NF-κB家族成员RelA的翻译后修饰及其生理病理作用的研究进展

真核细胞转录因子NF-κB通过调节多种靶基因表达,参与炎症、免疫反应、程序性细胞死亡、细胞增殖和分化的调控。RelA是NF-κB家族一个重要的成员,其翻译后修饰可精准调控NF-κB的转录活性,在调节炎症、肿瘤、代谢以及免疫应答等重要的生命活动及相关疾病的发生发展过程中起重要作用。现总结相关领域最新研究进展,综述RelA翻译后修饰的种类、调控机制,对NF-κB通路功能的影响,及其在NF-κB介导的炎症、癌症等多种疾病中的功能。     

RelA/p65翻译后修饰对NF-κB转录激活的影响

RelA/p65是NF-κB的一个亚单位,其翻译后修饰能够精细地调控NF-κB的转录激活,并在炎症反应及炎症反应相关疾病的发生和发展过程中发挥重要的作用. RelA的翻译后修饰主要包括磷酸化、乙酰化、甲基化以及泛素化等.这些翻译后修饰不仅能在生理和病理的条件下有效地调控NF-κB的转录激活,彼此之间还存在着复杂的相互作用,一种翻译后修饰可以使另一种修饰增强或是抑制,从而综合而完善地调控NF κB的转录活性.本文就近年来RelA的翻译后修饰及这些修饰之间的相互作用对NF-κB信号通路影响的最新研究进展进行综述.     

RelA/p65的翻译后修饰及其对NF-κB转录活性的影响

RelA/p65是NF-κB的一个亚单位,其翻译后修饰能够精细地调控NF-κB的转录激活,并在炎症反应及炎症反应相关疾病的发生和发展过程中发挥重要的作用.RelA的翻译后修饰主要包括磷酸化、乙酰化、甲基化以及泛素化等.这些翻译后修饰不仅能在生理和病理的条件下有效地调控NF-κB的转录激活,彼此之间还存在着复杂的相互作用,一种翻译后修饰可以使另一种修饰增强或是抑制,从而综合而完善地调控NF-κB的转录活性.本文就近年来RelA的翻译后修饰及这些修饰之间的相互作用对NF-κB信号通路影响的最新研究进展进行综述.     

小鼠RNA干扰基因RelA慢病毒载体的构建与鉴定

目的：构建小鼠RelA 基因的RNA 干扰慢病毒载体,转染小鼠成骨样细胞并鉴定。方法：针对小鼠RelA 基因序列,设计特异 性的shRNA 序列,应用基因重组技术插入慢病毒载体GV-248。得到的重组质粒转化感受态大肠杆菌DH5-alpha,筛选得到阳性克隆 并扩大培养。所得质粒进行测序分析确定载体构建成功。重组质粒载体及包装辅助质粒转染293T 细胞,得到目的病毒并测定相 应病毒滴度。慢病毒转染MC3T3-E1 细胞后,Real-time PCR 及Western blot 检测MC3T3-E1 细胞RelA 基因及成骨相关基因 ALP、OCN、RANKL的表达。结果：成功构建小鼠RelA 基因的RNA干扰慢病毒载体,感染MC3T3-E1 细胞后,RelA 基因的表达 明显受到抑制,同时RANKL基因表达水平明显下降,ALP、OCN基因表达水平明显上升。结论：成功构建了小鼠RelA 基因的 RNA 干扰慢病毒载体。当小鼠成骨细胞RelA基因表达被干扰,NF-资B 通路被抑制后,小鼠成骨细胞成骨相关基因ALP、OCN的 表达明显上升,成骨功能增强;同时RANKL 的表达明显下降,其介导的破骨细胞骨吸收功能减弱。     

魔斑合成酶的分离、鉴定及功能分析

细菌响应营养饥饿或环境胁迫的反应称为严谨反应.本文采用Native-PAGE技术从毒死蜱胁迫下的Klebsiella sp.CPK菌株全细胞蛋白中分离得到了1种特异蛋白,该蛋白通过TOF-MS测序推测为魔斑合成酶RelA.对该蛋白编码基因进行PCR扩增,并利用ORF Finder,showorf等生物信息学软件对其开放性阅读框架进行鉴定,获得了1个全长为2 238bp的完整relA基因.序列及系统发育分析表明,Klebsiella sp. CPK菌株的RelA蛋白与E.coli RelA蛋白的同源性为92%,但与双功能的Rel-SpoT蛋白同源性却比较低.由此推测,Klebsiella sp. CPK RelA蛋白可能只有魔斑合成酶活性.另外,对relA基因进行功能互补分析表明,该基因编码的特异蛋白具有魔斑合成酶活性,从而证明了Klebsiella sp. CPK菌株在毒死蜱胁迫下能够产生典型的严谨反应。     

P-body及其与mRNA的转录后调节之间的关系

mRNA在真核生物基因表达的转录后调控中发挥着重要作用.然而最新研究发现,一种被命名为P-body胞浆复合体是mRNA转录后调控过程中的一个重要场所,在基因表达过程中起到了至关重要的调控作用.该复合体富含多种功能的蛋白,同时还有细胞因子与RNA等成分组成,其功能特征为参与mRNA降解、翻译抑制、mRNA监视以及RNA介导基因沉默等重要生命活动过程.研究发现,P-body是特化的细胞成分.本文详细阐述P-body的发现、结构特征以及与mRNA转录后调控的关系,使人们对P-body的生物学功能有更深入地了解和认识,另一方面将有助于更进一步深入探讨基因的表达调节机制..     

线粒体嵴重构及其调控

线粒体是生物体内能量产生的主要场所,具有双层膜结构。线粒体内膜向基质延伸折叠形成嵴,在嵴上规律地排列着呼吸链超复合物等多种蛋白,调控氧化磷酸化和电子传递等重要生命代谢活动,为生物体的生长发育提供能量基础。但嵴的形成、形态调控机制、以及嵴动态调控与其生物学功能的内在联系及分子机理都不是很清楚。本文主要介绍线粒体嵴的结构、形成和重构机制、及相关生理病理功能,以促进对线粒体嵴的认识及探索。     

来源于tRNA的小分子RNA——降解碎片还是新的调控分子

具有经典三叶草结构的tRNA作为细胞蛋白质合成机器的重要元件,已经拥有几十年深入细致的研究历史.但是,对于其功能的认识远没有止境,尤其在其作为潜在的基因表达调控分子前体的功能目前正逐渐被人们认识.最新的多项研究结果表明,在多种细胞系中通过高通量测序发现某种来源于tRNA的小片段RNA,这些剪切产物被认为与多种microRNA加工体系关键分子(如Dicer、Ago家族中的蛋白质)具有相互作用的能力.同时,报告基因检测系统的研究结果也暗示,这些小片段RNA具有类似microRNA的潜在调控功能,可能在细胞应对外界环境刺激时发挥重要的调节作用.如其具体的作用机制能够被更多的实验结果阐明,将极大地扩展我们对于非编码RNA调控功能的认识.     

哺乳动物睾丸细胞间连接的动态调控

精子的发生过程是一个受多种因素(包括由细胞间连接的动态变化所形成的微环境等)精确调控的过程。细胞因子及睾酮以自分泌、旁分泌的形式对该微环境中的细胞连接水平如:生殖细胞穿越血睾屏障(the blood-testis barrier,BTB)的开闭机制等进行调控,从而对精子的发生起到重要调节作用。本文讨论了各种因素对细胞间连接的自分泌、旁分泌调控方式的影响,并简要介绍了近腔细胞外质特化(apical ectoplasmic specialization,近腔ES)-BTB-半桥粒/基底膜功能调控轴模型在生精细胞穿越BTB及精子释放等生精过程中的作用,为人们进一步认识精子发生过程中细胞间联系的功能及其调控提供了新的视角。     

甘氨酸神经递质研究进展

甘氨酸是化学结构最简单的氨基酸,但具有复杂的功能。甘氨酸在中枢神经系统中是介导快速抑制性神经传递的一种重要的神经递质,在控制神经元兴奋性方面发挥重要作用。就其神经递质功能对甘氨酸的生物合成、释放与调控以及作用模式等方面的近年研究进展做一综述,对甘氨酸神经递质的全面认识将有益于炎性痛、痉挛状态以及癫痫等中枢神经系统疾病的诊断、预防及治疗。     

IKK/NF-kappaB regulates skeletal myogenesis via a signaling switch to inhibit differentiation and promote mitochondrial biogenesis

Nuclear factor kappaB (NF-kappaB) is involved in multiple skeletal muscle disorders, but how it functions in differentiation remains elusive given that both anti- and promyogenic activities have been described. In this study, we resolve this by showing that myogenesis is controlled by opposing NF-kappaB signaling pathways. We find that myogenesis is enhanced in MyoD-expressing fibroblasts deficient in classical pathway components RelA/p65, inhibitor of kappaB kinase beta (IKKbeta), or IKKgamma. Similar increases occur in myoblasts lacking RelA/p65 or IKKbeta, and muscles from RelA/p65 or IKKbeta mutant mice also contain higher fiber numbers. Moreover, we show that during differentiation, classical NF-kappaB signaling decreases, whereas the induction of alternative members IKKalpha, RelB, and p52 occurs late in myogenesis. Myotube formation does not require alternative signaling, but it is important for myotube maintenance in response to metabolic stress. Furthermore, overexpression or knockdown of IKKalpha regulates mitochondrial content and function, suggesting that alternative signaling stimulates mitochondrial biogenesis. Together, these data reveal a unique IKK/NF-kappaB signaling switch that functions to both inhibit differentiation and promote myotube homeostasis.     

Regulation of RelA Subcellular Localization by a Putative Nuclear Export Signal and p50

Nuclear factor kappaB (NF-kappaB) represents a family of dimeric DNA binding proteins, the pleotropic form of which is a heterodimer composed of RelA and p50 subunits. The biological activity of NF-kappaB is controlled through its subcellular localization. Inactive NF-kappaB is sequestered in the cytoplasm by physical interaction with an inhibitor, IkappaBalpha. Signal-mediated IkappaBalpha degradation triggers the release and subsequent nuclear translocation of NF-kappaB. It remains unknown whether the NF-kappaB shuttling between the cytoplasm and nucleus is subjected to additional steps of regulation. In this study, we demonstrated that the RelA subunit of NF-kappaB exhibits strong cytoplasmic localization activity even in the absence of IkappaBalpha inhibition. The cytoplasmic distribution of RelA is largely mediated by a leucine-rich sequence homologous to the recently characterized nuclear export signal (NES). This putative NES is both required and sufficient to mediate cytoplasmic localization of RelA as well as that of heterologous proteins. Furthermore, the cytoplasmic distribution of RelA is sensitive to a nuclear export inhibitor, leptomycin B, suggesting that RelA undergoes continuous nuclear export. Interestingly, expression of p50 prevents the cytoplasmic expression of RelA, leading to the nuclear accumulation of both RelA and p50. Together, these results suggest that the nuclear and cytoplasmic shuttling of RelA is regulated by both an intrinsic NES-like sequence and the p50 subunit of NF-kappaB.