泛素－蛋白水解酶复合体通路对Smad通路的调节

Smad通路是转化生长因子—β(TGF—β)胞外信号自跨膜受体向核内传递的信号通路。Smads最终与靶基因启动子结合,完成TGF—β对核内基因转录的调控作用。泛素—蛋白水解酶复合体通路(UPP)是参与众多细胞生理事件的重要蛋白水解途径。Smad通路的适时关闭是完成Smads正确转录调控功能的重要机制。近3年的最新研究发现了降解Smads及Smad通路调节蛋白的泛素连接酶新成员,如Smurf1、Smurf2、SCF／Roc1、SIAH1、UbcH5等,从而证明Smad通路的关闭和调节通过UPP实现。本文首次综述了UPP对Smad通路的调节机制。     

TGF-β/Smads信号通路介导脯氨酸促进浅色黄姑鱼鱼鳔胶原蛋白沉积

为了进一步验证转化生长因子(TGF-β) /Smads信号通路在脯氨酸(Pro)促进鱼鳔胶原蛋白沉积中的作用, 研究利用TGF-β/Smads通路抑制剂干扰, 分析干扰前后鱼鳔中胶原蛋白含量及相关基因转录水平的变化。根据前期实验获得的Pro最佳添加量, 制定饲料配方, 饲喂浅色黄姑鱼1月后, 通过腹腔注射氧化苦参碱(Oxymatrine)为期1个月。在实验结束后, 测量各项指标, 评估干扰前后, Pro促进鱼鳔胶原蛋白沉积的效果及变化。实验结果表明: Pro能显著上调TGF-β/Smads通路中相关基因的表达, 并促进鱼鳔胶原蛋白沉积, Oxymatrine干扰显著下调了TGF-β/Smads通路中相关基因(Col1α1、Col1α2、TGF-β和Smad2)表达, 同时导致鱼鳔中胶原蛋白沉积下降。由此推断Pro通过激活TGF-β/Smads通路促进鱼鳔中胶原蛋白沉积, 而Oxymatrine干扰抑制了TGF-β/Smads通路, 导致Smad2与Col1α2启动子结合受阻, 进而下调了Col1α2基因的转录, 从而降低鱼鳔中胶原蛋白的沉积。综上表明, TGF-β/Smads信号通路在Pro促进浅色黄姑鱼鱼鳔胶原蛋白沉积过程中起着重要调控作用, 其中Col1α1、Col1α2、TGF-β和Smad2扮演着重要角色, 研究结果可为鱼类胶原蛋白代谢的营养调控提供新思路和新方法。     

中药基于TGF-β/Smad信号转导通路调控肿瘤细胞

转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)是一类具有多种生物学功能的多肽类细胞因子,对细胞生长、分化发挥重要作用,与肿瘤的发生、发展具有十分密切的关系。Smads蛋白作为TGF-β信号转导通路下游重要的信号分子,可直接或与其他通路协同将TGF-β通路的信号从细胞外转导到细胞核内,调控TGF-β在细胞水平介导的多种生物学效应。我国抗癌药物研究中的大量资料表明,中药成分可以延缓肿瘤的发生进程,中药或其提取物可通过TGF-β1、Smads或其他效应因子影响TGF-β/Smad通路的信号转导从而调控肿瘤细胞的活动。本文就国内对中药成分基于TGF-β/Smad信号转导通路调控肿瘤细胞生长方面的研究进展予以综述。     

Smad通路UPP依赖性的蛋白质降解机制

Smad通路是TGF—β信号转导的主要通路。Smad是细胞内信号转导通路中的胞液递质,调节细胞生长、分化。它由配体结合的跨膜受体激活,随机通过细胞质进入细胞核,在细胞核中作为转录因子激活TGF-β靶基因的表达。泛素-蛋白酶体通路（ubiquitin proteasome pathway,UPP）是一种细胞胞质和核内蛋白ATP依赖性的非溶酶体降解机制．具有高度选择性地进行细胞内蛋白质的降解。该文重点介绍Smad通路的泛素-蛋白酶体通路依赖性的蛋白质降解机制。     

利用四环素调控系统研究 CHIP 对TGF-β信号通路的抑制性调节

为了研究伴侣分子相互作用蛋白 CHIP 对 TGF-β信号通路的调控,利用四环素基因表达调控系统,建立四环素调控表达 CHIP 的稳定细胞系 (Mv1Lu-Tet off-CHIP). 利用此细胞模型,发现 CHIP 的过量表达可显著降低细胞内 Smad2/3 蛋白水平;荧光素酶报告分析也表明开启 CHIP 蛋白表达可明显降低 Smads 介导的基因转录活性;进一步的免疫印迹结果显示 CHIP 蛋白可明显下调 TGF-β所诱导的下游基因 JunB 的表达 . 上述结果提示 CHIP 可以作为一种新的蛋白质分子抑制性调节 TGF-β信号通路 .     

Smad7对Smad2、Smad3、Smad4核转位的抑制作用

研究人永生化支气管上皮BEP2D细胞中,作为Smad蛋白家族的抑制分子,Smad7对TGF-β信号通路中Smad2、Smad3、Smad4核转位的抑制作用.培养BEP2D细胞,瞬时转染Smad7真核表达载体pCISmad7.neo,TGF-β刺激,提取细胞核蛋白及总蛋白,用Western blot方法比较瞬时转染Smad7基因前后细胞核中Smad2、Smad3、Smad4蛋白表达的差异.结果,Smad3在TGF-b作用下有明显的核转位;转染Smad7后Smad3、Smad4的核转位显受到抑制.表明在BEP2D细胞中,Smad7对TGF-β/Smads信号通路的拮抗作用主要通过抑制Smad3的活化、Smad3/Smad4异源复合物的形成及核转位,从而拮抗TGF-β对细胞的生长抑制效应.     

TGF-β/Smad信号通路在肾小球硬化模型中表达的意义

目的:通过观察在肾小球硬化动物模型中TGF-β、Smad2和Smad7蛋白和mRNA表达的意义,了解TGF-β/Smads信号通路在肾小球硬化中的作用.方法:制备肾小球硬化动物模型,检测24小时尿蛋白定量、血浆白蛋白及血尿素氮水平,观察肾组织形态学改变;免疫组织化学检测TGF-β1、Smad2和Smad7蛋白水平;荧光定量PCR检测TGF-β1、Smad2和Smad7 mRNA的水平结果:TGFβ1、Smad2和Smad7正常情况下普遍在肾小球系膜细胞、肾小管上皮及间质细胞中有少量表达;模型组4周时TGFβ1和Smad2蛋白表达增加,Smad7蛋白表达下降;6～8周时TGF-β1和Smad2蛋白表达明显增加,Smad7蛋白表达明显下降.模型组4周时TGF-β1和Smad2 mRNA出现表达上调,6～8周TGF-β1和Smad2 mRNA表达明显增加.4周时Smad7 mRNA表达下调,6～8周Smad7 mRNA表达明显下降.模型组与对照组比较有显著性差异(p＜0.01).结论:TGF-β/Smad信号通路参与了肾小球硬化的纤维化进程,Smad7是TGF-β/Smad信号通路抑制性调控因子,可能为治疗肾小球硬化提供治疗手段.     

TIEG及其在TGF-β-Smads通路中的作用

TGF-β诱导早期基因(TGF-β-inducible early gene,TIEG)产物为Sp1样转录因子家族成员,其中TIEG1和TIEG2组成TIEG亚家族。TIEG1的稳定性与泛素-蛋白酶体路径有关。TIEG1C端保守的3锌指结构及N端的转录抑制区对于该蛋白功能的正常发挥十分重要。TIEG作为TGF-β诱导的立即早期转录基因,引起细胞形态发生改变,抑制细胞增殖并诱导凋亡。TIEG1在TGF-β-Smads信号通路中通过Smads成员发挥调节作用,其中与Smad7形成的负反馈环对该信号转导路径尤为重要。     

Smads蛋白结构与功能的研究进展

TGF－β家族成员与细胞膜上受体结合后,通过Smads蛋白,调节细胞核内特异的基因表达。从结构和功能上看,Smads蛋白可分为3类。受体调节－Smads(R-Smads)作为具有Ser/Thr激酶活性的TGF-β受体－I的底物,激活后通过MH2结构域,与共同介导的Smads(Co-Smads）相互作用形成异聚体,直接结合在目的基因启动子上,影响基因转录。而转录抑制Smads(I-Smads)能够拮抗R－Smads的生物活性。在细胞内,Smads蛋白通过与不同的转录蛋白或转录共调节因子相互作用,在不同类型的细胞内介导特异的基因表达。改变Smads蛋白的正常结构和功能上起人体发生各种病变。     

TGF-β1通过激活Smad信号途径抑制PI3K/AKT信号介导的BMSC成脂分化

转化生长因子β1 (TGF-β1) 是参与骨髓间充质干细胞（BMSCs）脂肪定向分化的重要调节因子,其具体的调节机制尚不清楚. 本研究证明,BMSCs在体外分化为脂肪细胞的过程中, TGF-β1的基因表达显著下调,重组TGF-β1能够抑制BMSCs体外脂肪细胞定向分化,其分化的标志蛋白C/EBPβ和αP2的表达水平显著降低. TGF-β1在激活Smad信号通路的同时,还抑制胰岛素(脂肪分化的主要诱导剂)对PI3K/Akt信号通路的激活.加入Smad特异性阻断剂后,C/EBPβ和αP2的诱导表达恢复正常,同时PI3K/Akt信号通路的活化亦得以恢复. 结果提示,TGF-β1可通过Smad信号通路干扰脂肪细胞分化的核心信号通路-PI3K/Akt的活化,从而实现对BMSCs脂肪分化的抑制.该研究结果为肥胖等导致的心血管疾病或Ⅱ型糖尿病等的临床治疗提供有价值的参考.     

卵巢癌中TGF-β/Smads信号通路的功能研究

为探讨卵巢癌细胞中TGF-β的信号传导情况及TGF-β／Smads信号通路各组分在卵巢癌发生中的作用,采用MTT和活细胞计数方法研究了TGF-β1对卵巢癌细胞系HO-8910、HO-8910PM及SKOV3的生长抑制作用;并应用RT-PCR、荧光免疫组化等方法研究了TGF-β／Smads传导通路中各组分的表达和定位以及TGF-β1刺激前后Smad7和P-Smad2定位及表达的变化。结果显示,TGF-β1对细胞系SKOV3没有生长抑制作用．而SK-OV3细胞表达了TGF-β／Smads信号通路中的所有已知成分。且3种卵巢癌细胞在TGF-β1刺激后Smad7mRNA瞬时表达增加,Smad7蛋白表达亦增加并由胞核转位到胞浆,P-Smad2由胞浆转位到胞核。结果表明TGF-β／Smads信号传导通路在卵巢癌细胞HO-8910、HO-8910PM和SKOV3中是完整的,SKOV3细胞逃逸TGF-β介导的生长抑制作用可能是由于TGF-β／Smads信号通路下游发生异常。     

Smads基因功能的研究进展

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信号的细胞质内介导者 ,它们可将TGF- β信号直接从细胞膜转导入细胞核内 .受体激活的 SMADs被特导性的细胞表面受体磷酸化后 ,与通用介导分子 SMAD4相互作用形成异源三聚体 ,转移至细胞核内并激活靶基因的转录 .抑制型 SMADs通过负反馈途径阻断或减弱 TGF- β信号 .SMADs通过与 TGF- β配体应答的启动子序列及其它转录因子和辅助活化因子相互作用而调节转录 .通过同源重组在小鼠中定位敲除Smads基因的研究已经开始揭示 SMADs分子在脊椎动物发育过程中的功能 .     

抑制型Smad对TGF-β信号通路的负调控研究进展

转化生长因子TGF-β超家族是一类在结构上相关的蛋白,目前发现在哺乳动物中有超过30多个细胞因子可能属于这一超家族。它们在各类细胞中广泛参与细胞生长、黏附、迁移、分化及凋亡等过程。其中抑制型Smad(I-Smads,包括Smad6和Smad7)是TGF-β/BMP信号通路里重要的抑制型蛋白,在多种细胞与组织的发育过程以及疾病的发生过程中扮演着重要的角色。对其研究已经过10多年,取得许多重大的进展,但也还有很多重要的问题还没有解决。着重介绍I-Smads对TGF-β信号通路的负调控研究进展。     

转化生长因子-β对基质金属蛋白酶及其组织抑制因子调控的研究进展

基质金属蛋白酶 (MMPs) 及其组织抑制因子 (TIMPs) 参与调控胞外基质 (ECM) 的降解与重建,二者的协同作用以及表达的动态平衡保证组织的生理/病理形态结构建成,并完成生长、分化、维持、降解的往复周期. 转化生长因子-β(TGF-β)通过对MMPs和TIMPs家族成员因细胞类型而异的基因表达调控作用,表现出调节ECM重建的生物学效应. TGF-β可通过激活Smad通路、促分裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 通路,以及刺激激活蛋白-1(AP-1)复合体的形成,完成对MMPs和TIMPs基因表达的调控功能.     

Smad7基因的克隆、表达及对c-myc基因的调控

Smad7是TGr-β家族信号转导通路的抑制分子,可反馈调节TGF-β／Smads信号转导通路,从功能推测,Smad7表达紊乱,可影响细胞对TGF-β的应答,从而促进细胞的恶性化进展,为了深入探讨Smad7基因功能,通过设计引物,用Touchdown巢式．PCR法从人胎脑文库中扩增Smad7基因编码区全长,回收产物,克隆并构建真核表达载体,同融合有报告基因的c-myc顺式增强子元件共转染BEP2D细胞,结果表明：TGF—p可抑制c．myc报告基因的活性,Smad7基因可正调控c．myc报告基因的表达,并拮抗TGF．B对该基因的抑制作用．由此得出结论：Smad7基因通过桔抗TGF．B来调控c．myc基因、     

瘢痕疙瘩中TIEG1的高表达

转化生长因子-β1(TGF-β1/Smads)信号转导通路的持续激活是瘢痕疙瘩形成的重要机制.研究发现这条通路重要的负反馈调节信号分子Smad7表达明显下调,Smad2/3的磷酸化水平和蛋白质量并无明显改变.但是,Smad7下调的机制尚不清楚.采用生物信息学方法对Smad7的启动子进行分析;用RT-PCR和蛋白质印迹分别检测了正常皮肤、正常瘢痕及瘢痕疙瘩组织中的Sp1样转录因子TIEG1mRNA及蛋白质的表达水平;体外培养正常皮肤、正常瘢痕及瘢痕疙瘩成纤维细胞,检测TIEG1 mRNA及蛋白的表达水平.研究结果显示,Smad7启动子上有Sp1的位点,TIEG1 mRNA及蛋白质水平在瘢痕疙瘩组织及瘢痕疙瘩成纤维细胞中表达明显高于正常瘢痕和正常皮肤(P<0.05).说明瘢痕疙瘩中TIEG1可能是Smad7下调的重要原因,有必要进一步研究TIEG1对Smad7的调控作用机制.     

逆转肾小管上皮细胞转分化的Smad信号转导机制

肾小管上皮细胞转分化(tubular epithelial to menchymal transdifferentiation,EMT)是肾小管间质纤维化的重要病理机制之一。致纤维化细胞因子TGF-β通过几种信号转导途径调节EMT,其中TGF-β/Smads信号通路发挥核心作用。目前研究表明,Smad7、HGF、BMP-7等可通过调控Smads信号通路而逆转EMT,这为肾间质纤维化的防治提供了新的思路。该文主要介绍TGF-β/Smads信号通路在EMT发生的作用,以及Smad7、SnoN、HGF、BMP-7等分子是如何通过抑制Smads信号通路而发挥逆转EMT作用的。     

Smads转录激活检测系统的建立

目的:构建Smads转录激活检测系统,以研究Smad2、Smad3、Smad4的功能。方法:将Smad2/3/4编码序列以正确读码框与pRC-lac载体中的Lac阻遏蛋白编码序列融合构建重组质粒,将重组质粒与受Lac操纵子调控的荧光素酶报告基因质粒共转染293T细胞,检测荧光素酶活性,其活性的强弱即代表转录活性的强弱。结果:Smad2和Smad3具有较强的依赖于TGF-β1的转录活性;Smad4全长没有检测到转录活性,但其SAD结构域有不依赖于TGF-β1的转录活性,MH2结构域有依赖于TGF-β1的转录活性。结论:构建的Smads转录激活检测系统能有效地用于Smad2、Smad3、Smad4功能的研究。     

冷藏对新鲜冰冻血浆诱导内皮细胞迁移的影响及其分子机制研究

探讨冷藏是否导致新鲜冰冻血浆(fresh frozen plasma,FFP)中的转化生长因子-β(transform growth factor-β,TGF-β)发生变化并降低其对内皮细胞迁移的诱导能力及其分子机制.为证实冷藏可能导致FFP中TGF-β的水平升高进而影响其功能,首先采用ELISA法分析当天解冻FFP(FFP Day 0)和解冻后4℃冷藏1～5天FFP中TGF-β含量,迁移实验及Western blot分析比较FFP(Day 0)和FFP(Day 5)处理人肺微血管内皮细胞(human pulmonary microvascular endothelial cells,HPMECs)后的细胞迁移率及TGF-β信号通路Smad2和Smad3磷酸化,进一步采用ALK5-siRNA和ALK5特异性抑制剂阻断细胞TGF-βⅠ型受体ALK5的活性,分析下调TGF-β/Smad2/3信号传导后的内皮细胞迁移率.结果显示:随着冷藏时间的延长,FFP中TGF-β1水平逐渐增加,其增加率为244.31 ng/(L.d)(P<0.05);与FFP(Day 0)相比,FFP(Day 5)诱导内皮细胞HPMECs的TGF-β信号通路Smad2/3磷酸化显著增加(P<0.05);不管是FFP(Day 0)还是FFP(Day 5)体外均能诱导内皮细胞迁移,与FFP(Day 0)相比,FFP(Day 5)诱导细胞迁移能力显著降低(P<0.05);阻断TGF-βⅠ型受体ALK5的活性、下调Smad 3信号传导可恢复FFP(Day5)诱导细胞迁移能力.上述结果表明,FFP能显著诱导内皮细胞迁移,4℃冷藏增加FFP中TGF-β1水平并增加内皮细胞TGF-β1信号传导,进而降低FFP诱导内皮细胞迁移.提示,FFP复苏疗效的提高可能与增加内皮细胞迁移有关,冷藏导致内皮细胞迁移降低进而降低FFP复苏疗效.     

TGF-β/BMPs、Wnt和MAPK信号通路在间充质干细胞向成骨细胞分化中的作用

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一种多潜能成体干细胞,具有向成骨细胞分化的能力.在MSCs向成骨细胞分化中,受到多种信号通路调控,其中TGF-β/BMPs、Wnt、MAPK信号通路发挥了重要作用.而且,通过对Smad1蛋白酶体的调节,Wnt和MAPK信号可以对TGF-β/BMPs通路进行调控.在相关信号通路的共同作用下,MSCs向成骨细胞分化.现对MSCs分化过程中TGF-β/BMPs、Wnt、MAPK这三条通路进行了简要综述.