人微丝相关蛋白hHBRK1突变体的亚细胞定位

 hHBrk1是本研究室利用抑制性消减杂交手段,从人支气管上皮细胞恶性转化株BERP3 5中克隆到的差异高表达基因.hHBRK1蛋白家族序列在动、植物界高度保守,含有一个7重复 (heptad repeat, HR) 结构域.利用绿色荧光蛋白(GFP)报告系统,发现野生型hHBRK1蛋白在胞浆中弥散分布,在细胞运动前沿富集,与细胞片状伪足的微丝共定位.hHBRK1- R54和hHBRK1-S56 G57蛋白在胞浆弥散分布,但失去了在细胞运动前沿富集的特征.hHBRK1ΔN(1-45)在细胞内弥散分布,而hHBRK1ΔC(46-75)选择性地在高尔基体富集.研究提示,hHBRK1蛋白为微丝相关蛋白,结构的完整性是其发挥功能的前提.hHBRK1蛋白可能通过HR结构域调控微丝聚合,从而参与微丝依赖性的细胞运动或物质运输.     

微丝相关新蛋白hHBRK1相互作用蛋白质的鉴定

为了鉴定hHBRK1的相互作用蛋白,通过DNA重组构建重组表达质粒pGEXhHBRK1,并以谷胱甘肽Sepharose4B亲合层析法,获得纯化的重组融合蛋白GSThHBRK1.以小鼠心肌组织为研究对象,采用GSTpulldown技术结合Western印迹法,证实hHBRK1与小鼠心肌肌钙蛋白TEa亚型(EacTnT)相互作用.结果提示,hHBRK1与EacTnT结合,可能参与心肌微丝的聚合,为小鼠cTnT众多的剪接体,提供了一种可能的功能定位.     

微丝相关新基因hHBrk1的克隆及功能鉴定

微丝相关新基因hHBrk1被克隆 .hHBrk1基因位于 3p2 5 3 2 4 1区 ,由 3个外显子和 2个内含子组成 .Northern印迹杂交结果表明hHBrk1基因有 2个转录本 ,在人体 12种组织中均有表达 ,尤以心肌和骨骼肌为著 .hHBRK1蛋白含 75个氨基酸 ,分子量约 9kD ,与动植物界相关蛋白的同源性达 98%～ 35 % .hHBRK1蛋白定位于细胞浆 ,在细胞运动的最前沿富集 ;在有丝分裂期 ,hHBRK1蛋白定位于细胞膜皮质区和缢缩环 .实验结果提示 ,hHBRK1蛋白可能通过调控F 肌动蛋白的聚合而参与调控细胞运动、分化等基础生命活动 .     

HSPC300蛋白的表达对原发性结肠癌细胞迁移能力的影响

目的：探讨HSPC300蛋白与原发性结肠癌发生与发展的关系,及其异常表达的细胞生物学意义。方法：用免疫组织化学方法分析HSPC300蛋白在正常、腺瘤及结肠腺癌中的表达;通过体外细胞迁移系统观察异常表达的HSPC300对结肠癌细胞迁移能力的影响。结果：HSPC300在正常结肠组织中的表达阳性率为25％（5／20）,在结肠腺瘤组织中为15％（3／20）,结肠癌组织中为68％（15／22）。HSPC300在结肠正常组织及腺瘤组织中的表达频率显著低于腺癌（P=-0．0002）。体外迁移实验表明,下调结肠癌细胞中HSPC300的表达可降低其迁移能力。结论：HSPC300在结肠癌的发生、发展过程中是一个晚期分子事件,其高表达有助于结肠癌细胞获得转移潜能。     

Eps15同源结构域包含蛋白2通过调控Cyclin D1-CDK4-pRb信号轴影响食管鳞癌细胞的增殖

微丝结合蛋白是微丝细胞骨架的重要组成成分,它们通过促进微丝的聚合和解聚来影响微丝的动力学。大量研究已经表明,微丝和微丝结合蛋白参与细胞癌变的所有阶段。我们通过对食管癌蛋白质组数据挖掘结果显示,微丝结合蛋白Eps15同源结构域包含蛋白2(EHD2)在食管癌组织中低表达,且EHD2低表达的食管癌患者预后不良。以往的研究已经证明,EHD2参与调控糖代谢、自噬和肿瘤迁移。然而,EHD2在食管癌进展中的作用和机制仍不清楚。本研究旨在探究EHD2在食管鳞癌细胞中的影响及其作用机制。免疫荧光和细胞组分分离结果显示,EHD2 不仅定位于细胞膜和细胞质,还存在于细胞核中。使用克隆形成实验、EdU细胞增殖实验和细胞流式术检测EHD2对食管鳞癌细胞增殖能力的影响。结果显示,过表达EHD2 和EHD2-3×NLS(核定位信号)抑制食管鳞癌细胞增殖和细胞周期G₁/S转换;同时,双荧光素报告基因结果显示,过表达EHD2 和EHD2-3×NLS抑制Wnt 信号通路活性。而siRNA敲降则获得相反的结果。免疫共沉淀和Duolink-PLA实验证明,EHD2与Wnt信号通路关键分子β-连环蛋白(β-catenin)和T细胞因子3(T-cell factor 3,TCF3)相互作用。蛋白质印迹和荧光定量PCR结果证实,过表达EHD2 和EHD2-3×NLS抑制TCF3下游与增殖和细胞周期相关的靶基因的转录,以及细胞周期蛋白D1(cyclin D1)、细胞周期蛋白激酶4(CDK4)和pRb的蛋白质表达。以上结果表明,核EHD2与β-catenin和TCF3 复合体相互作用,通过Cyclin D1-CDK4-pRb信号轴来调控食管鳞癌细胞的增殖和细胞周期进程。     

帕金森病相关蛋白Parkin 与PINK1的相互作用研究

帕金森病(Parkinson's disease,PD)是常见的神经系统变性疾病．分子遗传学研究发现,突变的Parkin蛋白及PINK1蛋白均参与了帕金森病的致病过程,但二者之间是否存在相互作用以及是否能够相互调节仍不十分清楚．为明确生理状态下Parkin蛋白与PINK1蛋白之间的相互作用,首先运用蛋白体外结合实验(GST pull-down)技术及免疫共沉淀技术证实了Parkin与PINK1在体外及体内均可相互结合．进一步构建PINK1的不同截短型,运用GST pull-down技术验证了PINK1与Parkin相互结合的区段为PINK1的蛋白激酶结构域．免疫细胞化学实验也证实Parkin与PINK1蛋白在细胞中存在共定位．进一步运用免疫共沉淀技术证实Parkin可减少PINK1通过泛素蛋白酶体系统(ubiquitin proteasome system,UPS)的降解,从而稳定PINK1．PINK1可增加Parkin通过UPS的降解,从而减少Parkin的水平,降低其稳定性．这些结果提示,帕金森病相关蛋白Parkin与PINK1能够直接结合,二者通过泛素蛋白酶体降解系统相互调节,可能协同作用参与了帕金森病的致病过程．     

C-cadherin控制非洲爪蛙早期胚胎中微丝骨架的合成

上皮细胞间形成的Adherensjunctions复合物通过E—cadherin胞质区段,经由catenin家族蛋白介导,与细胞中微丝骨架系统（micrOfilament）相互作用,参与控制细胞极性、迁移,发育中的形态建成运动以及组织稳态维持等重要生命现象。多方面实验证据表明,cadherin复合物与微丝骨架系统的相互作用是高度动态的;作者前期的工作发现,在非洲爪蛙早期胚胎中,经典cadherin（C-cadherin）在细胞膜上的表达量决定细胞中微丝骨架合成总量。该研究进一步提供实验证据,表明随着囊胚期细胞增殖的进行,囊胚中期以后,细胞表面c—cadherin逐步富集,相应地细胞中微丝骨架的合成量也增加。我们还通过细胞解聚,C-cadherin敲降和过量表达,以及c-cadherin与F-actin共定位分析等实验验证在囊胚期外胚层细胞中,细胞膜C—cadherin表达量与细胞微丝骨架的合成量高度正相关。     

Vimentin在肿瘤转移中的作用及药物研究进展

波形蛋白(vimentin)是存在于间充质细胞中的一种中间丝蛋白,近些年研究显示vimentin与肿瘤发生、转移密切相关。波形蛋白调节细胞骨架蛋白、细胞粘附分子等蛋白间的相互作用,参与肿瘤细胞和肿瘤相关内皮细胞、巨噬细胞的粘附、迁移、侵袭和细胞信号转导。其高度动态的聚合解聚间的平衡和其复杂的磷酸化形式可能是vimentin参与肿瘤转移过程及细胞-细胞间相互作用的调节机制。Vimentin在肿瘤中的功能提示,其可能是抗肿瘤转移治疗药物研究的新靶点。     

非磷酸化肌球蛋白在血小板衍生生长因子诱导的血管平滑肌细胞迁移中的作用

为了阐明非磷酸化肌球蛋白在平滑肌细胞迁移中的作用,研究探讨了非磷酸化肌球蛋白是否介导了血小板衍生生长因子(PDGF)诱导豚鼠脑基底动脉平滑肌细胞(GbaSM-4)的迁移。研究结果显示,20ng/ml以下剂量的PDGF可诱导GbaSM-4细胞发生迁移,此时肌球蛋白轻链(MLC20)磷酸化水平无变化。该迁移作用可被肌球蛋白特异性抑制剂blebbistatin所拮抗。应用RNA干扰技术抑制肌球蛋白轻链激酶表达,经免疫印迹检测经果显示,MLC20的磷酸化水平发生了显著下降;但对PDGF诱导的迁移作用无影响;在RNA干扰后blebbistatin也可抑制其迁移作用。体外ATP酶活性测定结果显示,blebbistatin对从平滑肌中提取的非磷酸化肌球蛋白的ATP酶活性有明显的抑制作用,其主要作用位点位于肌球蛋白头的头部S1。上述结果提示,非磷酸化的肌球蛋白参与了PDGF诱导的平滑肌细胞迁移。     

SM22α参与血清饥饿诱导的血管平滑肌细胞微丝重塑

血清饥饿可诱导体外培养的血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecells,VSMC)由合成型转变为收缩型,微丝重塑是该过程的一个重要事件。平滑肌22α(smoothmuscle22alpha,SM22α)是VSMC的标志蛋白,为了证实SM22α是否参与调节VSMC的微丝重塑过程,采用反义技术,封闭SM22α表达,利用间接免疫荧光染色、透射电镜观察SM22α表达对VSMC微丝重塑的影响,利用细胞平面迁移实验观察SM22α表达对VSMC运动功能的影响。实验结果显示,在血清饥饿培养的VSMC中,伴随着SM22α和SMα肌动蛋白表达上调,微丝数量明显增多,呈极性束状分布。用反义SM22α抑制SM22α表达后,血清饥饿诱导的VSMC微丝重塑受阻,微丝纤细,排列紊乱,且细胞迁移活性下降。结果提示,在VSMC微丝组装过程中,SM22α可能起一种捆绑蛋白作用。     

非肌肉Ⅱ型肌球蛋白在细胞骨架网络中动力学行为的图像分析(已撤稿2016-06-15)

贴壁细胞的形状和弹性(硬度)与细胞骨架网络的形态以及纤维的交联方式密切相关．而细胞骨架网络的形态和组成与细胞中的二型肌球蛋白的活动,尤其是肌球蛋白组装成的肌球蛋白粗丝(minifilament)的活动有关．细胞通过与其外部环境的机械传感(mechanosensing)来调节二型肌球蛋白的活动和肌球蛋白粗丝的相互作用,从而实现对细胞骨架网络重组(remodeling)的控制．当前对活体细胞内二型肌球蛋白的研究从实验测量到理论模型的建立之间还有不小距离,主要是因为直接测量会对细胞结构和生理活动产生影响,而间接测量不能得到肌球蛋白在细胞内活动的准确数据．因此本文提出利用新的免疫荧光显微图像分析技术,例如免疫荧光蛋白图像追踪和局部图像相关函数分析技术,分析HeLa细胞体内肌球蛋白在细胞骨架网络中的动态分布,总结出肌球蛋白主导的细胞骨架和张力纤维组装与分解过程中的基本动力学规律．图像分析结果说明：肌球蛋白纤维在细胞骨架网络构建过程中依次动态处于组装与分解状态,通过其粗丝相对旋转对齐与收缩产生张力以维持纤维束稳定,并形成有不同肌球蛋白和粘着斑数量与分布形态的三类稳定性肌动球蛋白网络,其稳定性和收缩力大小呈正相关、与所结合肌球蛋白数量密度成正比．     

编者按

<正>微管、微丝和中间纤维等细胞骨架通过与各种结合蛋白的相互作用产生形态多样的网络结构,不仅负责真核细胞及其亚结构的形态发生与维持,也是细胞迁移、分裂和胞内物质运输等活动的执行和参与者。微管不仅作为长距离胞内运输的轨道,而且是中心粒、纺锤体、纤毛等细胞器的核心组分。微丝与微管一样具有极性、高度动态性和多样化的功能,为细胞收缩、铺展能力以及微绒毛等亚结构所必需,也是短距离胞内运输的轨道或推进器。中间纤维种类繁多、结构稳定,具有明显     

原癌基因LMO3相互作用蛋白的筛选及鉴定

目的 通过筛选LMO3的相互作用蛋白,进一步了解LMO3的作用及可能机制。方法酵母双杂交方法筛选LMO3相瓦作用蛋白,并通过酵母结合试验、免疫共沉淀及荧光共定位等进行验证。结果在初步获得相互作用蛋白：钙-整合素结合蛋白（Calcium—and integrin—binding protein,CIB）的基础上,在酵母中证实了LMO3与CIB的相互作用,并通过酵母结合试验确定了CIB与LMO3的相互作用位点,发现CIB可与LMO3的第一个LIM结构域（LIMI）及全长LMO3结合,免疫共沉淀试验确证了它们可以在真核细胞内结合,荧光共定位表明与CIB的相互作用可使LMO3在C8细胞中的定位由细胞核移到细胞质。结论LMO3可以与CIB在真核细胞中发生相互作用,提示LMO3可能通过与CIB的相互作用参与细胞相关功能的调节。     

MACF1与成骨细胞骨架之间的相互关系研究

采用激光共聚焦显微术研究微管微丝交联因子（MACF1）与成骨样细胞（MD63及MC3T3）微丝／微管骨架、黏着斑之间的相互关系．结果表明,MACF1不连续地分布于微管纤维上,与微丝骨架部分共定位于胞质中,在很多的成骨细胞中可见MACF1分布于骨架相关的粘着斑处：细胞松弛素B影响了MACF1在成骨细胞中的分布,并有使其向细胞核周围及核内转位的趋势．秋水仙素对MACF1的分布无明显的影响．转染了siRNA—MACFl的MG．63细胞微丝骨架纤维分布不连续、微管骨架纤维分布紊乱．这些结果提示MACF1不仅起交联微丝及微管细胞骨架的作用．而且还可稳定细胞骨架：成骨细胞MACF1的分布更依赖于微丝骨架的完整性．     

高转移倾向乳腺癌细胞中p-ERK促进增殖和迁移作用的信号转导途径

在建立乳腺癌细胞MCF-7高转移倾向亚克隆LM-MCF-7细胞株的基础上,为阐明LM-MCF-7细胞具有更强增殖和迁移能力的分子机制,对其相关分子及其信号转导途径进行了探讨.免疫印迹结果显示,与MCF-7细胞相比,LM-MCF-7细胞中p-ERK1/2水平显著升高.流式细胞术和“伤口愈合”实验结果表明,ERK1/2的特异性抑制剂PD98059可明显抑制LM-MCF-7细胞的高增殖和高迁移能力.免疫印迹检测发现,与MCF-7细胞相比,LM-MCF-7细胞中与增殖和迁移相关的因子,如β-catenin、细胞周期蛋白D1、磷酸化肌球蛋白轻链（p-MLC）和肌球蛋白轻链激酶（MLCK）的水平呈明显增高,PD98059对这些因子水平的增高具有抑制作用.免疫荧光染色显示,LM-MCF-7细胞中β-catenin分布在细胞核中,应用PD98059处理后,β-catenin主要分布在胞浆中.上述研究结果表明,在LM-MCF-7细胞中活化的ERK1/2水平升高,是导致该细胞增殖和迁移能力增强的重要原因之一,与ERK1/2-MLCK-p-MLC和ERK1/2-β-catenin 细胞周期蛋白D1等信号转导途径有密切的关系.     

微丝的信号调控机制和体内功能

微丝是细胞骨架的主要成分之一,广泛存在于所有真核细胞中。微丝与其相关蛋白介导的信号通路几乎在所有的生物学事件中发挥重要作用,参与了细胞形态维持、细胞运动、信号转导等细胞基本生物学行为的调控。同时,微丝及其相关蛋白还在个体发育中扮演重要角色,其异常与疾病发生发展过程密切相关。该文就微丝相关蛋白、微丝相关信号通路、微丝功能及其与疾病相关的最新研究进展进行小结,并对微丝的未来研究方向进行了初步的探讨。     

结肠腺瘤性息肉病蛋白通过与SMAP/KAP3相互作用与微管结合

结肠腺瘤性息肉病基因(adenomatous polyposis coli,APC)的突变导致家族性结肠息肉腺瘤病和散发性结肠癌,APC基因编码一个具有多个结构域、多种磷酸化状态的大分子蛋白质.APC蛋白可通过C段直接或间接与微管结合,同时还可以通过中段与微管结合,但其结合的机制目前还不清楚.为进一步研究APC与其他蛋白质的相互作用,利用酵母双杂交技术运用APC中段（1 500 bp～4 800 bp）构建诱饵质粒,筛选人胎脑cDNA文库,得到一个与APC相互作用的蛋白SMAP/KAP3,SMAP/KAP3是驱动蛋白KIF3A/3B的相关蛋白.通过免疫共沉淀和双色免疫荧光共定位的方法,证实了APC与SMAP/KAP3在体内的相互作用,提示APC可能通过SMAP/KAP3-KIF3A/B参与沿微管的运动.     

拟南芥微丝加帽蛋白β亚基参与壳梭孢素诱导的气孔开放过程

气孔是植物响应外源信号,与环境进行水分和气体交换的门户。由外源信号引起的保卫细胞微丝骨架动态变化在气孔运动中发挥重要作用,但是具体的精确调节机制仍不清楚。微丝结合蛋白家族(ABPs) 是微丝动态组装最直接的调控者,它们的作用不容忽视。本文运用反向遗传学,以微丝结合蛋白—加帽蛋白 (CP) β-亚基 (CPB) 突变体cpb-3为实验材料,探究其在壳梭孢素 (FC)诱导气孔开放中的作用。结果发现:离体叶片干燥3 h,cpb-3突变体的叶片失水率为63.45%,明显高于野生型的48.99%。气孔开度测量及激光共聚焦显微镜观察发现,cpb-3突变体的气孔开放程度以及微丝动态重排对FC分子更敏感。气孔开度相比野生型增大了20% (P<0.05),含辐射状微丝排布的保卫细胞数量比例增幅达到58.3%,比对照组高出18.5%。此外,非损伤微测技术记录保卫细胞Ca²⁺、K⁺等跨膜运输动态,FC处理下,cpb-3突变体保卫细胞中Ca²⁺外流速度升至212.86 pmol cm^-2s^-1,野生型仅为68.76 pmol cm^-2s^-1,明显快于野生型。且K⁺内流也有相同表现。综上表明,微丝加帽蛋白CP的β亚基CPB可能通过调节保卫细胞微丝骨架动态重排以及离子流动,在FC诱导的气孔运动中发挥重要的作用。     

肌动蛋白解聚因子在动物生殖和胚胎发育中的作用

肌动蛋白解聚因子家族Cofilin/ADF(AC蛋白家族)属于肌动蛋白结合蛋白,是微丝骨架的一个重要调节者。AC蛋白家族能够截断微丝,促进肌动蛋白单体的解离和循环以及微丝解聚,调控微丝骨架的重建,进而影响与微丝骨架相关的一些生理功能如细胞增殖、迁移、凋亡及胚胎发育等。本文将着重介绍AC蛋白家族在动物生殖诸如精子发生、卵巢发育、卵子发生、卵裂,以及胚胎发育等过程中的调节与功能。     

受体相互作用蛋白3——细胞凋亡与坏死的调节阀

综述了受体相互作用蛋白(RIPs)蛋白结构和RIP3调控细胞凋亡与坏死机制的研究进展．受体相互作用蛋白3(receptor-interacting protein 3, RIP3)是丝/苏氨酸蛋白激酶家族成员之一,该蛋白质家族包含一类高度保守的丝/苏氨酸激酶结构域．RIP家族激酶作为细胞应激传感分子,在调控细胞凋亡、细胞坏死和存活通路中发挥重要作用．近年发现,RIP3参与肿瘤坏死因子TNFα诱导的细胞程序化坏死的生物学过程．认识RIP3调控TNFα诱导的细胞凋亡与坏死不同死亡途径转换的分子机制,有助于发现肿瘤治疗的新策略．