助于免疫系统的调节,癌症的治疗以及多种压力下细胞的应答.本篇综述中我们将总结这种特殊的程序性死亡的信号通路、生物学效应和病理学意义.

产气荚膜梭菌ε毒素的细胞毒机制及致病机理的研究进展

产气荚膜梭菌ε毒素(Epsilon toxin,ETX)由B、D型产气荚膜梭菌产生并分泌至宿主动物体内,在临床上主要症状为肠毒血症.ETX属于以七聚体形式存在的β-样成孔毒素,它能够形成由14个β折叠片组成的"β-桶状"结构,这个"β-桶状"结构可以插入真核细胞的质膜形成穿孔.在细胞水平,ETX能够迅速使细胞膜肿胀、多种细胞器破坏,最终导致靶细胞的坏死.在哺乳动物体内,ETX能够使哺乳动物血管产生水肿,从而穿透血脑屏障而聚积在动物肾和脑中,导致机体随着谷氨酸盐的释放而产生过度兴奋,这一系列反应的发生可以引起机体出现脑水肿和肾衰竭,最终导致动物的死亡.目前,ETX备受关注的主要原因不仅仅因为它是一种β-样成孔毒素,而是可以作为潜在的一种工具类药物,经改造后可以携带治疗药物在短时间内靶向性地到达哺乳动物脑和中枢神经系统,继而为脑和中枢神经系统疾病的治疗提供新的方向.结合国内外相关研究,对ETX细胞毒机制及致病机理进行了综和评述.

七鳃鳗p38α和β参与LPS介导的VLRB类淋巴细胞亚群的免疫应答反应

p38MAPK是丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)家族的一个亚类,在高等脊椎动物免疫应答的信号转导过程中扮演着非常重要的角色。在日本七鳃鳗(Lampetra japonica)中发现,p38MAPK以两种异构体的形式存在。通过克隆它们的开放阅读框并进行同源序列比对和系统发育分析,鉴定它们分别为p38α(Lja-mapk14)和p38β(Lja-mapk11)。用混合菌刺激七鳃鳗,利用免疫印迹方法,检测Lja-mapk14在外周血类淋巴细胞、鳃组织和髓样小体中,分别在加强免疫36 h、24 h和24 h后,表达量达到峰值,分别为对照组的2.9、2.1和2.6倍;而Lja-mapk11在以上组织中,都在加强免疫36 h后达到表达量峰值,分别为对照组的2.2、2.5和6.3倍。实时荧光定量PCR检测发现,Lja-mapk14的mRNA表达水平在混合菌加强免疫36 h后,分别在类淋巴细胞、鳃组织和髓样小体中,上调2.3、1.5和3.4倍;而Lja-mapk11的则分别在类淋巴细胞、鳃组织和心肌中,上调1.3、2.6和1.6倍。以上结果在mRNA和蛋白质水平证明,Lja-mapk14和Lja-mapk11均参与七鳃鳗的免疫应答反应。采用B细胞和T细胞丝裂原LPS和PHA分别对七鳃鳗进行刺激,免疫印迹结果显示,Lja-mapk14和Lja-mapk11蛋白质表达量经LPS加强免疫36 h后,在类淋巴细胞、鳃组织和髓样小体中,上调表达1.3~4.1倍;而经PHA加强免疫36 h后,Lja-mapk14和Lja-mapk11在上述组织中表达量均不存在显著变化。以上结果说明,Lja-mapk14和Lja-mapk11可能参与了B细胞丝裂原LPS介导的VLRB类淋巴细胞亚群的免疫应答反应。

七鳃鳗Bam32cDNA分析、抗体制备和免疫表达分析

为探索七鳃鳗(Lampetra japonica)与32 kDB淋巴细胞接头分子(B-cell adaptor molecule of 32 kDa,Bam32)同源的分子Lja-Bam32基因在其免疫应答反应中的作用,利用嵌套PCR方法成功克隆了Lja-Bam32基因开放阅读框的cDNA序列,包含747 bp核苷酸,编码含有249个氨基酸残基的蛋白质。通过多序列比对发现,Lja-Bam32具有该家族两个特征结构域Src同源区2和Pleckstrin同源结构域和两个保守的酪氨酸磷酸化位点。系统发育分析显示,Lja-Bam32与不同物种的Bam32分子位于同一个聚类群,以上结果表明,无颌类七鳃鳗中存在Bam32家族分子。然后通过构建表达载体对Lja-Bam32进行了原核表达,并利用纯化后的重组蛋白成功制备了兔抗Lja-Bam32的多克隆抗体。利用实时荧光定量PCR方法以及免疫印迹方法分别检测了日本七鳃鳗免疫相关组织中Lja-Bam32基因的mRNA及蛋白在混合菌免疫刺激前后的差异表达情况。结果表明,与未免疫组相比,经过混合菌[念珠菌(Candida albicaus)、大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄葡萄珠菌(Staphylococcus cutetvs)]免疫刺激后,Lja-Bam32的mRNA转录表达量在外周血淋巴细胞、鳃囊和髓样小体中显著上调;而该基因的蛋白水平表达量只在淋巴细胞和髓样小体中显著上调,在其他组织中没有明显的变化。由于VLRB+淋巴细胞主要在外周血淋巴细胞和髓样小体组织中分布,推测Lja-Bam32应该与七鳃鳗类B细胞(VLRB+淋巴细胞)的免疫应答反应有关。研究结果为深入研究日本七鳃鳗VLRB+淋巴细胞适应性免疫应答的信号转导分子机制提供了参考。

南北方地区宽体金线蛭繁殖性能研究

为了研究北方地区和南方地区宽体金线蛭的繁殖性能,试验采用生态学方法观察亲蛭和初孵仔蛭形态,测定和统计亲蛭成活率、亲蛭体重下降率、卵茧大小、产卵茧量、卵茧孵化率和卵茧孵出率,比较南北方地区宽体金线蛭繁殖性能差异,分析4种规格北方地区宽体金线蛭亲蛭与繁殖性能的关系。结果表明:繁殖期北方地区和南方地区宽体金线亲蛭均出现生殖环带,北方地区宽体金线蛭腹侧呈褐黄色,而南方地区宽体金线蛭腹侧呈棕黄色;北方地区宽体金线蛭体重[(3.89±1.63)g]极显著小于南方地区宽体金线蛭[(8.12±0.43)g](P<0.01)。繁殖期后北方地区和南方地区宽体金线蛭亲蛭成活率分别为(96.34±4.30)%和(93.33±0.00)%(P>0.05);北方地区宽体金线蛭亲蛭体重下降率[(57.96±3.63)%]显著高于南方地区宽体金线蛭[(49.04±0.89)%](P<0.05)。北方地区宽体金线蛭产卵茧量[(2.00±0.47)枚/尾]略低于南方地区宽体金线蛭[(2.47±0.05)枚/尾](P>0.05),而南方地区宽体金线蛭卵茧重量极显著大于北方地区宽体金线蛭卵茧(P<0.01)。北方地区和南方地区宽体金线蛭的卵茧孵化率分别为(73.90±24.24)%和(59.30±1.37)%,卵茧孵出率分别为(6.84±2.29)尾/枚和(13.06±3.92)尾/枚。初孵北方地区宽体金线蛭和南方地区宽体金线蛭的体色不同,体重差异不显著(P>0.05)。北方地区宽体金线蛭亲蛭体重与成活率、体重下降率、产卵茧量、孵化率和仔蛭体重无相关性(P>0.05),与卵茧的大小和孵出率相关(P<0.05)。说明北方地区和南方地区宽体金线蛭亲蛭繁殖期形态和繁殖性能有一定差异。

淋巴细胞胞质蛋白2在恶性肿瘤发生与发展过程中的免疫调节机制

淋巴细胞胞质蛋白2(lymphocyte cytosolic protein 2,LCP2)是一种衔接蛋白质,在T细胞受体信号通路中扮演重要角色,激活下游信号因子以完成机体的免疫应答过程。LCP2也在恶性肿瘤的发生发展与转移中发挥重要作用,其高表达会导致不良的预后效果,降低患者生存率,其具体作用机制涉及多条信号通路。本文不仅对LCP2的分子结构以及基本功能进行了介绍,而且重点综合评述了LCP2通过参与NF-κB、MAPK、JAK/STAT以及PD-1/PD-L1信号通路调控恶性肿瘤发生与发展的分子机制。总结了LCP2作为肿瘤治疗靶点的潜在作用,为将来用于相关疾病的诊断、治疗和标志物筛选等提供理论基础和参考依据。

TFE3对胆汁淤积分子调控作用的整合生物信息学分析

拟使用生物信息学方法探索TFE3对胆汁淤积疾病的防御调控分子机制,为以TFE3为新靶点,开发防治胆汁淤积性疾病的药物提供理论依据.首先对胆道闭锁GEO数据库(GSE46960)进行加权基因共表达网络(WGCNA)分析,筛选出与疾病呈负相关的模块.该模块中的基因再与胆汁淤积GEO数据库(GSE152494、GSE169072)差异表达基因以及TFE3下游靶基因共同取交集,获得TFE3可能调节的对于胆汁淤积性疾病具有抑制作用的候选基因.最后利用JASPAR数据库分析TFE3与候选基因启动子CLEAR(coordinated lysosomal expression and regulation)序列结合的可能性.通过WGCNA分析共获得7个与疾病显著相关的模块,其中,4个模块与疾病呈显著负相关.这4个模块里的基因经与胆汁淤积数据库差异表达基因、GTRD预测的TFE3靶基因共同取交集,获得14个受TFE3调控的候选靶基因.JASPAR数据库分析TFE3与C4BPB、C9、DHODH、HAO2、HMGCS1和SC5D启动子上具有结合位点.该研究首次从生物信息学角度全面解析了TFE3对胆汁淤积性疾病保护作用的调节机理,推测TFE3可能通过调节这6个靶基因对胆汁淤积疾病起到防御保护作用.

细胞程序性死亡因子家族分子在细胞凋亡中的调控作用

细胞程序性死亡因子(programmed cell death,PDCD)是一类与肿瘤发展相关并在进化上高度保守的蛋白质。PDCD家族由多个成员构成。其中,研究较为深入的包括PDCD1、PDCD2、PDCD4、PDCD5、PDCD6、PDCD7、PDCD8及PDCD10。PDCD在人类的各组织及细胞中广泛分布,其主要功能是对细胞凋亡的调控。目前研究发现,PDCD家族成员可通过不同信号通路实现对肿瘤细胞活力的调控,且某些家族成员的缺失或过表达都会引起机体发生病变,证明其在多种疾病当中具有重要作用。本文汇总了PDCD1、PDCD2、PDCD4、PDCD5、PDCD6、PDCD7、PDCD8、PDCD9、PDCD10、PDCD11、PDCD12的基因结构与蛋白质结构,介绍了各家族成员在细胞程序性死亡过程中的关系,并总结目前所报道的PDCD家族成员在肿瘤,以及多种疾病中所发挥的调控作用,以期帮助科研工作者了解其在细胞凋亡中的作用,以及为肿瘤和相关疾病发生发展的分子机制提供参考。

抗增殖蛋白在肿瘤发生发展过程中扮演多种角色

抗增殖蛋白(prohibitins,PHBs)是一类进化保守的重要蛋白质。哺乳动物细胞中,抗增殖蛋白家族含有2个同源亚型PHB1和PHB2。PHBs涉及多种细胞功能,包括细胞增殖、细胞迁移和细胞凋亡。PHBs的亚细胞定位不同决定其行使不同的功能。细胞膜上的PHBs能够调节膜运输,并与细胞增殖迁移相关。细胞核内的PHBs参与调控转录和细胞周期。线粒体内膜上的PHBs参与维持线粒体基因组和线粒体形态的稳定,并参与线粒体内的凋亡途径。另外,PHBs可以在细胞核和线粒体之间“穿梭”,是细胞核与线粒体交流的重要媒介。近年来,PHBs的研究不断深入,发现PHBs与多种肿瘤的发生和发展密切相关。本文以PHBs在肿瘤发生发展过程中扮演的角色为切入点,从蛋白质的结构和定位,在肿瘤的发生、发展、迁移和凋亡中的作用及其靶向药物几方面进行综述。进一步揭示PHBs在不同类型肿瘤发生发展进程中的分子机制,为开发新的高效的药物靶点奠定了理论基础。

基于基因表达谱芯片杂交分析Lamprey-PHB2转染前后Chang liver细胞的基因表达差异

选取了10个物种与本课题组前期克隆得到的东北七鳃鳗抗增殖蛋白2(Lm-PHB2)进行氨基酸序列相似性对比,检测PHB2基因进化水平,结果表明各物种的PHB2氨基酸序列在PHB结构域处高度保守,但在N-端和C-端氨基酸序列保守性较低.将重组质粒pEGFP-N1-Lm-PHB2瞬时转染入张氏肝(CHL)细胞后,利用基因表达谱芯片技术分析基因的表达差异.结果显示CHL细胞中共有270条显著差异表达基因,其中显著上调基因共141条,显著下调基因共129条,涉及细胞信号转导、细胞周期调节、细胞增殖、细胞代谢和细胞凋亡等多个方面.通过实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)对基因表达谱芯片分析结果进行验证,结果显示转染pEGFP-N1-Lm-PHB2质粒后,细胞周期基因CDC25C、氧化应激相关基因(CAT,SOD,GST)和抗细胞凋亡基因HAX1均有显著性差异.

组氨酸三聚体核苷结合蛋白1和2与疾病相关的研究进展

组氨酸三聚体核苷结合蛋白(HINT)属于HIT蛋白超家族,HINT1和HINT2基因分别位于人类染色体5q31.2和9p11区域,编码产物分别是含126和163个氨基酸的蛋白,相对分子质量分别约14 kDa和17 kDa,二者之间有61%的序列同源性。HINT1在细胞中定位于细胞质和细胞核,HINT2定位于线粒体,二者在组织中分布广泛。HINT1和HINT2两个亚型均为肿瘤抑制因子,参与细胞增殖和凋亡,HINT1可通过调节Wnt/β-catenin信号通路以及p27^(KIP1)、AP1、TFIIH、MITF等转录因子的活性抑制肿瘤,HINT2可通过线粒体自噬和线粒体凋亡途径抑制肿瘤。该文就HINT1和HINT2的发现、分布、结构、酶活性、肿瘤作用机制及其与其他疾病的关系进行了系统综述并进行展望。为进一步揭示HINT1和HINT2在不同类型肿瘤中的分子抑制机制以及靶向治疗和药物研发奠定了理论基础。

海七鳃鳗(Petromyzon marinus)anoctaimin-1蛋白的生物信息学分析

七鳃鳗是现存的最原始的无颌类脊椎动物之一,也是连接无脊椎动物与脊椎动物的重要环节,对生物的起源与进化有很高的研究价值。anoctamin-1蛋白(ANO1)是一种重要的跨膜蛋白,与细胞内阴离子的跨膜运输相关。以海七鳃鳗为例,利用不同软件对海七鳃鳗ANO1蛋白的理化性质、结构域、蛋白结构特征、物种进化保守性以及系统进化关系进行生物信息学分析表明:海七鳃鳗ANO1的开放阅读框为2 373 bp,编码791个氨基酸,属于anoctamin蛋白家族,具有7个跨膜区;二级结构含有无规则卷曲、α螺旋和β折叠。将海七鳃鳗与其他物种的ANO1氨基酸序列进行同源比对,并构建系统进化树,以确认海七鳃鳗ANO1基因的保守性和进化地位。对ANO1基因及蛋白的生物信息学分析为ANO1基因及蛋白的相关研究提供了重要的信息基础。