锌转运蛋白家族SLC39A/ZIP和SLC30A/ZnT的研究进展

必需微量元素锌通过催化和结构作用参与机体多种酶和蛋白功能,与机体发育、脑功能、骨骼生长、生殖健康及免疫功能等密切相关。补充锌可以一定程度防治儿童腹泻、慢性丙型肝炎、急性下呼吸道感染以及感冒等疾病,然而过多的锌具有毒性。因此,机体存在复杂的锌离子稳态体系维持锌离子的吸收、储存和丢失的平衡过程。已发现哺乳动物中SLC39A和SLC30A两个转运蛋白家族直接参与细胞内锌离子的稳态代谢。SLC39A家族又称ZIP家族,共有14个成员,该家族多个成员已被证明可促进细胞外或细胞器内的锌离子转运到细胞质;SLC30A家族又称ZnT家族,共有10个成员,与SLC39A家族功能相反,多个家族成员可协助锌离子从细胞质内流出到细胞外或流进到细胞器内。研究提示ZnT1、ZIP4和ZIP5参与小肠锌离子吸收过程,ZIP10和ZnT1参与肾脏锌离子再吸收过程,ZIP5、ZnT2和ZnT1参与胰腺锌离子分泌丢失过程。另有证据证明SLC39A和SLC30A两个家族的蛋白还可能参与许多疾病包括肿瘤及糖尿病的发生和发展。本文将对哺乳动物SLC39A和SLC30A两个锌转运蛋白家族的最新研究进展进行综述。     

金属转运蛋白SLC39A14的生理功能及作用机制研究进展

溶质载体家族39 (solute carrier family 39, SLC39; Zrt-and Irt-like proteins, ZIPs)作为金属离子转运蛋白家族共包括14个成员,均具有8个跨膜结构域。近年来,国内外研究者围绕SLC39A14 (又称ZIP14)的离子转运及生理功能开展了深入研究,提示SLC39A14具有转运Mn~(2+)、Fe~(2+)或Zn~(2+)等二价金属离子的功能,并通过转运Fe~(2+)而参与细胞铁死亡的发生。携带SLC39A14基因纯合突变的患者表现为锰离子蓄积及年轻型帕金森样体征。此外,有研究报道SLC39A14在肝脏疾病、胰岛素代谢、脂代谢及肌肉疾病中发挥关键作用,为丰富微量元素代谢调控网络及疾病防控提供了重要理论依据。然而,Slc39a14全身敲除与组织特异性敲除小鼠之间的表型不尽相同,因此其在不同组织中的金属离子转运功能及机制尚待深入研究。该文系统综述了SLC39A14在金属离子转运、代谢紊乱疾病和分子调控机制等方面的研究进展,并就未来研究方向进行了展望和讨论。     

溶质转运蛋白超家族的功能及结构研究进展

溶质转运蛋白(solute carriers,SLC)超家族是人类细胞膜(含胞内膜)上最重要的膜转运蛋白家族之一,它参与了细胞间的物质运输、能量传递、营养代谢、信号传导等重要生理活动。SLC转运蛋白超家族包含52个亚家族,共有400多名成员。研究表明,人类基因突变所致SLC蛋白表达异常或功能缺陷与糖尿病、高血压、抑郁症等多种重大疾病密切相关,使得该家族蛋白的功能研究近年来备受关注。SLC转运家族蛋白三维结构的解析有助于阐述其底物选择性结合与转运的精确分子机制,为研究该家族功能相关疾病的分子机理以及针对理性药物研发奠定了精细的三维结构基础。本文对近年来溶质转运蛋白超家族的结构及功能研究进展进行了总结,试图对该家族的共性规律进行阐述。     

氨基酸转运载体SLC1A5在胃癌组织中的表达及其临床病理学意义

目的:研究氨基酸转运载体溶质载体家族1成员5(Solute Carrier Family 1 Member 5, SLC1A5)蛋白在胃癌组织中的表达情况,并探讨其与胃癌临床病理特征及预后的相关性。方法:收集进展期胃癌组织及对应癌旁组织90例,应用免疫组化技术检测SLC1A5在上述组织中的表达情况,并统计分析其表达与胃癌临床病理特征及预后的关系。同时通过基因数据库分析SLC1A5在胃癌组织和癌旁组织中表达情况及其对胃癌患者预后的影响。结果:与癌旁组织相比,胃癌组织中SLC1A5表达明显上调(P0.0001)。数据库研究也显示SLC1A5在胃癌组织中表达明显上调(GSE 65801,P=0.0046;GSE 63809,P0.0001;GSE 27342,P=0.0147)。胃癌组织中SLC1A5高表达与肿瘤大小(P0.05)、肿瘤浸润深度(P0.01)、淋巴结转移(P0.05)、TNM分期(P0.05)和Ki-67(P0.01)相关,而与年龄、性别、肿瘤位置及分化程度均无显著相关性(P0.05)。胃癌组织中SLC1A5表达强度与患者预后相关,表达越高,患者预后越差(总体生存率,P=0.0131;无复发生存率,P=0.0293)。数据库分析也显示SLC1A5高表达可明显缩短患者的总体生存期(GSE 14210,P=0.011;GSE 22377,P=0.0015)和无进展生存期(GSE 14210,P=0.0095;GSE 22377,P=0.0012)。结论:SLC1A5蛋白表达在胃癌组织中明显上调,且与肿瘤大小、肿瘤浸润深度、淋巴结转移及TNM分期有关。SLC1A5高表达与胃癌患者预后不良密切相关。     

龙眼WOX家族基因鉴定及在体胚发生早期的表达分析北大核心CSCD

为探究龙眼WUSCHEL相关的同源异型盒(WUSCHEL-related homeobox,WOX)家族基因的生物学功能与表达模式,该研究基于龙眼全基因组数据库对DlWOX家族成员进行鉴定与生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测验证其在龙眼体胚发生早期三个阶段以及在不同激素处理下的表达模式。结果表明:(1)共筛选出13个龙眼DlWOX家族成员,均为不稳定蛋白;亚细胞定位预测显示DlWOX定位于细胞核与细胞骨架上;进化树分析发现,DlWOX家族分为远古支、中间支和WUS(WUSCHEL基因是WOX家族中最先发现的基因)支。(2)基因结构分析发现,DlWOX内含子数在0~19个之间,其大部分的编码蛋白都含有基序motif1与motif2,部分成员含有特异的基序;DlWOX启动子顺式作用元件包含大量光与激素响应元件。(3)对DlWOX在龙眼不同组织部位及体胚发生早期的表达模式分析发现,该家族部分成员在龙眼叶片中高表达,DlWOX14.1、DlWOX14.2和DlWOX9A在胚性愈伤组织阶段(EC)高表达;qRT-PCR分析显示,大部分龙眼DlWOX家族成员响应茉莉酸甲酯(MeJA)和赤霉素(GA)的调控,除DlWOX6外,其余成员在GA与MeJA处理下均上调表达,其中DlWOX9A在GA和MEJA处理下表达量显著上调。研究发现,龙眼DlWOX9A转录组测序结果与qRT-PCR结果的表达量存在差异并且趋势也不完全相同,推测WOX家族在龙眼的整个体胚发生早期起着重要的作用,尤其是在GE阶段;龙眼DlWOX基因在进化过程中存在高度的保守性,部分DlWOX家族成员可能通过响应GA与MeJA激素在龙眼体胚发生过程中发挥作用。     

线粒体转运蛋白质家族

线粒体转运蛋白质家族（mitochondrial transporter family）等可溶性物质载体（solute carrier,SLC）,主要包括SLC25,广泛存在于真核生物线粒体中,负责可溶性物质跨线粒体内膜的转运。SLC25家族成员拥有相似的结构特征、种类繁多的转运底物,并与细胞的多种生理功能密切相关。有研究表明,SLC25家族蛋白质的缺失或突变可导致多种代谢性疾病或神经系统疾病的发生。     

FHL1的结构和功能及其与疾病的关系

FHL（four and a half LIM domain）家族是含有4 个半LIM结构域的蛋白家族,现发现该家族由5 个成员,即FHL1、FHL2、FHL3、FHL4、FHL5 /ACT 组成,其表达具有组织特异性.它们通过LIM结构域与某些结构蛋白、激酶、转录调控因子等多种蛋白质相互作用,对某些基因的表达、细胞分化与发育、细胞骨架形成等发挥重要调控作用.FHL1（four and a half LIM domain 1）是FHL家族中表达最广泛的成员,尤其在骨骼肌和心肌中高表达.近年研究表明其参与某些病理过程,与心血管疾病、肌肉疾病、肿瘤疾病等相关.     

肾脏有机阳离子转运体2在急性肾损伤中病理生理调控的研究进展

有机阳离子转运体2(organic cation transporter 2,OCT2)是溶质转运体(solute carriers,SLC)超家族中SLC22A家族的重要成员之一。肾小管上皮细胞基底膜侧表达的OCT2在维持机体内环境平衡方面起着重要作用,是肾脏主动分泌众多内、外源性有机阳离子型化合物(包括环境毒素、药物以及内源性代谢产物等)的主要转运体。在急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)期间,OCT2功能与表达的改变对其底物的清除具有巨大的影响,可导致药物的药代动力学过程发生改变,从而影响药物的安全性和有效性。现就OCT2的结构与分布、生理作用与调控机制以及在各种因素诱导的AKI中的功能与表达变化和病理生理调控等方面进行综述,旨在为临床合理用药提供参考。     

鲤鳞被SLC25A5基因的克隆和表达分析

本研究利用差异表达技术(Genefishing)在德国镜鲤和建鲤两个皮肤中表达差异,分离和克隆了鲤鱼鳞被相关的基因,溶质载体蛋白基因SLC(Solute Carrier Protein)大家族中SLC25基因小家族,通过克隆测序的序列在NCBI中比对结果分析,和SLC25家族中的SLC25A5基因结构非常相似,同源性达到9 9%。     

S100A8、S100A9在幽门螺杆菌相关胃癌 发生发展中的作用研究进展

S100家族是由20余个结构相似但功能各异的成员组成。该家族成员广泛参与感染、促炎、自身免疫等各种病理过程。近年来,越来越多学者发现S100家族成员在肿瘤的发展过程中也有不同程度的表达失调,且具有特异性。胃癌是我国常见的恶性肿瘤之一,国家癌症中心统计数据表明,2015年我国胃癌新发病率为679/10万,死亡率为498/10万[1],位居所有恶性肿瘤第2位。幽门螺杆菌(H.pylori)作为胃癌的Ⅰ类危险因子,目前其与胃癌的密切关系也得到了广大学者的认可。研究发现,S100家族成员——S100A8、S100A9在H.pylori感染相关胃炎、胃癌患者病理组织中表达显著上调,因此其在胃癌发生发展中的作用受到了学者的关注。本文主要就S100A8、S100A9在H.pylori相关胃癌发生发展中的作用作一综述。     

单羧酸转运体在肿瘤中的功能

单羧酸转运体 (Monocarboxylte Transporters,MCTs)属于溶质运载蛋白家族（Solute carrier family,SLC）SLC16A亚家族成员.目前已发现该家族有14个成员;研究表明,MCTs具有偶联转运细胞新陈代谢中产生的单羧酸与质子的功能. MCTs在肿瘤组织中表达普遍增高,肿瘤细胞是以糖酵解代谢方式获取能量,该过程中产生的大量乳酸被MCTs运出胞外,以保护细胞免因酸中毒诱发细胞凋亡;细胞外乳酸也能被肿瘤细胞摄取和利用.由于肿瘤组织的血管不发达,使肿瘤细胞内外的乳酸堆积,导致肿瘤细胞存活在缺氧和酸性微环境中,MCTs对此种环境中肿瘤细胞的存活与转移发挥重要作用.因此,研究肿瘤细胞和正常组织中MCTs的差异性表达及其机制,以及MCTs活性的调控机制,对于认识肿瘤细胞在缺氧和酸性微环境中存活与转移规律具有重要意义,并为肿瘤的治疗提供新的分子靶标.本文将对肿瘤中MCTs的功能研究的最新进展进行综述. 同时,结合我们的研究,提出了一些见解.     

细胞程序性死亡因子家族分子在细胞凋亡中的调控作用

细胞程序性死亡因子(programmed cell death,PDCD)是一类与肿瘤发展相关并在进化上高度保守的蛋白质。PDCD家族由多个成员构成。其中,研究较为深入的包括PDCD1、PDCD2、PDCD4、PDCD5、PDCD6、PDCD7、PDCD8及PDCD10。PDCD在人类的各组织及细胞中广泛分布,其主要功能是对细胞凋亡的调控。目前研究发现,PDCD家族成员可通过不同信号通路实现对肿瘤细胞活力的调控,且某些家族成员的缺失或过表达都会引起机体发生病变,证明其在多种疾病当中具有重要作用。本文汇总了PDCD1、PDCD2、PDCD4、PDCD5、PDCD6、PDCD7、PDCD8、PDCD9、PDCD10、PDCD11、PDCD12的基因结构与蛋白质结构,介绍了各家族成员在细胞程序性死亡过程中的关系,并总结目前所报道的PDCD家族成员在肿瘤,以及多种疾病中所发挥的调控作用,以期帮助科研工作者了解其在细胞凋亡中的作用,以及为肿瘤和相关疾病发生发展的分子机制提供参考。     

Cyclophilin A在心脑血管疾病方面的研究进展

亲环素A(eyelophilinA,cyPA)是一种胞质蛋白,属于亲免素家族(Cyclophilins)成员.它广泛存在并且大量表达于各种组织中,高度保守,具有肽脯氨酰顺反异构酶活性,能够参与多种信号转导途径.亲环素A具有很多生物学功能,包括血管疾病和免疫调节、肿瘤发生等.本文就Cyciophilin A蛋白在心脑血管疾病中的研究进展进行综述.     

锌稳态代谢调控造血发育的研究进展

锌是机体必需微量元素,对人体多系统发育有重要作用。锌缺乏是全球人群重要营养失衡性问题之一,与多种疾病发生相关。其中,锌稳态对于造血发育有着重大影响。造血发育是机体生成并分化成各系血细胞的过程,对生命的维系至关重要。临床研究数据提示,锌失衡会使髓系或者淋系造血细胞分化异常,尤其是对淋系影响更大,进而损伤机体免疫功能,影响人类健康。鉴于其关键生物功能,哺乳动物体内的锌稳态被严密调控,其中二价金属离子转运体SLC30和SLC39家族扮演着重要角色。近年研究发现,多个SLC30/SLC39蛋白通过调节锌稳态参与造血调控,如SLC39A8调控T细胞的活化、SLC39A10调控B细胞和巨噬细胞的分化、SLC30A1和SLC39A10可能参与红细胞成熟过程等。该综述将对锌稳态及其转运蛋白在造血发育中的研究进展进行回顾,并对该领域的未来发展方向进行探讨。     

普通烟草ATⅢ氨基转移酶家族序列鉴定与表达分析

氨基转移酶是5'-磷酸吡哆醛依赖酶,在植物的生长发育和非生物胁迫的反应中起重要作用。ATⅢ氨基转移酶家族(classⅢ aminotransferase family)是转氨酶家族中一个非常重要的亚家族。本研究利用普通烟草(Nicotiana tabacum)基因组序列信息,鉴定出26个ATⅢ家族成员,对烟草ATⅢ家族进行理化性质分析表明,普通烟草ATⅢ家族成员之间的理化性质差异较大;系统进化和结构域分析显示,烟草ATⅢ家族成员可形成4个分支,同一分支内ATⅢ家族成员的保守结构域的种类和组织形式高度一致;将19个家族成员定位在12条染色体上;分析普通烟草转录组数据,结果显示大多数家族成员在不同组织中都有表达,主要集中在叶脉、打顶后茎和叶、离体叶片等组织。对NtATⅢ1和NtATⅢ2基因的qRT-PCR分析显示,这两个基因主要在植物地上组织中表达。本研究为普通烟草ATⅢ基因的功能研究提供依据。     

R-spondin：一个新的Wnt信号通路相关蛋白家族的研究进展

R-spondin（Rspo）是近年来新发现的蛋白家族,包括4个成员（Rspo1～4）。已报道Rspo蛋白家族所有成员均为分泌性蛋白,均有两个富含半胱氨酸的furin-like结构域、1个TSP1结构域和富含碱性氨基酸的C端区域。Rspos通过激活并协同Wnt/β-catenin信号通路参与对细胞增殖和分化的调控,影响骨骼、肌肉、血管等组织的发育以及肢体和性腺的形成,并在多种疾病的发生过程中起重要作用。该文结合最新研究进展,就Rspo家族蛋白的结构、主要功能及其对经典Wnt信号通路的调控机理做一综述。     

白介素-17家族细胞因子的研究进展

白介素-17(interleukin-17,IL-17)细胞因子家族含有6个成员,分别是IL-17A(简称IL-17)、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E(也称IL-25)以及IL-17F。IL-17A是该家族中目前研究得最清楚的成员,它可以诱导抗菌肽和炎症性基因的表达,在宿主防御病原微生物如细菌和真菌等的感染中发挥着重要作用,同时也参与多种自身免疫病的炎症性发病病理。IL-17A及其受体的阻断性抗体在牛皮癣和类风湿性关节炎等自身免疫病的临床治疗试验中取得很好的疗效。IL-25诱导Th2相关基因的表达,在过敏反应和宿主抵抗寄生虫感染中发挥重要作用。近年来研究发现,IL-17C也参与宿主抵抗病原菌感染和自身免疫病病理,而IL-17细胞因子家族也参与肿瘤的发生和发展。尽管人们对IL-17A的信号转导机制有了一定的了解,但该家族中其他成员的功能机制还不清楚。因此,深入研究IL-17家族细胞因子的功能与分子机制将为相关疾病,如自身免疫病、感染性疾病、过敏性疾病和肿瘤等的治疗提供重要的理论基础和分子靶标。     

新疆野苹果AP2/ERF转录因子家族鉴定与响应腐烂病的表达分析北大核心CSCD

AP2/ERF转录因子家族参与了植物生长发育、抵抗胁迫以及植物激素响应等诸多生物过程,是植物中最重要的转录因子家族之一。该研究基于腐烂病菌侵染后的新疆野苹果(Malus sieversii)全长转录组,使用AP2保守结构域的隐马可夫模型PF00847,鉴定新疆野苹果的AP2/ERF家族成员。利用MEGA6、NCBI CDD-batch、MEME、EXPASY、BUSCA对MsAP2/ERF家族成员进行鉴定、分类和结构分析、理化性质和亚细胞定位分析。通过RNA-seq数据和qRT-PCR实验对差异表达的MsAP2/ERFs基因的表达水平进行分析和验证,旨在鉴定新疆野苹果中潜在具有腐烂病抗性的AP2/ERF家族基因资源。结果显示:(1)在新疆野苹果中共鉴定获得106个AP2/ERF基因,涵盖全部AP2(17个)、ERF(57个)、DREB(25个)、RAV(5个)和Soloist(2个)5个亚家族。(2)进一步的细化分类发现MsERF亚家族包括B1-B6 6个组,而MsDREB亚家族中只有A2、A4、A5、A6共4个组,缺少A1和A3组的基因成员。(3)RNA-seq表达模式分析结果表明,29个MsAP2/ERF基因在腐烂病感染过程中差异表达,其中MsERF亚家族中差异表达基因数量最多(19个)。(4)12个MsAP2/ERF代表基因的qRT-PCR结果表明:8个ERF亚家族基因均受腐烂病病菌诱导显著上调表达,其中B4类ERF成员基因(MsERF40)在腐烂病病菌侵染后5 d表达量上调表达倍数最高;4个MsDREB基因中,3个受到腐烂病病原菌诱导显著上调,1个下调表达;此外,含有TIR保守结构域的MsERF05在腐烂病病菌侵染1 d后上调表达69倍,表明ERF亚家族的MsERF40和MsERF05在新疆野苹果抗腐烂病过程中发挥重要作用。该研究结果为新疆野苹果AP2/ERF基因响应腐烂病的功能和机理研究奠定了基础。     

ADAMTS-7,血管重塑中的新靶点(英文)

血管重塑是动脉粥样硬化和血管再狭窄发病中的一个重要的病理生理学过程。越来越多的证据表明,具有降解细胞外基质能力的酶在血管重塑中发挥着重要的作用。含I型血小板反应蛋白的解聚素和金属蛋白酶(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs,ADAMTS)家族是一类最近被克隆的金属蛋白酶家族,该家族成员同样具备降解细胞外基质的能力。ADAMTS家族由19个家族成员组成,参与了一系列的正常生理学功能,如发育、血管新生和凝血等。而ADAMTS家族成员的异常表达通常会引发各种疾病,如关节炎、肿瘤、凝血功能障碍性紫癜。本文从ADAMTS家族第七个成员——ADAMTS-7的结构、组织分布、调控、尤其是通过其底物软骨寡聚基质蛋白(cartilage oligomeric matrix protein,COMP)精细调控血管稳态几个方面综述了其在血管重塑中作用的最新研究进展。     

LRH-1在肿瘤及干细胞中的功能研究进展

核受体(nuclear receptors,NRs)是转录因子家族中最大的成员,多以配体依赖的方式特异性调节其靶基因的表达,参与机体代谢、发育和生殖功能的调控。LRH-1(liver receptor homolog-1),也称为NR5A2(nuclear receptor subfamily 5,group A,member 2),是核受体家族的成员,作为转录共激活子调控相关基因的表达。LRH-1调控多种重要的生理功能,包括调节脂肪酸和胆固醇的代谢,另外在胚胎发育和分化中也起了重要作用。LRH-1在促进多种癌症的发生过程中扮演重要的角色,如结肠癌、胰腺癌、卵巢癌和乳腺癌。随着对LRH-1研究的深入,其在疾病和胚胎干细胞中的功能作用已备受关注,这也使得LRH-1成为了许多疾病的潜在治疗靶点。