蛋白激酶R样内质网激酶信号通路在内质网应激中作用的研究进展

蛋白激酶R样内质网激酶(protein kinase R-like ER kinase,PERK)是一种位于内质网膜上的I型跨膜蛋白,属于eIF2α上游激酶家族.当发生内质网应激时,PERK被激活,通过磷酸化真核细胞起始因子2α(eukaryotic initiation factor 2α,eIF2α)抑制蛋白质合成,并活化转录活化因子4介导的细胞凋亡途径,参与细胞的整合应激反应.PERK本身的活性可以被特异性的磷酸酶去磷酸化抑制,所调控的信号途径在心力衰竭、缺血-再灌注损伤及代谢异常等病理过程中发挥重要作用.     

真核翻译起始因子2α激酶在肾脏疾病中的作用研究进展

肾脏疾病的防治一直是医学研究的重点。真核翻译起始因子2α激酶（eIF2α）是哺乳动物细胞中代谢应激反应的关键因子,可诱导整体蛋白质翻译抑制,并在不同的细胞代谢应激下控制细胞存活。eIF2α激酶在维持机体的正常生理功能方面及肿瘤、免疫和代谢相关疾病等的发生发展过程中发挥重要作用。研究提示eIF2α激酶可能参与多种肾脏疾病的病理过程,因此,本文对eIF2α激酶家族及其在肾脏疾病中的可能作用等方面的研究进展进行归纳总结,以期为肾脏疾病的防治提供新的参考和理论依据。     

内质网应激反应分子机理研究进展

内质网应激是导致心脑组织缺血梗塞、神经退行性疾病等发生的重要环节 .目前发现同型半胱氨酸、氧化应激、钙代谢紊乱等都能引起内质网应激级联反应 ,表现为蛋白质合成暂停、内质网应激蛋白表达和细胞凋亡等 .这些表现包括在未折叠蛋白反应 (UPR)、整合应激反应 (ISR)和内质网相关性死亡 (ERAD)三个相互关联的动态过程中 ,每一过程的分子机理现已逐步被揭示 .作为细胞保护性应对机制的内质网应激体系一旦遭到破坏 ,细胞将不能合成应有的蛋白质 ,亦不能发挥正常的生理功能 ,甚至会出现细胞凋亡 .掌握内质网应激过程对进一步理解多种疾病的发生机理有十分重要的理论意义     

血管内皮细胞内质网应激

内质网是调控细胞内膜型/分泌型蛋白质合成、钙稳态和细胞凋亡的重要细胞器,多种因素影响内质网稳态、触发内质网应激。适当的内质网应激通过激活未折叠蛋白反应促进内质网紊乱的恢复,但过度内质网应激触发内质网相关凋亡途径,参与多种疾病的发生。血管内皮细胞具有高度发达的内质网,对内质网应激非常敏感,本文综述血管内皮细胞内质网应激反应及其在血管损伤相关疾病中的作用。     

内质网应激与自噬及其交互作用影响内皮细胞凋亡

内质网应激是普遍存在于真核细胞中的应激-防御机制。在内环境稳态遭到破坏的情况下,未折叠蛋白质反应的3条信号通路,分别通过增强蛋白质折叠能力、减少蛋白质生成和促进内质网相关蛋白质降解等途径缓解细胞内压力。同时,也通过多种分子信号机制调控细胞凋亡。自噬是一种生理性的降解机制。通过形成自噬泡并与溶酶体结合摄取并水解胞内受损细胞器和蛋白质等,清除代谢废物,维持细胞正常功能。自噬缺陷或过度激活均可导致细胞凋亡或非程序性死亡。自噬的程度和细胞内压力水平有关。内质网应激通过未折叠蛋白质反应和Ca²⁺浓度变化及其相关分子信号调控自噬。自噬又可反馈性调节内质网应激反应,二者相互作用,在内皮细胞凋亡过程中发挥重要作用。未来内质网应激和自噬可作为药物靶点为内皮相关性疾病提供诊疗策略。     

佛手苷内酯对磷酸三钙磨损颗粒诱导骨细胞损伤的影响及机制*

目的:研究佛手苷内酯(BP)对磷酸三钙(TCP)磨损颗粒诱导骨细胞损伤的影响,并阐明其可能作用机制。方法:将TCP磨损颗粒与小鼠骨细胞MLO-Y4细胞共孵育48 h建立骨细胞体外损伤模型,随机分为正常对照(Control)组、TCP磨损颗粒(TCP,0.1 mg/ml)组、佛手苷内酯(1 μmol/L)组、佛手苷内酯(5 μmol/L)组和佛手苷内酯(20 μmol/L)组。MTT法和Calcein-AM染色检测各组骨细胞活性和形态改变;Hoechst 33342染色和流式细胞术分析各组骨细胞凋亡情况;实时荧光定量PCR检测各组骨细胞特征蛋白牙本质基质蛋白-1(DMP-1)、骨硬化蛋白(SOST)、成纤维细胞生长因子23(FGF23)的mRNA水平;Western blot法检测各组骨细胞中内质网应激标志蛋白葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)、磷酸化PERK(p-PERK)、真核细胞翻译起始因子2α (eIF2α)、磷酸化eIF2α(p-eIF2α)、活性转录因子(ATF4)和 C/EBP 同源蛋白(CHOP)等的表达及caspase-3的活化变化。结果:与Control组比较,TCP组骨细胞的活性和DMP-1的mRNA水平显著降低(P＜0.05),骨细胞凋亡率及SOST、FGF23的mRNA水平显著增加(P＜0.05),GRP78、ATF4和CHOP等蛋白质表达、p-PERK/PERK值和p-eIF2α/eIF2α值显著升高;与TCP组比较,佛手苷内酯组骨细胞损伤明显减轻,骨细胞凋亡率显著减少(P＜ 0.05),GRP78、ATF4和CHOP等蛋白质表达、p-PERK/PERK值和p-eIF2α/PERK值也明显下降(P＜0.05)。结论:佛手苷内酯可明显抑制TCP磨损颗粒所致的骨细胞损伤,其机制可能与减弱TCP磨损颗粒诱导的内质网应激反应及PERK通路的活化密切相关。     

PERK介导细胞应激反应的分子机制研究进展

内质网应激是未折叠蛋白质在内质网腔内的过量堆积和钙浓度失衡的一种应激反应,不仅参与细胞稳态的维持,而且在调节多种细胞应激反应方面具有重要意义。蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)是介导内质网应激的三大关键信号分子之一,在细胞应激反应中具有明确和重要的调控作用。本文就PERK对基因毒应激、代谢应激和炎性应激的调节和分子机制做简要综述。     

非折叠蛋白反应——一条综合的细胞内信号通路

内质网(endoplasmic reticulum,ER)作为细胞中蛋白成熟的场所,可以很敏感的感受细胞内外环境的变化.当ER内环境改变,细胞就会激活信号应对这些改变,并且重新恢复折叠蛋白的环境.内质网的这种改变就是内质网应激(endophsmic reticulum stress,ERS),而对这种应激作出的反应就是非折叠蛋白反应[1](Unfolded Protein Response,UPR ).UPR至少引起了3种不同的信号通路,这些通路不仅调控分泌途径中大部分基因的表达,而且还广泛影响细胞的各个方面包括蛋白质、氨基酸和脂类的代谢.同时,这3务通路可以综合的调控细胞分泌器官的重塑并根据ERS重新调节细胞的生理活性.就UPR相关的感受器及其信号通路作简要的介绍.     

ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用

为避免内质网中未折叠蛋白质的过度累积,真核细胞能激活一系列信号通路来维持内质网稳态,这个过程称为内质网应激。在骨生长发育中,适宜的内质网应激有助于成骨细胞、破骨细胞和软骨细胞的生长,可以促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。而过度的内质网应激会抑制成骨分化,严重的甚至导致骨质疏松、成骨不全等相关骨病的发生。内质网应激时可激活未折叠蛋白质反应,其主要是通过PERK/eIF2α/ATF4信号通路,上调转录激活因子4(ATF4)的表达。ATF4位于许多成骨分化调节因子的下游,是促进成骨分化的关键因子,在内质网应激对成骨分化的调节中发挥重要作用。在成骨分化过程中,适宜的内质网应激能通过激活PERK信号通路,诱导ATF4表达增加,进而上调骨钙素、骨涎蛋白等成骨所必需基因的表达,促进成骨分化。过度的内质网应激会激活ATF4/CHOP促凋亡途径,并导致Bax、胱天蛋白酶等凋亡信号分子的大量产生,进而导致细胞凋亡,抑制成骨分化。由于ATF4在ERS和成骨分化中的重要作用,ATF4在骨质疏松、成骨不全等骨相关疾病的治疗中具有重要意义。本文通过综述ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用机制,为相关骨性疾病治疗提供理论依据。     

ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用

为避免内质网中未折叠蛋白质的过度累积,真核细胞能激活一系列信号通路来维持内质网稳态,这个过程称为内质网应激。在骨生长发育中,适宜的内质网应激有助于成骨细胞、破骨细胞和软骨细胞的生长,可以促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。而过度的内质网应激会抑制成骨分化,严重的甚至导致骨质疏松、成骨不全等相关骨病的发生。内质网应激时可激活未折叠蛋白质反应,其主要是通过PERK/eIF2α/ATF4信号通路,上调转录激活因子4(ATF4)的表达。ATF4位于许多成骨分化调节因子的下游,是促进成骨分化的关键因子,在内质网应激对成骨分化的调节中发挥重要作用。在成骨分化过程中,适宜的内质网应激能通过激活PERK信号通路,诱导ATF4表达增加,进而上调骨钙素、骨涎蛋白等成骨所必需基因的表达,促进成骨分化。过度的内质网应激会激活ATF4/CHOP促凋亡途径,并导致Bax、胱天蛋白酶等凋亡信号分子的大量产生,进而导致细胞凋亡,抑制成骨分化。由于ATF4在ERS和成骨分化中的重要作用,ATF4在骨质疏松、成骨不全等骨相关疾病的治疗中具有重要意义。本文通过综述ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用机制,为相关骨性疾病治疗提供理论依据。     

CHOP/GADD153 在内质网应激介导细胞凋亡中的研究进展

内质网(endoplasmic reticulum,ER)广泛存在于真核细胞中,是负责细胞中分泌性蛋白合成和折叠的细胞器。20世纪70年代开始发现了许多干扰内质网功能的因素可直接或间接使内质网中未折叠的蛋白质堆积,使细胞处于应激状态(ER stress),细胞通过未折叠蛋白质反应(unfolded protein response,UPR)来适应内质网应激。未折叠蛋白质反应途径(UPR pathway)是一种信号转导途径,最早在酵母中阐明。近年来对哺乳动物细胞未折叠蛋白质反应途径的研究也获得了重要成果。毒性、缺氧、病毒感染等不良刺激可使细胞内环境的稳态受到破坏,诱发一系列内质网应激反应(ER stress)来维持细胞的正常功能。当细胞受到持续而强烈的刺激时,不能缓解内质网应激状态,细胞会走向凋亡。近年来的研究发现,CHOP/GADD153作为一种前凋亡分子,在内质网应激介导的细胞凋亡中发挥着重要作用,参与肿瘤、阿尔茨海默、糖尿病等诸多疾病的发生和发展过程。     

酪氨酸激酶受体介导的信号网络对内质网应激反应的影响

内质网应激和酪氨酸激酶受体介导的信号网络是细胞内两个重要的信号网络。研究证实内质网应激反应和酪氨酸激酶受体介导的信号网络参与众多的生理病理过程,且二者之间存在广泛的对话交流。通过对两个信号通路之间对话交流机制的研究有助于我们对一些疾病过程进行深入了解。本文将针对酪氨酸激酶受体介导的信号网络对内质网应激反应的影响及其机制进行阐述。     

未折叠蛋白质应答

内质网是真核细胞中蛋白质合成、折叠与分泌的重要细胞器.细胞进化出一套完整的机制来监督和帮助内质网内蛋白质的折叠与修饰.而当错误折叠的蛋白质累积时,细胞通过一系列信号转导途径,对其进行应答,包括增强蛋白质折叠能力、停滞大多数蛋白质的翻译、加速蛋白质的降解等.如果内质网功能素乱持续,细胞将最终启动凋亡程序.这些反应被统称为未折叠蛋白质应答(unfolded protein response,UPR).UPR是多个信号转导通路的总称,包括IRE1-XBP1、PERK-ATF4以及ATF6等信号途径.除了应激条件外,UPR还被用于正常生理条件下的调节,例如胆固醇合成代谢的负反馈调控.     

内质网应激

内质网应激表现为内质网腔内错误折叠与未折叠蛋白聚集以及Ca^2 平衡紊乱,可激活未折叠蛋白反应、内质网超负荷反应和caspase-12介导的凋亡通路等信号途径,既能诱导糖调节蛋白(glucose-regulated protein 78kD,GRP78)、GRP94等内质网分子伴侣表达而产生保护效应,亦能独立地诱导细胞凋亡。内质网应激直接影响应激细胞的转归,如适应、损伤或凋亡。     

非酒精性脂肪性肝病细胞凋亡的内质网应激启动机制

内质网应激反应,是由于某些因素导致内质网的生理功能紊乱引起的一种细胞自我防御保护机制.内质网应激所诱导的细胞凋亡是近年来新被认识的一种凋亡途径,它不同于既往经典线粒体、死亡受体介导的细胞凋亡.当短暂性内质网应激时,通过激活未折叠蛋白反应来增强机体自我保护及生存能力;而持续性应激状态下,如非酒精性脂肪性肝病所诱导的内质网应激启动一系列凋亡途径如CHOP、JNK、Caspase等,上述凋亡途径可以加速诱导肝细胞凋亡,使NAFLD向肝纤维化方向甚至肝硬化发展.     

酿酒酵母细胞中内质网应激与未折叠蛋白反应的研究进展

内质网应激激活的未折叠蛋白反应(Unfolded protein response,UPR)途径在酿酒酵母和哺乳动物细胞中是非常保守的。内质网(Endoplasmic reticulum,ER)是蛋白质合成、折叠和修饰的细胞器,也是贮存钙的主要场所之一。酵母细胞内质网钙平衡与UPR的作用是相互的;两个MAPK途径——HOG途径和CWI途径都是细胞应答内质网应激压力时生存所必需的;重金属镉离子能够激活UPR途径,它通过激活钙离子通道Cch1/Mid1进入细胞影响钙离子的功能。本文结合最新研究进展对酿酒酵母细胞中的两个MAPK途径、镉离子和钙离子稳态与内质网应激激活的UPR途径之间相互关系进行综述。     

内质网应激与心肌肥大

肌浆网是调控心肌细胞钙稳态、蛋白质合成和细胞凋亡的重要亚细胞器。内质网应激是指内质网理化环境改变和过负荷等因素导致未折叠/误折叠蛋白在内质网聚集和钙稳态失衡等内质网功能紊乱状态。适度的内质网应激有利于心肌细胞代偿,持续而严重的内质网应激则触发内质网应激相关细胞凋亡,造成肥大心肌由代偿转向衰竭,是影响心肌肥大发生、发展的重要因素。本文综述了内质网应激反应在心肌肥大发生、发展中的作用。     

ERS和microRNA间的相互作用与肿瘤

内质网是细胞蛋白质翻译后修饰和折叠的重要场所. 多种外界因素诸如热激、病毒感染和低氧等均可导致内质网功能受损,表现为细胞中未折叠或者发生错误折叠的蛋白质在内质网腔内大量聚集,这种聚集将会引发细胞产生应激反应,称为内质网应激. MicroRNAs 是一类内源性非编码 RNAs,通过调控基因的表达来发挥重要的功能. 越来越多的研究表明,内质网应激和microRNAs之间通过相互作用参与诸多重要的生理过程. 本文综述了内质网应激和microRNAs两者的相互作用与肿瘤发生发展的关系,以期对肿瘤发生发展的过程调控机制有更为深入的理解,为发展新的肿瘤治疗方案提供思路.