紧密连接的构成、装配及其调控研究进展

紧密连接(TJ)是存在于所有上皮或内皮细胞连接最顶端的大分子复合物,主要由胞浆蛋白和跨膜蛋白构成,是物质旁细胞转运途径和细胞极性维持的结构和功能基础.此外,TJ双向参与细胞信号的调控,不仅接收来自细胞内部的信号,调控TJ蛋白的装配和成熟;还可传递外来信号到细胞内部调控细胞的增殖、迁移、存活和分化.本文重点介绍了细胞TJ的分子构成、装配和功能调控方面的最新进展,并综述了TJ在肿瘤发生和发展、丙肝病毒感染和遗传性耳聋中的功能,以期为防治与TJ改变相关的上皮疾病提供理论指导.     

促炎因子调控紧密连接的研究进展

紧密连接存在于所有上皮或内皮细胞间连接的最顶端,是物质经过旁细胞途径进行物质转运的结构基础,具有"屏障"和"栅栏"的作用。在炎症及免疫因素介导的多种疾病中,如炎症性肠病、囊肿性纤维化、舍格伦综合征和神经系统炎症等,患者血清及疾病累及的上皮或内皮组织均出现多种促炎因子含量升高。促炎因子作用于相关的上皮或内皮组织,通过影响紧密连接蛋白的表达、结构和功能从而调控上皮或内皮的旁细胞途径通透性,是炎症性疾病的一个重要的发病机制。本文重点综述了促炎因子对肠道、呼吸道、唾液腺上皮以及脑微血管内皮紧密连接的调控及其相关分子机制。     

microRNA调控紧密连接功能的研究进展

紧密连接(tight junction,TJ)是构成机体上皮和内皮屏障的重要结构,在维持细胞极性,调控物质扩散,防止毒素、过敏原以及病原体入侵中发挥重要作用。微小RNA(microRNA,miRNA)长度约19～25个核苷酸,是能在转录后水平调控基因表达的内源性非编码RNA。研究表明,miRNA可以调节编码TJ蛋白基因的稳定性和翻译过程,调控TJ功能,影响肠道、呼吸道、脑和视网膜等众多组织器官的屏障功能,从而参与全身多种疾病的发生发展过程。本文就miRNA对TJ的调节作用以及与相关疾病发生发展的关系进行综述,为防治与TJ改变相关的疾病提供新的思路。     

MCT在精子发生中的表达规律及调控机制的研究进展

单羧酸转运蛋白(monocarboxylate transporters,MCTs)是哺乳动物细胞膜上一类重要的跨膜转运蛋白,主要负责乳酸盐、丙酮酸盐、酮体等单羧酸类化合物的跨膜转运。MCT基因在睾丸生精上皮细胞发育、分化过程中具有不同程度表达,并通过多种途径调节精子发生过程。开展对MCT基因在精子发生过程的作用研究有助于人们从能量代谢角度进一步阐明生精细胞发育和精子发生的调控机制。本研究着重从MCT在精子发生过程中的表达定位、功能及调节机制进行综述。     

β-肾上腺能化合物对Cl~-跨蛙直肠上皮转运的影响

氯离子在上皮物质转运过程中发挥重要作用。目前Ｃｌ－跨紧密吸收上皮转运的研究资料表明,Ｃｌ－跨上皮吸收主要经细胞通路进行。至少由两个步骤组成。一是经上皮细胞顶膜的电导性Ｃｌ－通道进入细胞内;二是经上皮细胞基侧膜的协同转运系统或高电导Ｃｌ－通道排出细胞外...     

囊泡转运蛋白SM蛋白家族的研究进展

真核细胞中含有多种不同功能的转运囊泡。虽然转运途径和携带物质各异,但细胞转运的基本分子机制却呈现出高度相似性和保守性。大多数转运途径都需要一种SNARE（Soluble NSF Attachment Protein Receptor）蛋白质复合体介导转运膜泡与靶膜的融合。同时,另一个蛋白家族,Secl／Muncl8蛋白（SM蛋白）也在囊泡运输中发挥重要作用。但是相比于对SNARE蛋白的认识的一致性,在不同的研究中SM蛋白的功能及其与SNARE复合体的相互作用方式却不尽相同。以下综述近年来有关SM蛋白结构和功能的研究进展,并归纳SM蛋白分子的作用机制、功能以及应用。     

Na-K-Cl协同转运蛋白研究进展

Na-K-Cl协同转运蛋白是一类膜蛋白,负责转运Na、K、Cl离子进出上皮细胞与非上皮细胞。Na-K-Cl介导的转运过程是电中性的,多数情况下是1Na:1K:2Cl(乌贼轴突中是2Na:1 K:3Cl),其活性被布美他尼(bumetanide)和呋塞米(furosemide)所抑制。迄今为止,Na-K-Cl协同转运蛋白被鉴定出来两个同源异构体:NKCC1和NKCC2。NKCC1存在于多个组织中,含有NKCC1的上皮大多数属于分泌上皮,而且会有Na-K-Cl协同转运蛋白位于基底膜外侧;NKCC2只存在于肾脏,位于上皮细胞致密班的顶膜上。Na-K-Cl协同转运蛋白的调控在不同的细胞和组织中是不同的。Na-K-Cl协同转运蛋白的活性会受激素刺激和细胞体积变化的影响;有些组织中,这种调控作用(尤其是NKCC1亚基)是通过特定的激酶使该转运蛋白自身发生氧化/硝化、磷酸化/去磷酸化来实现的;蛋白过表达在Na-K-Cl协同转运蛋白的激活中也起重要作用。     

Na-K-Cl协同转运蛋白研究进展

Na-K-Cl协同转运蛋白是一类膜蛋白,负责转运Na、K、Cl离子进出上皮细胞与非上皮细胞。Na-K-Cl介导的转运过程是电中性的,多数情况下是1Na：1K：2C1（乌贼轴突中是2Na：1K：3C1）,其活性被布美他尼（bumetanide）和呋塞米（furosemide）所抑制。迄今为止,Na-K-Cl协同转运蛋白被鉴定出来两个同源异构体：NKCCl和NKCC2。NKCCl存在于多个组织中,合有NKCCl的上皮大多数属于分泌上皮,而且会有Na-K-Cl协同转运蛋白位于基底膜外侧;NKCC2只存在于肾脏,位于上皮细胞致密斑的顶膜上。Na-K-Cl协同转运蛋白的调控在不同的细胞和组织中是不同的。Na-K-Cl协同转运蛋白的活性会受激素刺激和细胞体积变化的影响;有些组织中,这种调控作用（尤其是NKCCl亚基）是通过特定的激酶使该转运蛋白自身发生氧化／硝化、磷酸化／去磷酸化来实现的;蛋白过表达在Na-K-Cl协同转运蛋白的激活中也起重要作用。     

极化上皮细胞中转运蛋白的分选

上皮组织细胞必须极化其表面区域以执行其转运生理功能。不同膜转运蛋白定位于细胞膜的不同区域,而细胞与细胞之间则须通过紧密连接复合体紧密连接成极化区域,并调节旁细胞途径的通透性。精密的机体要求上皮细胞具备一个筛选装置,用于将新合成的转运蛋白定位于合适的表面区域;转运蛋白本身也必须内含规定其功能位置的分选信号。目前上皮细胞蛋白分选和蛋白质之间相互作用已被逐渐阐明。上皮细胞通过细胞信号转导途径形成极化初始状态,将自己定位于特定位置,调节细胞与细胞之间、细胞与基质之问的相互作用。最近研究发现其信号转导通路的一个成员是一种AMP激活的蛋白激酶（AMP-stimulated protein kinase．AMPK）,它也是细胞能量感受器。     

封闭蛋白的结构、功能及其与人类疾病

紧密连接（tight junction,TJ）是脊椎动物细胞间连接的一种主要形式,对介导上皮细胞间的黏合、维持上皮细胞的功能具有重要作用。TJ是由一系列跨膜蛋白和外周蛋白相互作用而形成的一个复杂的蛋白质体系,封闭蛋白（occludin）是构成TJ的主要成分之一。目前,已发现封闭蛋白与许多人类疾病有关。本文仅就封闭蛋白的结构、功能及其与人类疾病的关系做一综述。     

Rab蛋白在膜转运中的角色及相关细胞生物功能

Rab蛋白是多种细胞膜转运的关键调节蛋白,在转运囊泡的形成、转运、停靠以及融合中发挥重要作用。胞内定位不同的Rab蛋白在膜转运过程中具有协调性,形成了复杂的调控网络。在肾上皮细胞中Rab蛋白可参与细胞的极化、基底膜的蛋白质分泌以及初生纤毛的形成;在神经元细胞中Rab蛋白能调控突触囊泡的转运、纤毛的生成和功能发挥以及神经元的迁移活动;此外,Rab蛋白还可参与调控内质网的形态发生、Weibel-Palade小体(Weibel-Palade body,WPB)的生成以及炎症反应的发生。此类调控过程中,任何环节的改变都可能会导致蛋白质转运的异常,进而引发各种疾病。本文对Rab蛋白在膜转运中的调控作用,进而在多种细胞的生物功能的调节中所扮演的角色进行系统地描述。     

扣带素——调节血管内皮细胞屏障功能的新靶点

正血管内皮细胞间连接最顶端的紧密连接是构成旁细胞屏障的重要结构。紧密连接由跨膜蛋白和胞浆蛋白组成,其中胞浆蛋白作为桥梁连接跨膜蛋白和细胞骨架蛋白,因此在决定紧密连接结构的完整性中发挥了重要的作用。然而目前,关于血管内皮中特异性表达的重要胞浆蛋白的研究仍十分有限。扣带素(cingulin)是1988年发现的一种紧密连接胞浆蛋白,已有研究表明cingulin在上皮细胞中参与调控紧密连接跨膜蛋白的表达以及细胞的增殖能力。然而,cingulin在血管内皮中的作用     

微生物有机酸转运蛋白的研究进展

转运蛋白是一类膜蛋白,可介导生物膜内外化学物质的跨膜转运及信号交换。有机酸转运蛋白在微生物有机酸代谢的跨膜转运过程中发挥重要作用,根据转运蛋白有机酸转运的方向不同可以分为摄取转运蛋白和外排转运蛋白。在微生物代谢中,有些有机酸可以作为能源直接参与体内代谢,有些是能量转换过程中的重要中间产物;摄取转运蛋白的过表达,可以促进微生物细胞获取能源物质,高效的生产目标产物;有机酸摄取转运蛋白敲除或外排转运蛋白表达,有利于底盘细胞外排更多目标产物,进而促进有机酸的生物合成。研究有机酸转运蛋白的结构和功能,有助于解析微生物细胞有机酸生物合成及利用的机制,对于提高工业微生物对有机酸的利用及生物合成具有重要作用。本文综述了微生物有机酸转运蛋白分类和结构、转运方式和转运功能等方面,重点综述了转运蛋白在有机酸生产中的应用,为工业微生物有机酸的高效生物合成及未来发展提供参考。     

非典型应答调控蛋白活性调控机制

双组分信号转导系统是生物中广泛存在的调控系统,通常由组氨酸激酶和应答调控蛋白(Responseregulator,RR)两个组分构成。典型的RR通过一个磷酸化机制调控活性。非典型应答调控蛋白在细菌中广泛存在,并调控细菌的生长发育、抗生素合成、Fe的转运等多种生理功能。以下主要综述目前研究比较清楚的非典型应答调控蛋白的结构和功能方面的进展,并以链霉菌中杰多霉素生物合成途径中的非典型应答调控蛋白JadR1为例,阐明调控蛋白活性调控的新机制。     

内质网相关细胞器互作的研究进展

真核细胞中内质网是由片状和管状两种不同形态组成的连续的生物膜结构,参与细胞内蛋白质和脂质的合成以及钙离子稳态的调控等。内质网通过蛋白-蛋白及蛋白-脂质的相互作用与多种膜性细胞结构建立膜接触位点,进行物质的交换、信号转导、膜动态性调控等生理活动。内质网与膜性细胞结构互作的缺陷也会引发许多人类重大疾病。该文介绍了内质网与一系列膜性细胞结构接触位点形成的分子机制及其潜在功能。     

胞外ATP在呼吸道中的作用

ATP不但是各种细胞的能量来源,而且更是一种自分泌或旁分泌的胞外信使,参与细胞一系列的生物学效应。ATP从呼吸道上皮细胞中释放,在调节呼吸道表面液体量的平衡、黏膜纤毛清除能力和呼吸道防御功能方面起重要作用,并参与呼吸道疾病及炎症的发生。本文对ATP从呼吸道上皮释放的途径,ATP调节呼吸道上皮离子转运的机制,ATP对呼吸道平滑肌的双重调节作用,以及ATP参与呼吸道疾病和炎症的发生机制等方面予以综述。     

气道上皮细胞P2Y嘌呤受体:从离子转运到免疫功能(英文)

水盐的转运调控对呼吸道、生殖系统以及消化道等多个器官系统的整体功能都至关重要。气道上皮的液体分泌就是通过离子转运产生的渗透压所驱动的,而这种腔面方向渗透梯度的决定因素则是氯离子(Cl-)的外向转运。在各类上皮细胞中,多种经典的信号转导级联都与离子运输的调节相关,其中包括两个为人熟知的胞内信号系统:细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)的升高,以及环核苷酸,如环腺苷酸(cAMP)合成率的升高。Cl-的分泌主要是通过开放上皮细胞顶膜面Ca2+激活或cAMP激活的Cl-通道。另外基底面Ca2+激活或cAMP激活钾离子(K+)通道的开放同样对离子跨上皮转运的调节起重要作用,会使细胞超极化从而保持顶面Cl-通道开放,并持续释放Cl-。P2Y受体表达于几乎所有极性上皮的顶膜或基底膜面,并调控分泌液体与电解质的运输。人气道上皮细胞中有多种核苷酸受体的表达。细胞外核苷酸,如UTP和ATP,都是能发动钙离子浓度升高的促分泌素。它们从气道上皮细胞释放到胞外,又以自分泌的形式作用于上皮细胞并刺激跨膜离子转运。与此同时,最新研究结果证明在支气管上皮细胞与其它免疫细胞中,P2Y受体还具有分泌炎症因子的功能。     

单羧酸转运泵基因家族研究进展

单羧酸转运泵（monocarboxylate transporter,MCT）是哺乳动物细胞中的重要跨膜蛋白,涉及细胞的多种功能,包括胞内pH值调节及乳酸跨膜转运等.目前,已克隆出至少8个MCT亚型的cDNA,构成了哺乳动物细胞离子转运泵的一个新基因家族.各亚型具有底物和抑制剂的特异性以及组织学分布的差异性.因此,研究MCT的结构功能及调控机制,将可能为肿瘤等疾病诊治提供新的手段.     

病原微生物感染破坏上皮细胞黏附连接的研究进展

上皮细胞具有高度规则的结构并为下层组织提供保护层,以防病原微生物侵入。上皮细胞排列整齐的结构基础是细胞间连接,一般是细胞间黏附分子形成的有规律连接复合物,如黏附连接(adherens junctions, AJs)。然而,为了破坏或穿越上皮屏障引起宿主感染,病原体通常采取各种策略靶向作用和调控黏附连接,如细菌通过靶向E-cadherin (E-钙黏蛋白)、β-catenin (β-连环蛋白)或细胞内信号通路破坏AJs,而病毒通过靶向E-cadherin或与nectin (黏连蛋白)相互作用侵入细胞。对病原微生物与黏附连接相互作用的机制研究,不仅能在细胞水平解释上皮屏障的基本生理特性,而且能阐明病原体侵入宿主的机制,为防治病原体感染提供新的思路和理论基础。     

解析紧密连接分子claudins的组装方式

正紧密连接是一组由跨膜蛋白和胞浆蛋白构成的复合物,在调节溶质和水等经旁细胞途径的转运中起着决定作用。其中,claudins家族作为重要的四次跨膜蛋白,其组装方式及过程尚不清楚。作者选取在屏障形成(barrier-forming)和孔道形成(pore-forming)中发挥作用的两个代表性分子即claudin-3和claudin-10b展开研究。