Smad4蛋白的研究进展

Smad4是一种抑癌基因,其主要功能是参与转化生长因子(TGF-β)超家族的细胞内信号转导,在TGF-β超家族的信号转导途径中处于中枢地位,近年来国内外对其研究非常活跃。本介绍了Smad4蛋白的结构、功能及其与肿瘤等疾病的关系。     

中药基于TGF-β/Smad信号转导通路调控肿瘤细胞

转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)是一类具有多种生物学功能的多肽类细胞因子,对细胞生长、分化发挥重要作用,与肿瘤的发生、发展具有十分密切的关系。Smads蛋白作为TGF-β信号转导通路下游重要的信号分子,可直接或与其他通路协同将TGF-β通路的信号从细胞外转导到细胞核内,调控TGF-β在细胞水平介导的多种生物学效应。我国抗癌药物研究中的大量资料表明,中药成分可以延缓肿瘤的发生进程,中药或其提取物可通过TGF-β1、Smads或其他效应因子影响TGF-β/Smad通路的信号转导从而调控肿瘤细胞的活动。本文就国内对中药成分基于TGF-β/Smad信号转导通路调控肿瘤细胞生长方面的研究进展予以综述。     

Smad蛋白信号网络

Smad蛋白家族是近年来发现的新的细胞内信号转导蛋白,哺乳类中共发现了有8种不同的Smad蛋白,可分为3个不同的亚族：R—Smad、Co—Smad和I—Smad。Smad蛋白在TGF—β超家族成员的信号转导中具有重要的作用。TGF—β超家族的二聚配体与细胞膜表面的Ⅱ和I型丝氨酸／苏氨酸激酶受体结合形成异四聚复合体。活化后的I型受体使R—Smad磷酸化,磷酸化的R—Smad与Co—Smad形成异聚复合体,进入细胞核,与其它转录协同子和抑制子共同调节靶基因的转录。此外,Smad蛋白还与其官信号通路相互作用。     

Smad4介导转化生长因子-β信号调节骨骼发育和稳态维持的功能

转化生长因子-β（TGF-β）是一个包括数十种TGF-βs、骨形态发生蛋白（BMPs）等配体在内的生长因子超家族,在哺乳动物整体和组织器官发育过程中具有广泛而重要的功能。Smad4是细胞内TGF-β信号通路的核心信号转导分子。为了深入研究Smad4介导的TGF-β信号在骨骼发育过程中的生理功能,我们利用转基因技术研制了软骨细胞、肥大型软骨细胞和成骨细胞分别特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠,利用条件基因敲除技术研制了不同类型骨骼细胞Smad4基因敲除的小鼠模型。表型分析结果揭示了Smad4在软骨细胞增殖和分化、骨重塑以及稳态维持过程中的功能以及相关的分子机制,为理解人类相关骨骼疾病的发生及其机理提供了新的线索。     

心脏Smad蛋白的研究进展

Smad蛋白家族是将TGF-β超家族成员与其受体结合后产生的信号从胞质传至细胞核内的中介分子,在心肌纤维化、心肌细胞肥大、凋亡及心脏发育等过程中发挥重要作用.本文就Smad在心脏中的各种不同效应,以及与Smad相关的转录因子、激酶等作一简要综述.     

抑制型Smad对TGF-β信号通路的负调控研究进展

转化生长因子TGF-β超家族是一类在结构上相关的蛋白,目前发现在哺乳动物中有超过30多个细胞因子可能属于这一超家族。它们在各类细胞中广泛参与细胞生长、黏附、迁移、分化及凋亡等过程。其中抑制型Smad(I-Smads,包括Smad6和Smad7)是TGF-β/BMP信号通路里重要的抑制型蛋白,在多种细胞与组织的发育过程以及疾病的发生过程中扮演着重要的角色。对其研究已经过10多年,取得许多重大的进展,但也还有很多重要的问题还没有解决。着重介绍I-Smads对TGF-β信号通路的负调控研究进展。     

Smad通路UPP依赖性的蛋白质降解机制

Smad通路是TGF—β信号转导的主要通路。Smad是细胞内信号转导通路中的胞液递质,调节细胞生长、分化。它由配体结合的跨膜受体激活,随机通过细胞质进入细胞核,在细胞核中作为转录因子激活TGF-β靶基因的表达。泛素-蛋白酶体通路（ubiquitin proteasome pathway,UPP）是一种细胞胞质和核内蛋白ATP依赖性的非溶酶体降解机制．具有高度选择性地进行细胞内蛋白质的降解。该文重点介绍Smad通路的泛素-蛋白酶体通路依赖性的蛋白质降解机制。     

逆转肾小管上皮细胞转分化的Smad信号转导机制

肾小管上皮细胞转分化(tubular epithelial to menchymal transdifferentiation,EMT)是肾小管间质纤维化的重要病理机制之一。致纤维化细胞因子TGF-β通过几种信号转导途径调节EMT,其中TGF-β/Smads信号通路发挥核心作用。目前研究表明,Smad7、HGF、BMP-7等可通过调控Smads信号通路而逆转EMT,这为肾间质纤维化的防治提供了新的思路。该文主要介绍TGF-β/Smads信号通路在EMT发生的作用,以及Smad7、SnoN、HGF、BMP-7等分子是如何通过抑制Smads信号通路而发挥逆转EMT作用的。     

Smad7对Smad2、Smad3、Smad4核转位的抑制作用

研究人永生化支气管上皮BEP2D细胞中,作为Smad蛋白家族的抑制分子,Smad7对TGF-β信号通路中Smad2、Smad3、Smad4核转位的抑制作用.培养BEP2D细胞,瞬时转染Smad7真核表达载体pCISmad7.neo,TGF-β刺激,提取细胞核蛋白及总蛋白,用Western blot方法比较瞬时转染Smad7基因前后细胞核中Smad2、Smad3、Smad4蛋白表达的差异.结果,Smad3在TGF-b作用下有明显的核转位;转染Smad7后Smad3、Smad4的核转位显受到抑制.表明在BEP2D细胞中,Smad7对TGF-β/Smads信号通路的拮抗作用主要通过抑制Smad3的活化、Smad3/Smad4异源复合物的形成及核转位,从而拮抗TGF-β对细胞的生长抑制效应.     

TGF-β/Smads信号转导通路的研究进展

转化生长因子（TGF）-β超家族成员的重要生物学功能正日益引起人们的重视。受体介导的胞内信号转导研究近年有较大进展,特别是Smads蛋白介导的信号转导通路为阐明TGF-β超家族的作用机理提供了一条重要线索。TGF-β/Smads信号的转导受到机体严密的调控,并与其他信号通路存在着广泛的交叉对话效应。综述了对TGF-β/Smads信号转导通路的机制、调控,及其在维持机体正常生理功能和疾病发生中的作用的研究进展。     

TGF-β/Smad通路对造血干细胞的调控作用

造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)是典型的成体干细胞,造血系统的稳定依靠造血干细胞正确的自我更新、增殖和分化。TGF-β超家族包括TGF-β、骨生成蛋白(BMP)和激活素,可通过Smad蛋白对造血干细胞进行调节。TGF-β/Smad通路可通过降低CDK4的表达、增加p21蛋白表达和改变p27分布,将造血干细胞阻断于G1期;通过上调CD34表达,抑制造血干细胞的分化。但也有不同的观点,认为TGF-β对HSCs的调节与Smads无关,TGF-β并非通过调控p21和p27抑制HSCs的增殖,TGF-β/Smad通路对维持HSCs静止状态无关。     

TGF-β1/Smad信号通路在肝纤维化中的研究进展

肝纤维化是各种慢性肝病发展的终末阶段,严重威胁人类健康,肝移植是根治肝纤维化的有效方法,但其应用受到肝源短缺的限制,因此寻求肝纤维化治疗靶点、突破肝纤维化治疗具有重要意义。肝纤维化的发生过程是一个复杂的级联反应,多种致纤维因子通过相应的信号通路作用于靶细胞,使之产生致纤维化的各种生物学应答,人转化生长因子β1(Transforming Growth Factorβ1,TGF-β1)是其中最重要的致纤维化因子,Smad蛋白(Drosophila Mothers Against Decapentaplegic Protein)家族是TGF-β1信号传至核内关键的下游信号分子,TGF-β1/Smad信号通路在肝纤维化中发挥主要作用,采取不同措施阻断或调控该信号的传导可作为防治肝纤维化的重要策略,是治疗肝硬化的重要靶点,本文在总结TGF-β1/Smad信号通路在肝纤维化过程中的作用机理的基础上,综述了近年来基于此而提出的各项临床治疗策略及其研究进展。     

Smad5双等位基因剔除ES细胞的建立及其初步研究

Smad5是TGF-信号的细胞质内信号转导分子. Smad5的定位剔除导致小鼠胚胎期死亡. 为了进一步研究Smad5在组织器官发育中的功能, 利用同源重组技术获得了Smad5双等位基因剔除的胚胎干(ES)细胞. 首先利用Cre-LoxP系统删除了Smad5中靶ES细胞的抗性基因, 再用相同的打靶载体进行转染, 经Southern杂交筛选获得了Smad5双等位基因剔除的ES细胞. 嵌合体研究的结果表明, Smad5在心脏和神经管的正常发育中可能起重要的作用. Smad5双等位基因剔除ES细胞在裸鼠皮下可以形成畸胎瘤, 并可分化成包括神经细胞、肌肉细胞、软骨细胞、内皮细胞等在内的多种细胞, 因而Smad5双等位基因剔除的ES细胞可用于研究Smad5介导的TGF-信号在多种组织器官发育和ES细胞体外定向分化中的作用.     

Smad4基因在人卵巢癌高、低转移细胞系HO-8910和HO-8910PM中的表达及其对肿瘤转移作用的研究

转化生长因子β（transforming growth factor,TGF-β）超家族广泛存在于多种生物的各种组织中,参与细胞增殖分化、血管形成、肿瘤发生、细胞外基质形成等多种生物学事件。Smad4是TGF-t3／Smads信号通路中的关键分子,研究表明,Smad4的过表达可以抑制肿瘤细胞的增殖和细胞外基质的合成并诱导凋亡。本实验利用人高低转移性卵巢癌细胞系HO-8910PM和HO-8910细胞系作为对象通过基因转染技术过表达Smad4,     

Smad4蛋白在不同龄大鼠睾丸的定位研究

探讨转化生长因子-β超家族肽类的细胞内信号转导分子Smad4蛋白在发育不同阶段大鼠睾丸的表达与分布。分别选用出生后3、7、14、28天以及成年大鼠,应用免疫组织化学ABC法结合葡萄糖氧化酶-DAB-硫酸镍铵增强技术及蛋白质免疫印迹技术,检测Smad4蛋白在大鼠睾丸的表达、定位和发育变化,并通过图像分析技术对免疫组织化学结果进行统计学分析。结果显示,发育各个阶段的间质细胞中都有较强的表达,免疫阳性产物位于细胞质内,而各级生精细胞则无阳性反应,且随着大鼠睾丸发育阶段的变化而蛋白表达量逐渐增多,为TGF-β超家族成员在精子发生和发育过程中的分子机理提供了直接证据。     

Smad7基因的克隆、表达及对c-myc基因的调控

Smad7是TGr-β家族信号转导通路的抑制分子,可反馈调节TGF-β／Smads信号转导通路,从功能推测,Smad7表达紊乱,可影响细胞对TGF-β的应答,从而促进细胞的恶性化进展,为了深入探讨Smad7基因功能,通过设计引物,用Touchdown巢式．PCR法从人胎脑文库中扩增Smad7基因编码区全长,回收产物,克隆并构建真核表达载体,同融合有报告基因的c-myc顺式增强子元件共转染BEP2D细胞,结果表明：TGF—p可抑制c．myc报告基因的活性,Smad7基因可正调控c．myc报告基因的表达,并拮抗TGF．B对该基因的抑制作用．由此得出结论：Smad7基因通过桔抗TGF．B来调控c．myc基因、     

瘢痕疙瘩中TIEG1的高表达

转化生长因子-β1(TGF-β1/Smads)信号转导通路的持续激活是瘢痕疙瘩形成的重要机制.研究发现这条通路重要的负反馈调节信号分子Smad7表达明显下调,Smad2/3的磷酸化水平和蛋白质量并无明显改变.但是,Smad7下调的机制尚不清楚.采用生物信息学方法对Smad7的启动子进行分析;用RT-PCR和蛋白质印迹分别检测了正常皮肤、正常瘢痕及瘢痕疙瘩组织中的Sp1样转录因子TIEG1mRNA及蛋白质的表达水平;体外培养正常皮肤、正常瘢痕及瘢痕疙瘩成纤维细胞,检测TIEG1 mRNA及蛋白的表达水平.研究结果显示,Smad7启动子上有Sp1的位点,TIEG1 mRNA及蛋白质水平在瘢痕疙瘩组织及瘢痕疙瘩成纤维细胞中表达明显高于正常瘢痕和正常皮肤(P<0.05).说明瘢痕疙瘩中TIEG1可能是Smad7下调的重要原因,有必要进一步研究TIEG1对Smad7的调控作用机制.     

TGF-β/Smad信号通路在肾小球硬化模型中表达的意义

目的:通过观察在肾小球硬化动物模型中TGF-β、Smad2和Smad7蛋白和mRNA表达的意义,了解TGF-β/Smads信号通路在肾小球硬化中的作用.方法:制备肾小球硬化动物模型,检测24小时尿蛋白定量、血浆白蛋白及血尿素氮水平,观察肾组织形态学改变;免疫组织化学检测TGF-β1、Smad2和Smad7蛋白水平;荧光定量PCR检测TGF-β1、Smad2和Smad7 mRNA的水平结果:TGFβ1、Smad2和Smad7正常情况下普遍在肾小球系膜细胞、肾小管上皮及间质细胞中有少量表达;模型组4周时TGFβ1和Smad2蛋白表达增加,Smad7蛋白表达下降;6～8周时TGF-β1和Smad2蛋白表达明显增加,Smad7蛋白表达明显下降.模型组4周时TGF-β1和Smad2 mRNA出现表达上调,6～8周TGF-β1和Smad2 mRNA表达明显增加.4周时Smad7 mRNA表达下调,6～8周Smad7 mRNA表达明显下降.模型组与对照组比较有显著性差异(p＜0.01).结论:TGF-β/Smad信号通路参与了肾小球硬化的纤维化进程,Smad7是TGF-β/Smad信号通路抑制性调控因子,可能为治疗肾小球硬化提供治疗手段.     

SnoN在肺纤维化TGF-β1/Smad通路中的作用

肺纤维化(pulmonary fibrosis,PF)是许多肺损伤的共同过程,病理表现为肌成纤维细胞的大量集聚,细胞外基质的沉积。近年来研究表明,转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)/Smad通路在肺纤维化中有重要作用。核转录共抑制因子SnoN(Ski-related novel protein N)能通过Smads蛋白抑制TGF-β1信号通路从而调节肺纤维化的发生发展。本文就SnoN在肺纤维化TGF-β1/Smad通路中的作用作一综述,为治疗肺纤维化找到新方向。     

TGF-β/Smads信号通路与胃癌关系研究进展

转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)是一种具有多种生物学活性的细胞因子,参与调节细胞的增殖、分化、凋亡和胚胎发育等多种生命活动。TGF-β在肿瘤发生、发展中具有双重作用:在肿瘤发生的起始阶段TGF-β抑制肿瘤生长,而在进展期TGF-β起着促进肿瘤浸润转移的作用。研究表明TGF-β/Smads信号通路中任何一个环节出现异常都可导致信号转导的紊乱,从而导致胃癌的发生与发展。