SR蛋白家族在RNA剪接中的调控作用

SR蛋白家族成员都具有一个富含丝氨酸/精氨酸(S/R)重复序列的RS结构域,在RNA剪接体的组装和选择性剪接的调控过程中具有重要的作用。绝大多数SR蛋白是生存的必需因子,通过其RS结构域和特有的其他结构域,实现与前体mRNA的特异性序列或其他剪接因子的相互作用,协同完成剪接位点的正确选择或促进剪接体的形成。深入研究SR蛋白家族在RNA选择性剪接中的调控机制,可以促进以疾病治疗或害虫防治为目的的应用研究。该文总结了SR蛋白家族在基础研究和应用方面的进展。     

卵巢低氧微环境调节哺乳动物排卵的分子机制

哺乳动物排卵过程复杂,包括卵泡发育、卵泡成熟破裂后的排卵以及黄体形成和退化等过程。目前研究表明,排卵过程受低氧微环境和响应低氧条件的因子-低氧诱导因子(Hypoxic inducible factor, HIF)的影响。低氧调控HIF并影响许多生理过程,如血管生成、炎症反应等。尽管排卵的具体过程早已阐明,但低氧参与调控排卵过程的分子机制并不十分清楚。本文主要综述了哺乳动物在排卵过程中低氧环境如何产生以及HIF如何调控该过程的分子机制,旨在进一步理解排卵机制和卵巢的综合性功能,为相关的卵巢疾病提供一定的理论依据。     

Pax基因功能及其选择性剪接的研究进展

Pax基因家族编码的蛋白是一组极为重要的转录调控因子,在胚胎发育的器官形成中扮演重要角色,其主要功能包括：调控细胞增殖、促进细胞自我更新、诱导前体细胞定向转移以及改变特异细胞系的分化方向。目前已知,Pax基因的非正常表达是多种先天性疾病的主要诱因。Pax基因的选择性剪接体通常具有一定的空间特异性,每种剪接体都有其主要作用的靶位和信号通路。文章简述了Pax基因的相关背景知识,详细介绍Paxl—Pax9调控在胚胎组织发育中的各项功能,并列举了现已确定的Pax基因在不同物种中的选择性剪接产物。     

低氧信号传导途径与鱼类低氧适应

低氧信号传导途径是从线虫到哺乳动物都十分保守的一个细胞信号传导途径系统,它对于维持后生动物的氧稳态至关重要.低氧诱导因子是该信号传导系统中最为关键的因子.对低氧诱导因子的调控是对低氧信号途径网络进行有效调控的主要方式.由于鱼类生存的水环境溶氧量的变化很大,在长期进化过程中,鱼类演化出适应不同浓度溶氧水环境的物种,并发展出千差万别的低氧适应策略.对鱼类低氧适应策略及其低氧适应机制的研究,对于认识鱼类物种形成的动因和培育耐低氧鱼类新品种具有十分重要的意义.本文在总结低氧信号传导及其调控机制研究进展的基础上,综述了鱼类低氧信号途径、低氧适应策略、低氧信号途径网络调控等方面研究的慨况.     

昆虫对环境低氧的适应:生理和分子机制研究进展

氧是机体进行新陈代谢和维持生存的必要因素。低氧环境在自然界普遍存在,也是许多重大疾病(如癌症)发生过程中基本的病理生理特征。生物包括昆虫在其生存和发育过程中经常面对低氧的挑战,它们发展出了各自的适应策略以求得生存和繁荣壮大。昆虫对于低氧环境适应包括在气管系统通气量、气体交换模式、体型大小和发育时间等生理机制上的改变。为揭示昆虫低氧适应机制,研究人员针对不同昆虫采用了来自人工选择或者自然选择的品系(种群),使用了基因芯片表达和转录组测序、基因组重测序技术和基因操作等技术。基于这些方法研究发现,在分子机制方面,昆虫可以通过抑制能量代谢、提高氧气利用率来适应低氧环境;还可以通过胰岛素通路、低氧诱导因子(HIF)信号通路等来调节自身代谢活动从而适应环境低氧;除此之外,昆虫的气管系统可以在基因调控下通过代偿性生理和形态变化来适应低氧环境。昆虫低氧适应机制的研究为探求昆虫数亿年进化过程中体形改变、物种形成、种群动态等提供提供新的视野,也增进对动物应对低氧或缺氧机理的深入理解,特别是为研究人类重大疾病的发生提供重要启示。     

低氧诱导因子2在肿瘤发生发展中的作用和机制

低氧是肿瘤发生和发展中的一种常见的微环境。低氧诱导因子1和低氧诱导因子2介导了肿瘤细胞对低氧环境的适应性应答,尽管两者具有高度的同源性,但各自具有独特的功能。近来对低氧诱导因子2的研究表明,它在肿瘤的代谢、增殖、血管生成、转移、化疗耐药等方面有着非常重要的作用。现从以上方面对低氧诱导因子2在肿瘤发生发展中的作用和机制进行综述。     

铜调控低氧诱导因子1转录活性的研究进展

低氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1,HIF-1)是由α亚基(HIF-1α)和β亚基(HIF1β)组成的异源二聚体转录因子,在低氧情况下调控细胞组织进行血管新生等对低氧环境的反应性活动,使细胞组织适应低氧环境,是组织中调控氧稳态的关键因子。在低氧情况下,HIF-1特异性的促进一系列血管新生相关因子的表达,这一过程需要微量元素铜的参与。铜对于这一过程中HIF-1转录复合物形成及其与DNA结合都是必须的。但是当组织长期处于缺氧/低氧的环境中时,铜从组织中流失,从而导致了HIF-1调控的这些血管新生相关因子的表达受到抑制,组织的血管新生受到抑制。因此对铜特异性调控HIF-1转录活性的深入理解能够帮助我们深入理解缺血缺氧性疾病,从而为治疗缺血缺氧性疾病提供新的思路。     

秀丽线虫:低氧应答研究的模式生物

低氧能够引起秀丽线虫发生相应的生理和行为学变化,并可保护机体免受缺氧损伤.秀丽线虫的低氧诱导因子(HIF-1)的恒定性调控通路和人类的相应通路之间具有高度保守性,因此秀丽线虫也已成为研究低氧应答调控通路进化保守性的重要工具之一.阐明秀丽线虫的低氧应答机制将为了解人类低氧相关疾病的发病机制提供有价值的线索.     

转录辅调节因子在剪接过程中的作用

细胞通过基因表达调控来应对外界刺激,其中对基因转录起始和pre-mRNA剪接的调控是基因表达调控的重要环节。越来越多的实验显示基因转录和pre-mRNA剪接这两个过程在时空上密切相关。基因转录能调节剪接模式的选择性,反之剪接过程也影响基因转录。近年来研究发现转录辅调节因子在联系转录和剪接过程中扮演着重要角色。转录辅调节因子对基因表达的调控不仅在于影响转录产物的量,还可以调控pre-mRNA的选择性剪接并产生不同的剪接体,从而翻译出具有不同生物学功能的蛋白质。本文主要阐述了基因转录与剪接之间的关系以及它们之间相互作用的机制,有利于更深入理解基因表达调控的过程。     

低氧与心肌细胞凋亡

细胞凋亡是心肌细胞低氧损伤的主要死亡形式之一。低氧引起心肌细胞凋亡可以通过外部的死亡受体通路以及内部的线粒体通路,两条通路之间又存在复杂的交互作用,其中,线粒体通路在低氧诱导的心肌细胞凋亡中起重要作用。另外,心肌细胞本身也具有多种内源性的凋亡抑制因子。因此,低氧时心肌细胞凋亡的产生是多种因素综合作用的结果,Bcl-2家族蛋白、线粒体通透性改变、细胞色素c的释放以及caspases的活化等参与了低氧引起的心肌细胞凋亡的调控。对低氧时心肌细胞凋亡的认识和深入研究,为人类在缺血性心脏病的防治中提供了一个新的治疗措施。     

细胞信号转导与可变剪接调控

大多数真核基因能够发生可变剪接,其调控对于生理和病理状态下细胞功能的实现至关重要,而异常可变剪接则可导致多种疾病。虽然已知可变剪接能够在转录后水平调节基因表达,然而目前仍不清楚特定的可变剪接模式是如何被调控的。越来越多的研究发现细胞信号和外界环境刺激能够调控靶基因的剪接模式,并且已发现一些与可变剪接调控有关的信号转导通路,而后者能够通过修饰剪接因子进而改变剪接因子的亚细胞定位或者活性,从而实现对靶基因可变剪接模式的调控。由细胞信号转导通路所构成的网络能够灵活多样地调控基因剪接,一条信号通路可调控多个基因剪接,而多条信号通路也可调控同一基因剪接,对于理解信号转导过程的分子机制具有重要意义。     

VHL loss of function and its impact on oncogenic signaling networks in clear cell renal cell carcinoma

Loss of von Hippel-Lindau tumor suppressor gene function occurs in familial and most sporadic clear cell renal cell carcinoma, resulting in the aberrant expression of genes that control cell proliferation, metabolism, invasion and angiogenesis. The molecular mechanisms by which loss of function leads to tumorigenesis are not yet fully defined. The von Hippel-Lindau gene product is part of an ubiquitin ligase complex that targets hypoxia inducible factors for polyubiquitination and proteasomal degradation, linking hypoxia response genes to renal cell carcinoma oncogenesis. Loss von Hippel-Lindau gene function also promotes cell invasiveness in response to hepatocyte growth factor, an important regulator of kidney development and renal homeostasis. Increased cell invasiveness is mediated by another ubiquitin ligase target with relevance to the molecular pathogenesis of renal cell carcinoma: beta-catenin. This discovery and other recent insights into kidney cancer oncogenesis implicate convergent developmental and homeostatic signaling pathways in tumorigenesis, tumor invasiveness and metastasis.     

Effect of chronic intermittent hypoxia on biological behavior and hypoxia‐associated gene expression in lung cancer cells

Hypoxia plays an important role in the development of solid tumors and is associated with their therapeutic resistance. There exist three major forms of hypoxia: acute, chronic, and intermittent hypoxia. Previous studies have shown that cancer cells could behave in the form of adaptation to hypoxia in tumor growth, which could result in their biological changes and determine their responses to the therapies. To investigate the tumor cells' adaptation to hypoxia, we recreated two models using two lung cancer cell lines in the presence of intermittent hypoxia, which is characterized by changes in oxygen pressure within the disorganized vascular network. We investigated biological behaviors such as cell cycle, proliferation, radiation sensitivity, apoptosis and migration, hypoxia signal pathway in the lung cancer cells treated with chronic intermittent hypoxia, as well as the role of hypoxia inducible factor 1 there, hypoxia‐inducible genes analyzed by real‐time RT‐PCR chip in H446 cells treated with the model. The results indicated the changes of some hypoxia target gene expressions of those induced by hypoxia, some of which were confirmed by real‐time RT‐PCR. The cells mediated by irradiation induced resistance to radiation and apoptosis and increased metastasis in lung cancer cells. It was found that such changes were related to hypoxia inducible factor 1, alpha subunit (HIF‐1α). J. Cell. Biochem. 111: 554–563, 2010. © 2010 Wiley‐Liss, Inc.     

HIF-1α的可逆性SUMO化修饰

低氧诱导因子1(hypoxia inducible factor-1, HIF-1)是参与调节机体氧平衡的重要转录因子,在细胞低氧应答反应中起核心作用,能调节100多种涉及低氧应激下细胞适应和存活的靶基因．HIF-1由氧敏感的α亚基和在细胞内稳定表达的β亚基组成．其中α亚基可受到多种翻译后化学修饰作用,如在常氧下,HIF-1α通过泛素化蛋白酶修饰并导致其快速降解．最近几年发现的泛素样蛋白家族成员小泛素蛋白样修饰蛋白（SUMO）也能与HIF-1α共价结合．SUMO是一种分子量约为12 kD的小蛋白,从拟南芥到人类普遍存在．SUMO可共价结合许多靶底物蛋白,并对其进行翻译后修饰,该过程称为SUMO化．与泛素化蛋白酶体途径不同的是,SUMO化修饰能在常氧和相对低氧的条件下调节HIF-1α蛋白的稳定性,从而改变其转录活性．SUMO化是一个可逆的动态过程,可被特异性蛋白酶ULP/SENP将其从底物上去除．本文主要就HIF-1α的可逆性SUMO化修饰作一综述．     

The signaling pathway of hypoxia inducible factor and its role in renal diseases

Abstract

It is well-documented that hypoxia inducible factor (HIF) is a key mediator of tissue and cellular adaptation to hypoxia. HIF-target genes are also involved in cellular apoptosis and profibrotic mechanisms. The role of HIF in diseases is not consistent. It is a risk factor for tumor progression, whereas it plays a protective role against ischemic hypofusion. For renal diseases, it is not always a risk or protective factor. Many factors are involved in the pathogenesis of renal diseases. It is reported that HIF not only increases hypoxia tolerance, but also regulates a lot of signaling pathways. In the past decades, a number of studies were also conducted to explore the association between HIF and the risk of renal diseases. However, the role of HIF in the development of renal diseases was not entirely clear. In this study, the signal transduction pathways of HIF and its role in the pathogenesis of renal diseases were reviewed.