PGC-1α与炎症反应的研究进展

PGC-1α是共激活转录因子成员,调控线粒体生成相关基因的转录和表达,促进线粒体生成,调节机体的能量代谢。最近的研究发现,PGC-1α也参与机体炎症反应的调控过程。本文从PGC-1α的结构与活性调节、与糖尿病、神经系统疾病的关系等方面综述PGC-1α与机体炎症调控的最新进展。     

低氧刺激影响PGC-1α表达研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)是参与调控机体线粒体发生、糖脂代谢、适应性产热、肌纤维类型转化等生理过程的关键转录共激活分子。而低氧刺激可通过代偿激活一系列细胞应答机制,促发机体不同组织PGC-1α表达及其介导的细胞信号调控通路重新调整,进而改变机体整个能量代谢体系。本文通过总结低氧浓度、低氧时长等多种刺激因素影响不同组织PGC-1α表达的相关研究,旨在进一步揭示不同组织PGC-1α对其低氧刺激产生代偿适应的分子机制,从而更好地解释低氧刺激下机体PGC-1α在调控全身能量代谢稳态中的重要作用。     

PGC-1α的转录调节和翻译后修饰

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptorγ,PPARγ)辅助激活因子-1α(PPARγcoactivator-1α,PGC-1α)是线粒体生物合成的关键调节分子.外界刺激(寒冷、饥饿、运动)一方面可以改变PGC-1α的基因和蛋白质表达水平,另一方面可以通过翻译后修饰方式调节其蛋白质活性,最终调节细胞能量代谢和线粒体生物合成过程.PGC-1α表达的异常是代谢性疾病及老年性疾病等发病的重要原因.本文就PGC-1α在转录水平和翻译后修饰水平的调节方式的最新研究进展作一综述.     

PGC-1α的功能与代谢病

过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1α(α subunit of peroxisome proliferators activated receptor γ coactivator 1,PGC-1α)是过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1 (PGC 1)的成员之一. PGC-1α是与能量代谢 关系密切的1个转录辅助活化因子,在线粒体合成、调节适应性产热、骨骼肌纤维类型转换等过程中发挥重要作用.同时,还 参与到糖代谢、脂代谢中,已成为治疗糖尿病、肥胖等代谢疾病的新靶点.近年来还发现, PGC-1α对治疗癌症发生及神经 变性疾病有一定作用.本文主要从PGC-1α调节适应性产热、促进线粒体合成、在骨骼肌中调节纤维类型转换及葡萄糖代谢 等方面对其生理功能进行阐述,并对 PGC-1α与相关代谢疾病的关系进行了总结.     

ERR促进乳腺癌发生的作用机制

乳腺癌是发病率逐年增加、女性最常见的恶性肿瘤之一.ERR(雌激素受体相关受体)α,β和γ(NR3B1-3)是核受体超家族成员,也是配体依赖的转录因子.ERRs可通过线粒体、血管生成、脂肪生成等方式参与乳腺癌肿瘤细胞的代谢.ERRs的功能不受配体影响,但受特异性共调控子调节.这些调控子包括类固醇受体的共激活体(SRC)、PPARγ共激活体PGC-1α/β和共抑制体受体相互作用蛋白140(RIP140).对ERR的研究可为治疗乳腺癌提供新的途径.     

HSF1-PGC1α介导雷公藤红素代谢调节作用

<正>雷公藤红素(celastrol)有调节机体能量平衡与代谢稳态的药理作用,并能有效抵御肥胖。新近研究揭示,雷公藤红素抵抗肥胖的药理作用,是由热休克因子1(heat shock factor-1,HSF1)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)参与介导的。Ma等研究人员利用小鼠模型发现,雷公藤红素可激活转录因子HSF1与PGC-1α,     

PGC-1α对骨骼肌肌纤维类型及运动能力的调控作用

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)可调节能量代谢、诱导线粒体生物合成;在骨骼肌中促进肌纤维类型由IIb型或IId/x型向IIa型或I型转化;PGC-1α-b和PGC-1α-c亚型与运动耐力变化关系密切。全身性和骨骼肌特异性调节PGC-1α表达对骨骼肌肌纤维类型的转化和运动耐力的改变具有一定差异。外源性调控PGC-1α表达对提高运动耐力具有广阔发展前景。     

畜禽PPARα基因研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体(Peroxisome proliferator-activated receptors,PPARs)是核激素受体家族中的配体激活受体,控制许多细胞内的代谢过程,PPARα作为过氧化物酶体增殖物激活受体家族重要成员之一,是调控机体脂质代谢的重要枢纽,在调控畜禽机体肝脏脂质代谢方面有重要作用。PPARα基因由四个结构域组成,多在机体肝脏和脂肪组织中表达,可作为细胞核受体被外源和内源的特异性配体结合并激活,进而结合靶基因发挥对肝脏脂质代谢的调控作用。就PPARα基因的结构特点及表达模式、PPARα基因对肝脏脂代谢的调控机制,以及现阶段PPARα在畜禽方面的研究进展进行阐述,旨在引起人们对PPARα基因调控脂质代谢的关注,并为畜禽肝脏脂质代谢过程的机理研究和相关疾病的治疗提供一些理论支持。     

丙酮酸脱氢酶活性调控在线粒体代谢与生长平衡中的作用

丙酮酸脱氢酶多酶复合体(PDC)催化丙酮酸生成乙酰辅酶 A(acetyl-CoA)的反应是线粒体代谢与生长的调控枢纽.丙酮酸脱氢酶激酶 (PDK)/丙酮酸脱氢酶磷酸酶(PDP)对丙酮酸脱氢酶(PDH)的磷酸化 /脱磷酸化作用以及丙酮酸/乙酰辅酶A对PDH底物产物水平的调控是线粒体适应不同生理环境的代谢调节方式,而调控 PDK基因转录的上游信号恰好也是线粒体生长或生物发生的调控机制.过氧化物酶体增殖物激活受体 (PPAR)/过氧化物酶体增殖物激活受体g共激活因子-1(PGC-1) 信号通路可能是线粒体代谢与生长在基因转录水平的共同调控通路.线粒体代谢与生长经共同通路调节可维持线粒体功能与结构之间的平衡.     

核受体Rev-erbs的研究进展

Rev-erbα和Rev-erbβ是核受体Rev-erbs家族的两个成员.它们有相似的结构和功能,广泛参与调节生物钟基因、脂、糖代谢以及细胞分化等机体一系列的生理和代谢活动.研究表明:Rev-erbs是机体生物钟紊乱,脂、糖代谢异常甚至肿瘤发生的重要调节因子之一,因此对Rev-erbs的研究受到极度重视.就Rev-erbs的结构、组织分布、转录调节机理及其参与调节机体生物钟紊乱,脂、糖代谢、免疫应答进行了综述.     

大螟HSC70基因克隆及表达模式分析

【目的】近年来,大螟Sesamia inferens (Walker)对水稻的为害逐渐加重并成为水稻的重要害虫之一。随着全球气候变暖,大螟的分布区域也在逐渐向北延伸。HSP70家族作为分子伴侣参与生物生长发育并对外界刺激产生响应,对生物功能蛋白质的正确折叠及其转运有着重要意义。本研究旨在明确HSP70家族HSC70基因在大螟不同组织、不同发育阶段以及低温胁迫下的表达差异,初步探讨大螟对环境适应的分子机理。【方法】应用RT-PCR及RACE技术从大螟5龄幼虫中克隆得到HSC70基因;进行基因组验证,得到其基因组序列,分析内含子的位置及大小;应用实时定量PCR技术分析大螟HSC70基因的表达模式。【结果】大螟HSC70基因长2 160 bp,命名为Sihsc70（GenBank登录号：KJ639908）,开放阅读框长1 962 bp,编码653个氨基酸,推测分子量为71.6 kDa。其氨基酸序列中含有3个HSP70家族保守序列,在C-末端存在细胞质定位信号,说明大螟HSC70是细胞质热激蛋白家族成员。大螟HSC70基因组序列长度为3 522 bp（GenBank登录号：KJ639909）,含有2个内含子,长度分别为685 bp（位于编码区上游）和803 bp（位于编码区内）。在大螟5龄幼虫的不同组织中Sihsc70表达量差异不显著（P＞0.05）,其中在中肠、后肠和体壁中的表达量较高,在唾腺中的表达量最低;在大螟不同发育阶段中,Sihsc70的表达量在雌成虫最低,较高的3个阶段依次为卵、2龄幼虫和5龄幼虫,分别为雌成虫表达量的6.33,3.21和1.86倍;相对于对照组（27℃）,低温胁迫对大螟5龄幼虫HSC70基因表达的影响差异不显著（P＞0.05）。【结论】结果说明,大螟HSC70基因在不同发育阶段和幼虫不同组织中具有不同的表达水平,而低温胁迫不能诱导该基因大量表达。     

烟粉虱MEAM1隐种漆酶-1基因全长cDNA克隆、序列分析与组织表达

多酚氧化酶是多种刺吸式昆虫唾液中的关键酶类,可以通过干扰寄主植物正常的氧化还原反应来调控食物来源使其更有利于昆虫本身。昆虫体内的漆酶-1属于多酚氧化酶家族,被认为参与昆虫取食过程中的金属离子代谢、降解植物次生有毒物质以及免疫防御等生理活动。为研究漆酶-1基因在烟粉虱MEAM1隐种Bemisia tabaci Middle East-Asia Minor 1组织中的功能,利用RACE技术首次获得了烟粉虱MEAMI隐种漆酶-1（laccase-1,lac-1）基因的cDNA全长序列,命名为Btlac-1 ( GenBank 登录号： JQ966215）。结果表明,该基因含有一个2 733 bp的开放阅读框,编码910个氨基酸,其编码产物含有3个Cu-oxidase功能域, 属于蓝多铜氧化酶家族成员。同源性比较分析表明,Btlac-1与黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps和豌豆蚜Acyrthosiphon pisum的lac-1编码的氨基酸序列一致性达58%。Btlac-1在不同组织和发育时期的转录表达分析表明, Btlac-1在烟粉虱MEAM1隐种中肠中的转录水平最高,显著高于头胸部和腹部组织中,且在各个发育时期均有表达,在成虫期的表达水平较高。该结果为进一步明确lac-1在烟粉虱取食过程的生理作用奠定基础,也为探讨刺吸式昆虫与植物相互作用机制提供理论依据。     

CO2浓度升高对西花蓟马和花蓟马成虫体内解毒酶和保护酶活性的影响

【目的】阐明大气CO₂浓度升高对外来入侵昆虫西花蓟马Frankliniella occidentalis及其本地近缘种花蓟马F. intonsa的影响机制。【方法】测定和分析了CO₂人工气候箱内不同CO₂浓度（400 μL/L和800 μL/L）下饲养3代的这两种蓟马体内3种解毒酶［羧酸酯酶（CarE）、乙酰胆碱酯酶（AchE）和微粒体多功能氧化酶(MFO）］和3种保护酶［超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD）］的活性。【结果】西花蓟马成虫体内的CarE, AchE, MFO, CAT和POD酶活性随着CO₂浓度的升高而显著上升（P＜0.05）,其中800 μL/L CO₂浓度下CarE和MFO酶活性分别比400 μL/L CO₂浓度下增加了24.78%和16.05%;800 μL/L CO2浓度下花蓟马成虫体内的CarE, MFO和CAT酶活性显著高于400 μL/L CO₂浓度下花蓟马成虫体内的相应酶活性,而AchE和POD酶活性在两种CO2浓度间差异不显著（P＞0.05）。800 μL/L CO₂浓度下西花蓟马和花蓟马成虫体内的SOD酶活性均显著低于400 μL/L CO₂浓度下的相应蓟马酶活性（P＜0.05）,分别下降了65.22%和42.20%。【结论】CO₂浓度升高是导致两种蓟马成虫体内CarE,MFO和SOD酶活性上升的主要原因,而AchE, CAT和POD酶活性的变化主要受蓟马种类的影响。两种蓟马可能通过改变体内解毒酶或保护酶的活性来适应高浓度CO₂的环境。     

飞蝗谷胱甘肽S-转移酶基因克隆、 序列分析及表达特征

谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase, GST）是一类广泛分布的多功能超家族酶系, 其中Omega家族GST在昆虫体内担负重要生理功能。为探讨飞蝗Locusta migratoria Omega家族GST功能, 利用RT-PCR技术克隆得到1条飞蝗谷胱甘肽S-转移酶Omega家族基因全长cDNA, 命名为LmGSTo1 （GenBank登录号： JQ750592）。该基因开放阅读框长738 bp, 编码245个氨基酸。该酶含有N-端和C-端2个结构域, N-端结构域由5个β-折叠和3个α螺旋组成, 包括4个GSH结合位点; C-端结构域由8个α螺旋组成, 含有5个底物结合位点。Real-time PCR结果表明, LmGSTo1在飞蝗不同龄期均有表达, 在胃盲囊和中肠表达量较低, 在前肠、马氏管、肌肉和脂肪体表达量较高; 溴氰菊酯处理可导致LmGSTo1表达水平显著下降。这些结果为进一步研究LmGSTo1基因功能提供了依据。     

灰飞虱热激蛋白Hsp90基因的克隆、序列分析与表达模式

【目的】灰飞虱Laodelphax striatellus (Fallén)是水稻上的重要害虫,它严重影响了水稻的产量和品质,特别由其传播的水稻条纹叶枯病毒对水稻的危害甚至更为严重。灰飞虱分布广,对环境有很强的适应性。本研究旨在探讨灰飞虱对温度胁迫适应的分子机制进行了初步的探讨。【方法】本研究采用RT-PCR与RACE技术克隆了热激蛋白Hsp90基因的全长,利用各种生物信息方法分析了该热激蛋白的特征,实时荧光定量PCR技术用于研究Hsp90基因在不同生长发育阶段和不同温度条件下表达变化规律。【结果】我们获得一条Hsp90 基因的cDNA全长序列,命名为LsHsp90（GenBank登录号为KF660250）。 LsHsp90全长为2 740 bp,编码729个氨基酸,等电点为5.0,分子量为83.7 kDa。氨基酸序列中含有 Hsp90蛋白家族的5个签名序列及胞质特征序列 MEEVD。结构预测表明LsHsp90具有Hsp90蛋白家族典型的结构特征。系统进化关系分析表明它与多种昆虫的Hsp90序列有较高的同源性。不同发育阶段的灰飞虱体内LsHsp90表达水平处于动态的变化过程中,并在4龄若虫期达到最大值,最低表达量在其雌成虫阶段。不同性别的灰飞虱成虫体内LsHsp90表达量有显著差异（P =0.008）。高温和低温胁迫都可以诱导灰飞虱体内LsHsp90的表达,最大的表达量分别在 40℃和-9℃。在40℃下处理不同时间后发现,LsHsp90的表达水平在处理后0.5 h时最高,但随着时间的延长,LsHsp90的表达水平逐渐降低。而在-4℃下,LsHsp90的表达水平在处理后1 h时达到最大值。【结论】灰飞虱体内的LsHsp90可以响应温度的诱导,它可能在灰飞虱温度胁迫适应过程中起到重要的作用。     

The PPARdelta agonist, GW501516, promotes fatty acid oxidation but has no direct effect on glucose utilisation or insulin sensitivity in rat L6 skeletal muscle cells

Peroxisome proliferator-activated receptor-delta (PPARdelta) activation enhances skeletal muscle fatty acid oxidation and improves whole body glucose homeostasis and insulin sensitivity. Recently, GW501516, a selective PPARdelta agonist, was reported to increase glucose uptake in human skeletal myotubes by an AMPK-dependent mechanism that may contribute to the improved glucose tolerance. Here, we demonstrate that whilst GW501516 increases expression of PGC-1alpha and CPT-1 and stimulates fatty-acid oxidation in L6 myotubes, it fails to enhance insulin sensitivity, AMPK activity or glucose uptake and storage. Our findings exclude sarcolemmal glucose transport as a potential target for the therapeutic action of PPARdelta agonists in skeletal muscle.     

核辅激活因子PGC-1表达的分子调控机制

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1(peroxisomeproliferatoractivatedreceptorγcoactivator1,PGC1)是一种多功能的转录调节因子,其广泛参与线粒体生物合成及能量代谢、糖脂代谢等多条代谢通路调节的特点预示PGC1在现代医学中可能极具应用潜力.其表达量的降低或上调,对于生物体的代谢调节均具有相当的生理或病理意义.本文从转录水平和翻译后水平综述了调控PGC1表达的具体分子机制,重点对转录水平调控PGC1表达的3条信号通路的研究进展及生物学意义进行了探讨.对PGC1表达的分子调控机制中所蕴含的药物靶点应用前景进行了初步展望.     

虹鳟LECT2的酵母表达、纯化及生物活性分析

白细胞衍生趋化因子2 (leukocyte cell-derived chemotaxin 2,LECT2)是一个参与多种生理和病理过程的分泌型细胞因子.该文采用毕赤酵母表达体系分泌表达虹鳟LECT2,用阳离子交换柱结合分子筛层析方法分离纯化目的蛋白,并获得纯度为96％,得率为120 mg/L的重组虹鳟(Oncorhynchus mykiss)LECT2酵母培养物.生物学活性验证表明该重组蛋白能趋化虹鳟头肾来源的巨噬细胞,增强其呼吸爆发和杀菌能力,并改变其细胞因子等基因的表达.综上,该实验建立了一种快速有效的虹鳟LECT2活性重组蛋白的制备方法,为后续相关蛋白的功能研究奠定了基础.     

果蝇长寿基因methuselah的研究进展

果蝇Drosophila 3号染色体上methuselah （mth）基因发生突变后, 成年果蝇的平均寿命会延长约35%, 并且对一系列外界胁迫因素如饥饿、 高温、 百草枯（可产生强氧化性自由基）的耐受性会显著增强。研究表明mth编码的Mth蛋白属于B家族G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）, 其内源性配体是sun基因编码的小分子肽Stunted。现已发现敲除sun基因或者过表达Mth受体的肽类拮抗剂均能延长果蝇的寿命。Mth受体是目前发现的首个与动物衰老调控相关的GPCR, 该受体除了具有GPCR典型的7次跨膜结构外, 还具有其独特的胞外结构域, 该胞外结构域能够与多种配体结合。Mth受体的生理功能主要体现为： 维持生物体内环境稳态和新陈代谢的平衡, 参与调控果蝇的寿命、 应激反应、 雄性种系干细胞数量和感知运动能力等。目前对Mth受体的研究尚处于起步阶段, 其工作机理的解析对于我们揭示GPCR如何参与寿命的调节具有重要意义, 为我们开发延长人类寿命的新药提供了可能。鉴于此, 本文主要对果蝇Mth受体的结构功能、 配体及其寿命调控信号转导通路等方面做了总结, 并对Mth受体寿命调控信号通路的实用研究价值做了一些展望。