昆虫的NF-κB信号通路

昆虫NF-κB信号通路由toll和imd两条通路组成,通过转录因子NF-κB作用于靶标基因κB位点,而调节抗菌活性物质的表达。大量实验表明它能够被细菌、真菌和病毒的侵染所激活,在昆虫体液免疫中发挥着主要作用。现就昆虫的NF-κB信号通路的主要信号元件等进行综述。     

非共生发光杆菌毒力基因簇激活NF-kB和MAPK信号通路促进细菌对巨噬细胞的侵染

发光杆菌是一种来自肠杆菌科的革兰氏阴性细菌,一般情况下与昆虫或线虫共生。除了作为昆虫病原体的角色,一种名为非共生发光杆菌 (Photorhabdus asymbiotica,Pa) 的物种在世界各地能引起人体组织的感染。然而,这种跨界感染的分子机制目前尚未有深入研究。本论文通过探究非共生发光杆菌毒力装置 (PVC) 对于真核细胞的影响,对其感染机制进行阐释。首先,RNA测序和qPCR等研究数据表明,在PVC处理的哺乳动物巨噬细胞中,NF-kB和MAPK通路被强烈激活。进而本研究在细胞水平通过Western blotting等方法对PVC处理引起的MAPK信号通路激活的现象进行多重验证。NF-kB活性的检测以及p65蛋白核移位的实验结果证实了巨噬细胞经PVC处理后产生的NF-kB活化作用。此外,PVC处理早期也能促进巨噬细胞对细菌的吞噬作用,而细胞骨架聚合抑制剂能抑制这种吞噬作用。结果表明,PVC通过激活NF-kB和MAPK信号通路参与细菌对巨噬细胞的侵染作用,这将为分析Pa在人类感染中的致病性提供新的思路。     

骨髓间充质干细胞向肝细胞分化的相关细胞因子及信号通路的研究进展

骨髓干细胞包括造血干细胞（HSCs）和间充质干细胞（MSCs）,骨髓间充质干细胞（BMSCs）是一类具有自我更新、增殖和多向分化能力的细胞,具有不对称分裂和无限增殖的特点。在肝细胞生长因子（HGF）的作用下,BMSCs可以分化为肝细胞,参与诱导这一分化过程的相关信号通路包括NF-kB信号通路、Notch信号通路、MAPK信号通路、Wnt信号通路和STAT3信号通路。文章主要就BMSCs分化为肝细胞的相关信号通路进行了综述。     

昆虫Notch信号通路研究进展

Notch信号通路由Notch受体、Notch配体(DSL蛋白)、CSL［C promoter binding factor-1 (CBF1), Suppressor of hairless (Su(H)), Lag-1］转录因子、其他效应子和Notch调节分子构成,在动物组织的发育和器官的细胞命运决定中起着基础性的作用。从1917年在果蝇Drosophilia中被发现以来,基于昆虫Notch信号通路的研究一直十分活跃,证实了其在昆虫中主要行使胚胎及器官的发育调控、细胞增殖及细胞周期调控等作用。Notch基因位点的突变能够导致果蝇在胚胎期死亡,且翅发生缺失;Notch胞内域(intracellular domain of Notch, NICD)的表达会影响果蝇、蟑螂等昆虫卵巢卵泡细胞的发育;Delta可以介导昆虫体节形成以及神经系统正常发育;Su(H)以转录因子的形式发挥功能,主要影响昆虫细胞的细胞周期进程;Fringe在果蝇、家蚕Bombyx mori等昆虫的翅发育过程中起关键作用。此外Notch信号通路与Hippo信号通路、Wnt信号通路和EGFR信号通路等存在相互作用,表明其不作为一个单线形式而是复杂的网络结构参与昆虫的生命进程。近年来对Notch信号通路的研究已经从昆虫扩展到人类重大疾病、肿瘤医学和分子治疗中。鉴于Notch信号通路的高度保守性,昆虫Notch信号通路的研究成果不仅对昆虫发育机制的解析起着关键作用,还可为其他动物的研究乃至人类疾病的研究提供重要的参考和新思路。     

昆虫先天性免疫信号通路研究进展

昆虫体内形成了强大的免疫防御系统,其被各种微生物攻击时能依靠病原相关分子模式识别蛋白对感染进行区分和激活体内信号通路诱导如抗菌肽之类的效应分子.昆虫体内控制先天性免疫的信号通路分别是:Toll通路、IMD通路和JAS/STAT通路,这3条通路在信号传递过程中存在协作,并且,这些通路与脊椎动物体内某些通路存在惊人相似、在免疫调控通路方面存在共同的进化起源.这揭示了先天性免疫在动物体内存在的普遍性和机体抵御病原感染的重要性.     

氧化应激介导的NF-kB 信号转导通路在椎间盘退变中的作用

椎间盘位于两个椎体之间,在脊柱中发挥着连接、减震和固定作用,其发生退变可以引起一系列椎间盘退变性疾病,是多数 脊柱疾病发病的根本原因,探索椎间盘的退变机制是寻找其治疗措施的前提。椎间盘退变机制十分复杂,其最主要的病理基础是 椎间盘活性细胞减少以及其引起的细胞外基质合成减少和成分的改变,而NF-kB 作为一种普遍存在在真核细胞中的多向性转录 因子,通过多种途径在细胞增殖、分化及凋亡方面起着关键的作用,研究表明,抑制NF-kB信号通路可以有效的缓解椎间盘退变; 而引起NF-kB信号通路的异常激活的因素很多,其中氧化应激是一个重要的因素,同时研究证实在椎间盘退变中存在着氧化损 伤。因此,当年龄、营养、外伤等因素引起的椎间盘细胞中发生氧化应激,进而导致NF-资B信号通路的激活,从而使其转录活性增 高,触发凋亡信号,引起髓核细胞的大量凋亡,使其参与到椎间盘退变中。     

NF-kB 信号通路与糖尿病肾病治疗研究进展

糖尿病肾病是由于糖尿病糖代谢异常为主因所致的肾小球硬化并伴尿蛋白含量超过正常的疾病,它是糖尿病引起的严重 和危害性最大的一种慢性并发症。对糖尿病肾病的防御与治疗仍是临床研究的热点之一。NF-kB 信号通路是一条由核因子 NF-kB 及其受体、免疫调节蛋白等组成的高度保守的信号通路,参与免疫反应、炎症反应、细胞凋亡、肿瘤发生等多种生物学进 程。作为参与糖尿病肾病的主要信号通路之一,激活NF-kB 信号通路能进一步扩大糖尿病肾病的炎症反应。因此本文就NF-资B 激活与DN 炎症反应的关系以及NF-资B的抗炎策略做一综述,为糖尿病肾病的预防和治疗提供科学数据和理论依据。     

昆虫翅多型的分子调控机制研究进展

生物如何适应复杂的环境变化是生物学研究的重要科学问题。其中,昆虫在长期的进化过程中形成了翅多型现象以适应复杂的环境,由此通过调控翅型的转换,对不同的环境条件做出响应,从而优化资源分配以平衡迁移或繁殖的需求,但目前对其分子调控机制仍不十分清楚。本文基于国内外最新研究进展,结合作者自己的研究,系统地综述了昆虫体内参与翅型转换调控的多种途径的研究进展,包括胰岛素信号通路、蜕皮激素信号通路、保幼激素信号通路、JNK信号通路、生物胺信号通路和病毒基因水平转移,指出了未来发展的方向。这些研究成果不仅对于进一步阐明昆虫翅多型的分子机制具有指导意义,也为开发以翅型调控为主要内容的害虫综合治理技术提供参考。     

Toll-NF-kB信号途径及其介导的功能

Toll样受体（Toll-like receptor,TLR）家族是宿主细胞识别各种微生物致病成份的主要受体,NF-kB位于TLR下游信号通路的枢纽位置,当细胞受到生物应激刺激后激活NF-kB,活化的NF-kB进入细胞核调节炎性细胞因子的表达,启动针对病原微生物的固有免疫和获得性免疫。因此,对Toll-NF-kB信号途径的研究将有助于对免疫反应、炎症病理的理解。     

黑腹果蝇先天免疫研究进展

先天免疫是昆虫适应复杂环境的关键,也是新型害虫防治的重要研究方向。昆虫通过模式识别受体识别环境中不同的病原物,激活先天免疫系统以清除病原物。昆虫的先天免疫系统主要包括体液免疫与细胞免疫,体液免疫包括免疫信号通路诱导产生抗菌肽、活性氧以及黑化作用等,细胞免疫包括血细胞的吞噬、包囊和凝结。本文将重点总结黑腹果蝇Drosophila melanogaster在模式识别受体、免疫信号通路和细胞免疫相关方面的研究进展,为进一步研究其他经济昆虫与农业害虫的免疫机制,提高生产经济效益提供参考。     

Inhibition of NF-kB 1 (NF-kBp50) by RNA interference in chicken macrophage HD11 cell line challenged with Salmonellaenteritidis

The NF-kB pathway plays an important role in regulating the immunity response in animals. In this study, small interfering RNAs (siRNA) were used to specifically inhibit NF-kB 1 expression and to elucidate the role of NF-kB in the signal transduction pathway of the Salmonella challenge in the chicken HD11 cell line. The cells were transfected with either NF-kB 1 siRNA, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase siRNA (positive control) or the negative control siRNA for 24 h, followed by Salmonella enteritidis (SE) challenge or non-challenge for 1 h and 4 h. Eight candidate genes related to the signal pathway of SE challenge were selected to examine the effect of NF-kB 1 inhibition on their expressions by mRNA quantification. The results showed that, with a 36% inhibition of NF-kB 1 expression, gene expression of both Toll-like receptor (TLR) 4 and interleukin (IL)-6 was consistently and significantly increased at both 1 h and 4 h following SE challenge, whereas the gene expression of MyD88 and IL-1β was increased at 1 h and 4 h, respectively. These findings suggest a likely inhibitory regulation by NF-kB 1, and could lay the foundation for studying the gene network of the innate immune response of SE infection in chickens.     

果蝇抗微生物肽基因的免疫诱导模式

果蝇作为一种模式昆虫,为研究昆虫和人类的先天免疫发挥了重要作用。目前对果蝇体内免疫诱导产生的抗微生物肽多基因家族在分子进化、抗菌功能的分子特征和免疫诱导表达的信号传递机制等方面的研究进展,进一步加深了人们对昆虫乃至其他动物和人类先天免疫模式的认识,为研究其他昆虫特别是作为主要农林害虫的鳞翅目昆虫的先天免疫机制发挥了重要作用。本文集中对黑腹果蝇Drosophila melanogaster抗微生物肽及其免疫模式的研究结果和最新进展进行了介绍,其中包括作者近几年的研究结果。     

Molecular Study of Dietary Heptadecane for the Anti-Inflammatory Modulation of NF-kB in the Aged Kidney

Heptadecane is a volatile component of Spirulina platensis, and blocks the de novo synthesis of fatty acids and ameliorates several oxidative stress-related diseases. In a redox state disrupted by oxidative stress, pro-inflammatory genes are upregulated by the activation of NF-kB via diverse kinases. Thus, the search and characterization of new substances that modulate NF-kB are lively research topics. In the present study, heptadecane was examined in terms of its ability to suppress inflammatory NF-kB activation via redox-related NIK/IKK and MAPKs pathway in aged rats. In the first part of the study, Fischer 344 rats, aged 9 and 20 months, were administered on average approximately 20 or 40 mg/Kg body weight over 10 days. The potency of heptadecane was investigated by examining its ability to suppress the gene expressions of COX-2 and iNOS (both NF-κB-related genes) and reactive species (RS) production in aged kidney tissue. In the second part of the study, YPEN-1 cells (an endothelial cell line) were used to explore the molecular mechanism underlying the anti-inflammatory effect of heptadecane by examining its modulation of NF-kB and NF-kB signal pathway. Results showed that heptadecane exhibited a potent anti-oxidative effect by protecting YPEN-1 cells from tert-butylhydroperoxide induced oxidative stress. Further molecular investigations revealed that heptadecane attenuated RS-induced NF-kB via the NIK/IKK and MAPKs pathways in YPEN-1 cells and aged kidney tissues. Based on these results, we conclude that heptadecane suppresses age-related increases in pro-inflammatory gene expressions by reducing NF-kB activity by upregulating the NIK/IKK and MAPKs pathways induced by RS. These findings provide molecular insight of the mechanisms by which heptadecane exerts its antiinflammatory effect in aged kidney tissues. We conclude that heptadecane suppresses age-related increases in pro-inflammatory gene expressions then travel upstream set by step by reducing NF-kB activity by downregulating the NIK/IKK and MAPKs pathways induced by RS.     

铝诱导植物程序性细胞死亡信号转导的研究进展

铝是制约酸性土壤上作物生产的主要因素。铝诱导氧化胁迫产生大量活性氧/一氧化氮,引起胞质钙超载,通过线粒体信号转导途径激发相关凋亡基因,从而引起细胞主动死亡,以减轻铝对植物的进一步毒害。本文综述了铝诱导程序性细胞死亡的信号分子、相关基因以及信号转导途径,对未来的研究方向提出了展望,为深入研究植物铝毒害机理和耐铝机制提供参考。     

泛素-蛋白酶体系统在昆虫先天免疫中的调控作用

完善的先天免疫系统使得昆虫成为分布最广、适应性最强、物种多样性最丰富的动物类群。在长期的进化过程中,昆虫建立了一套安全有效的先天免疫系统,一方面在面对外界微生物攻击的时候及时有效的发生免疫应答反应;另一方面通过免疫抑制来调控适度免疫应答,避免对自身发动攻击和控制环境共生菌刺激引起的免疫应答信号通路的持续激活。泛素-蛋白酶体系统在昆虫先天免疫中具有重要的调控作用,在Toll和IMD信号通路中,通过对免疫应答通路中信号分子的泛素化修饰加工,促进或抑制抗菌肽的表达,从而使免疫反应达到一个平衡。本文通过对泛素-蛋白酶体系统在Toll和IMD信号通路中的免疫应答和免疫抑制方面的研究进行综述,阐明了该系统在昆虫先天免疫中的调控作用,将有助于开展农业害虫与其天敌之间相互关系的深入研究,揭示其免疫调控机理,为开发生物农药,进行生物防控提供理论依据。