脑红蛋白研究进展

脑红蛋白 (neuroglobin ,NGB)是新近发现的神经系统特异的携氧球蛋白 ,主要以单体形式存在于神经细胞中。NGB与脊椎动物肌红蛋白 (myoglobin ,MGB)和血红蛋白 (hemoglobin ,HGB)具有较低但仍然显著的序列同源性 ,因此从进化角度以及功能上已将其明确归入携氧球蛋白家族。人NGB为单拷贝基因 ,定位于染色体 14q2 4 ,含有四个外显子和三个内含子 ,可编码 15 1个氨基酸。NGB在包括视网膜神经元在内的大多数中央和外周神经细胞中都有表达。生理条件下NGB呈亚铁脱氧六配位形态 ,具有较强的氧亲和能力。缺氧能够诱导NGB的表达 ,而高表达的NGB则能够保护神经元免受缺氧损伤 ,从而在神经系统缺氧、缺血损伤中具有重要的神经保护功能。对NGB保护神经元的机制进行深入研究 ,将有可能对多种原因导致的缺氧性和退行性神经系统疾病带来全新的治疗方案     

脑红蛋白在胶质瘤中表达的研究进展

脑红蛋白(neuroglobin,NGB)是2000年Burmester发现的神经系统特异的携氧蛋白,广泛分布于人和动物组织器官中,主要在脊椎动物脑组织高度表达。目前研究认为,NGB在脑缺血缺氧状态下对神经元保护起着重要作用,缺氧能够诱导NGB的表达,而高表达的NGB则能够保护神经元免受缺氧损伤,从而在神经系统缺氧、缺血损伤中具有重要的神经保护功能,可为脑中风、新生儿窒息等缺血缺氧性神经系统病变及帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统退行性疾病的治疗带来新的希望。NGB在肿瘤细胞缺氧微环境中的作用也开始受到关注,其在肿瘤细胞中的表达研究开始成为这一领域内的研究热点。本文就NGB的生物学结构、功能和它在神经胶质细胞瘤中分布及其在临床医学中的应用等研究进展作一综述。     

重组人源脑红蛋白的高效表达、纯化及鉴定

脑红蛋白(Neuroglobin,NGB)是新发现的主要表达于脊椎动物神经元及视网膜中的第三类携氧珠蛋白。已有诸多报道认为脑红蛋白在缺氧缺血性脑损伤的神经保护过程中,作为活性氧簇(ROS)的清除剂或缺氧信号的感受器起重要作用,但其神经保护作用的具体机制不明。显然,实现该蛋白的制备对于研究其功能具有重要作用。基于此,通过RT-PCR从人胎脑中扩增出脑红蛋白cDNA并克隆到原核表达载体pBV220,通过测序鉴定正确后转化至大肠杆菌HB101中诱导表达,表达产物超声破碎后经凝胶过滤柱Sephacryl S-200和阴离子交换柱Q Sepharose FF纯化,最后通过Sephadex G-25脱盐。经15% SDS-PAGE和Western blot检测及质谱和蛋白序列分析鉴定制备的蛋白样品为脑红蛋白。本文采用两步法实现了脑红蛋白高效特异性纯化,为后期基于脑红蛋白神经保护作用的功能及机制研究奠定了重要基础。     

脑红蛋白对活性氧的清除作用及其在神经系统疾病中的功能意义

脑红蛋白(NGB)是神经系统特异性携氧珠蛋白,可作为内源性神经保护因子保护神经元免受缺血/缺氧性损伤。活性氧(ROS)是机体正常代谢的中间产物,生理状态下体内ROS处于产生与清除的动态平衡中。机体内过多的ROS是产生氧化应激的重要因素,也是导致多种疾病包括神经系统疾病的重要原因,因此清除体内过多的ROS是防治神经系统疾病的重要措施。目前已发现NGB在清除过多ROS方面可能起重要作用,这对调节ROS的内稳态水平具有重要意义。本文就NGB对ROS的清除作用及其在神经系统疾病中的功能意义进行综述。     

大鼠脑红蛋白(NGB)的原核表达、抗体制备及其细胞分布

脑红蛋白 (NGB)是新发现的与脑内氧供应密切相关的分子 .为了检测细胞内脑红蛋白的表达、亚细胞分布从而对该分子进行深入的功能研究 ,成功地将大鼠脑红蛋白基因编码区构建于原核表达载体pGEX 4T 2 ,转化大肠杆菌BL2 1(DE3) ,获得融合表达产物 .对含有融合蛋白的包含体进行溶解和复性 ,用谷胱甘肽S 转移酶 (GST)亲和层析柱纯化 ,通过免疫家兔获得了兔源性抗NGB多克隆抗体 .采用Western印迹分析技术 ,用该抗体检测NGB基因的真核表达产物 ,证明该抗体有较好的针对NGB蛋白的专一性 ,可用于对NGB的结构和功能研究 .同时 ,用该抗体进行免疫组化分析发现 ,正常成年大鼠神经系统中有较多的NGB免疫反应阳性细胞分布 ,提示NGB是与神经系统功能密切相关的重要分子     

脑红蛋白与Na^＋，K^＋-ATP酶β2亚基的相互作用及作用位点的鉴定

为研究神经系统特异性携氧蛋白———脑红蛋白 (NGB)保护神经元耐受缺氧损伤的分子机制 ,利用酵母双杂交系统从人胎脑cDNA文库中筛选与其有相互作用的蛋白质。序列分析表明 ,其中一个克隆的编码产物与Na ,K ATP酶 β2亚基 (NKA1b2 )序列一致。随后采用PCR方法从人胎脑cDNA文库中扩增获得NKA1b2全长cDNA。蛋白质结合实验表明 ,原核表达的NGB与体外转录翻译得到的NKA1b2在细胞外有结合作用。免疫共沉淀实验证明二者在生理条件下能够以复合物的形式存在。利用NGB系列短截体研究相互作用的位点发现 ,NGB蛋白N末端 1～ 75位氨基酸可与NKA1b2结合 ,但结合力很弱 ,而其C末端 75个氨基酸则与NKA1b2无结合作用 ,由此推测NGB蛋白整体的三维结构是结合所必需的。     

细胞红蛋白在缺氧性脑损伤中的研究进展

细胞红蛋白(CYGB)是2002年德国科学家Burmester在小鼠和人体内发现的第四种携氧球蛋白,与肌红蛋白(MB),血红蛋白(HB),脑红蛋白(NGB)属于同一家族,是血红素蛋白家族的新成员.它广泛分布于各个组织器官,跟其他携氧蛋白一样具有携氧,贮氧,氧感受器的功能.研究发现其在脑特定区域神经细胞的细胞质和细胞核都有分布,能够受脑缺氧的诱导,体内、外实验均表明其在缺氧情况下表达上调,能增加脑组织对缺氧的耐受能力,抵抗氧化应激所致损伤.缺氧所导致的脑损伤发生率很高,而且此类脑损伤严重影响了人类的健康和生活.所以,对细胞红蛋白进行深入的研究和探讨对于缺氧缺血性脑病,脑卒中,脑肿瘤等缺氧性脑疾病的预防和治疗有重大意义.此综述,通过概括细胞红蛋白的结构,脑内的分布,对缺氧的反应等说明其对缺氧性脑损伤潜在的保护作用.     

脑红蛋白和细胞红蛋白：携氧蛋白质家族2个新成员

脑红蛋白(neuroglobin, Ngb)和细胞红蛋白(cytoglobin, Cygb)是新发现的2个携氧蛋白家族的成员.脑红蛋白主要存在于脑中,而细胞红蛋白在全身各个组织都含有,它们和另外2个携氧蛋白——血红蛋白和肌红蛋白的同源性<25%,但它们在种属之间的同源性很高(>95%).脊椎动物脑红蛋白基因定位于14q24,细胞红蛋白基因定位于17q25,都含有4个外显子和3个内含子.2种蛋白在生理条件下含有6个配位键,不同于血红蛋白和肌红蛋白的5个配位键结构.这2种新蛋白和氧都具有很高的亲和力,在缺氧条件下其基因及蛋白表达都有明显的提升,对细胞的存活有一定保护作用.对于脑红蛋白和细胞红蛋白的功能研究,有助于更好地了解机体氧代谢和氧利用过程,并为临床在缺氧损伤时的治疗提供新的观点和途径.     

缺血缺氧疾病中脑红蛋白的表达

脑红蛋白是继血红蛋白和肌红蛋白后由Burmester等[1]于2000年发现的体内第3类携氧蛋白,脑红蛋白在视网膜组织中的含量高达100μmol/L,占视网膜总蛋白量的2%-4%,其浓度约为脑中浓度的100倍,而体内不同组织脑红蛋白表达量的增加均与组织的缺血缺氧密切相关。视网膜作为中枢神经系统的重要组成部分之一,对氧的需求远远大于其他神经组织,临床实践中存在着与视网膜相关的大量的缺血缺氧性疾病,视网膜的这种特征为我们深入研究脑红蛋白与视网膜细胞之间的关系提供了临床基础。本文就脑红蛋白在缺血缺氧疾病中的表达展开论述,为视网膜缺血缺氧损伤中脑红蛋白的表达提供相关依据。     

高原鼠兔脑红蛋白基因的克隆与组织表达

克隆高原鼠兔脑红蛋白(Neuroglobin,NGB)基因编码区并检测其在成年高原鼠兔脑组织和其他组织中的表达,同时探讨高原鼠兔低氧适应的分子生物学机制。从高原鼠兔脑组织中提取总RNA,通过RT - PCR 获得高原鼠兔NGB cDNA,将其与pGEM - T Easy 载体连接,构建重组质粒,蓝白斑筛选阳性克隆并进行鉴定和测序;制备地高辛标记的RNA 探针并采用原位杂交法(In suit hybridization,ISH) 分析脑红蛋白基因在高原鼠兔脑组织中的分布;采用RT - PCR 和蛋白印记(Western blot)检测高原鼠兔不同组织中脑红蛋白的表达含量。将含有目的片段的阳性克隆经测序和Blast 分析,显示其部分编码序列与GenBank 中绵羊、大鼠等同源性很高(大于84% ),表明本实验所克隆的序列为脑红蛋白基因;原位杂交结果显示NGB 在青藏高原土著动物高原鼠兔脑部分布较为广泛;高原鼠兔不同组织中都有NGB mRNA 表达,NGB 基因并不是中枢神经系统所特有的,睾丸和肾上腺也有较高的表达。NGB 基因在高原鼠兔脑组织和其他组织中分布较为广泛,推测NGB mRNA 可能在高原鼠兔机体较为广泛的区域中发挥着作用,同时为高原低氧适应相关基因的研究提供了实验依据。