黑皮质素受体-4调节通路的研究进展

黑皮质素系统来自阿片-促黑素细胞皮质素原,在中枢摄食行为和能量平衡代谢中起到重要作用,此系统生理功能的发挥主要通过与下丘脑神经元细胞上特定膜受体（黑皮质素受体）结合完成。黑皮质素受体（MCR）有五种亚型（MC1R-MC5R）,其中参与体重调节的受体主要是黑皮质素受体3（MC3R）和黑皮质素受体4（MC4R）。MC4R属于G蛋白耦联受体,具有七次跨膜结构。作为一种膜受体,MC4R发挥体重调节作用,一方面受外界激动剂或拮抗剂的调节;另一方面,此受体活化后会影响到细胞内的信号调节通路。研究MC4R的功能首先要了解受体的结构,本文对G蛋白耦联受体的结构进行了较详细的叙述,MC4R经信号调节通路,激活腺苷酸环化酶,增加cAMP的浓度,最终通过影响细胞内基因的转录和翻译,来调节体重和能量的消耗。     

Semaphorin 3——下丘脑黑皮质素回路形成关键因子

下丘脑是机体代谢与能量平衡调控的重要神经中枢。下丘脑“黑皮质素”(melanocortin)神经环路参与能量稳态调节:该环路,由下丘脑弓状核POMC神经元、AgRP神经元、室旁核MC4R阳性神经元及三者间的神经投射共同构成。     

黑素皮质素受体-2与Ⅰ型家族性糖皮质激素缺乏症

 黑素皮质素受体-2（MC2R）具有7个跨膜区（Ⅰ～Ⅶ）、3个胞外环和3个胞内环,人MC2R基因定位于18p11.2;编码区长894 bp,无内含子,在种间和种内具有较高保守性;人MC2R有297个氨基酸残基,推测分子量为33 kD.MC2R主要分布于肾上腺皮质区网状带和束状带,在功能上与腺苷酸环化酶偶联,通过激活依赖环腺苷酸的信号途径来催化类固醇合成;MC2R合成受到各种因子调节,包括其自身配体ACTH、顺式作用元件和反式作用因子等.MC2R基因突变可导致Ⅰ型家族性糖皮质激素缺乏症;迄今为止,在FGD患者中共发现37个MC2R基因编码区突变,突变单独或复合存在降低MC2R活性     

比格犬MC4R基因多态性与体重相关性的研究

为了分析比格犬黑素皮质素受体-4基因多态性与犬体重的关系, 根据犬MC4R基因DNA外显子序列, 设计MC4R基因特异PCR引物1对, 犬DNA经PCR扩增, 克隆和测序, 寻找和确定犬MC4R基因的多态性位点, 分析多态性与犬体重的关系。结果在比格犬MC4R基因中发现2处单碱基缺失突变, 1个单碱基颠换变异, 存在Psh AⅠ酶切位点, 并基于PshAⅠ酶切位点建立了PCR-RFLP技术。统计分析显示犬MC4R基因型与体重显著相关, 可以考虑将MC4R基因作为犬体重的候选基因。     

V型分泌系统菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素及其受体结合位点的确定

自主转运蛋白（V型分泌系统）的β结构域已被证明可以将异源性多肽展示在细菌表面。运用DNA重组技术优化构建V型分泌系统MisL并在菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素FedF及其受体结合域FedF1。含重组质粒pnirBMisL-fedF或pnirBMisL-fedF1大肠杆菌（E．coli）DH5α经厌氧诱导后,分别与兔抗F18ab菌毛FedF亚单位单因子血清和F18大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪的小肠上皮细胞做玻板凝集试验和体外黏附试验,结果表明上述两株诱导表达重组菌与FedF抗血清发生明显的凝集反应,且能较好地黏附于F18大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪小肠上皮细胞。而菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素FedF突变体FedF（M）（黏附素受体结合域第88和89位组氨酸残基双突变为丙氨酸）的重组菌则失去上述凝集和黏附特性。以上试验结果说明,F18大肠杆菌黏附素FedF及其受体结合域FedF1在大肠杆菌表面得到了功能性表达,并进一步证明了位于FedF受体结合域内第88和89位组氨酸残基对FedF受体结合域的形成至关重要。     

炭疽毒素保护性抗原的不同结构域对其表达可溶性的影响

目的：对炭疽毒素保护性抗原（PA）的不同结构域进行了缺失突变,以期找到免疫原性降低而功能变化不大的PA蛋白突变体。方法：在对PA结构域的缺失突变体进行表达时,意外发现不同的突变体表达效果之间存在很大差异,遂用DNAStar软件对PA的4个结构域和突变体进行分析。结果：PA蛋白结构域2的表面特性与其他结构域存在很大差异。结论：推断这种表面特性影响了PA突变体的可溶性特征。     

虹鳟MC4R基因的PCR扩增及其应用

黑素细胞皮质激素受体(MC4R)是跨膜G蛋白偶联受体。MC4R在人和鼠的体重、能量稳态和采食量的调控中具有重要作用,是第一个发现的与人类显性遗传疾病性肥胖相关的靶位点。虹鳟(Oncorhynchus mykiss)属于冷水性鱼类,具有很好的药用和食用价值,但生长缓慢。本研究根据斑马鱼的MC4R基因保守区的核苷酸序列设计引物,通过PCR扩增出虹鳟的MC4R基因,纯化后测序。本实验测出虹鳟MC4R基因968bp,并发现其与其它鱼类的MC4R进行了同源性分析,构建基因进化树。     

杀伤血管内皮生长因子受体 1 阳性细胞的靶向毒素

白喉毒素 (diphtheria toxin DT) 是棒状白喉杆菌被β噬菌体感染后分泌的一种外毒素. 它可以阻断真核细胞的蛋白质合成,杀死细胞. 血管内皮生长因子 (VEGF) 的 R82A, K84A, H86A 突变体可以和肿瘤血管上高表达的 VEGF 受体 1 (VEGFR-1) 特异性结合. 首先从白喉杆菌中提取基因组 DNA,扩增出白喉毒素 C 区、 T 区基因. 并运用点突变技术,制成 VEGF 的 R82A, K84A, H86A 突变体. 利用这个可以和肿瘤血管上特异性受体相结合的 VEGF 的突变体,代替白喉毒素上的受体结合区,制成了针对 VEGFR-1 的靶向融合毒素——— DT391-mVEGF. 以去除了受体结合区的 DT391 为阴性对照,细胞实验表明,融合毒素对 VEGFR-1 阳性的肿瘤细胞有特异性杀伤作用.     

自絮凝工业酒精酵母营养缺陷型的筛选和鉴定

运用紫外诱变方法成功获得了自絮凝酵母的营养缺陷型突变体,并且优化了诱变方法,证明了通过紫外诱变也可获得自絮凝酵母的营养缺陷型突变体。实验证明,较低的致死率更容易获得突变体,利用制霉菌素的富集可明显减少非缺陷型背景。本实验获得了组氨酸和尿嘧啶营养缺陷型各一株,其中组氨酸缺陷型茵株失去絮凝特性,而尿嘧啶缺陷型保持了良好的絮凝特性。继代实验表明,二株突变体均可以稳定遗传。并利用交配型PCR方法证明了絮凝酵母及其两株突变体与其酿酒酵母亲本类似,均为交配型杂合体。     

普洱茶提取物对单纯性肥胖大鼠MC4R基因表达的影响

为观察普洱茶提取物对高脂饮食诱导肥胖大鼠脂肪组织中黑皮素受体-4(MC4R)基因表达的影响,进一步探讨普洱茶抗肥胖的相关机制,本试验将大鼠随机分为正常对照组、高脂饲料组、高脂饲料+普洱茶提取物干预组,构建单纯性肥胖模型。每周测量大鼠体重,3个月试验结束后测量大鼠终末体重、脂肪组织重量,检测甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL-C)等血脂水平。提取大鼠附睾脂肪组织,采用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和免疫印迹试验(Western blot)检测肥胖相关基因MC4R mRNA和蛋白的表达水平。结果显示:普洱茶能显著减轻高脂饮食大鼠体重和脂肪组织重量,降低体脂比,并降低各项血脂水平;普洱茶提取物能显著上调MC4R基因和蛋白的表达。这表明普洱茶提取物具有减肥降脂作用,其分子机制可能与上调肥胖重要调节因子MC4R有关。     

噬菌体展示重组人淋巴毒素突变体库及受体亲和筛选

淋巴毒素 (lymphotoxin , LT) 通过 TNFR1 受体传递凋亡信号,从而发挥抗肿瘤活性 . 对 LT 的受体结合区域进行多点随机突变,利用噬菌体展示重组人淋巴毒素 (rhLT) R46 , S106 , L130 三点随机突变组合文库和 S106 ～ F110 区域随机突变体库 . 噬菌体库与固相化 TNFR1 受体进行亲和筛选,富集了能与 TNFR1 受体结合的 rhLT 突变体 . 随机挑选 20 个单克隆噬菌体进行 ELISA 受体结合鉴定,其中 80 ％的克隆与 TNFR1 受体特异性结合,有 4 个克隆与 TNFR1 受体的结合能力高于野生型序列的 rhLT. 将这 4 个结合力高的突变体克隆于 pET32a(+) 载体,经过大肠杆菌表达和纯化操作后,检测这些突变体蛋白与 TNFR1 受体的结合活性和对 L929 细胞的杀伤活性,发现 3 个克隆的受体结合性质与其展示于噬菌体上时基本吻合,其中 C199 克隆与 TNFR1 的结合活性比野生型序列的 rhLT 提高了近 30 ％,且其对 L929 细胞的杀伤活性提高了近 90%. 应用噬菌体展示技术对淋巴毒素进行体外进化研究的尝试,为下一步的蛋白质结构和功能研究提供了思路,可成为大分子药物开发的有效工具 .     

人副流感病毒3型HN糖蛋白N-糖链的功能研究

为了研究人副流感病毒3型(hPIV3)HN糖蛋白N-糖链的功能,采用基因定点突变技术构建糖基化位点突变体,然后检测各突变株的蛋白电泳速率、细胞表面表达量、受体结合活性、神经氨酸酶活性和促细胞融合活性。HN分子的G1、G2、G3和G4 4个糖基化位点分别和联合突变后发现G1、G2和G4及其联合突变株(G12、G14、G24和G124)电泳速率加快,而G3突变株电泳速率没有变化。各突变株的表达效率,神经氨酸酶活性与野毒株相比差别无统计学意义(P>0.05),但受体结合活性和促细胞融合活性均有不同程度的降低(P<0.05)。G1、G2和G4位点突变后受体结合活性分别为突变前的83.94%、76.45%和55.32%,而促细胞融合活性降为突变前的80.84%、77.83%和64.16%。联合突变株G12、G14、G24和G124血吸附活性进一步降低,为突变前的33.07%、20.67%、19.96%和15.11%,促细胞融合活性进一步降低为突变前的46.36%、12.04%、13.43%和4.05%。结果表明:hPIV3HN糖蛋白的糖链对HN糖蛋白的受体结合活性和促细胞融合活性有重要影响,推断糖链的丢失可能会引起HN糖蛋白头部结构(受体结合活性位点所在区域)或者方向的改变或者无法与宿主细胞膜表面的凝集素受体(一种与N-糖链结合的受体)结合,进而导致受体结合活性和促细胞融合活性的降低。     

黑素皮质素受体-2基因表达调控相关因子研究进展

黑素皮质素受体-2（melanoeortin2-receptor,MC2R）属于A类七个跨膜α螺旋G蛋白受体,具有通过CA／cAMP／PKA信号转导途径调节类固醇激素分泌的昼夜节律和应激引起变化的功能。MC2R基因表达障碍可导致一种常染色体隐性遗传疾病,即家族性糖皮质激素缺陷（FGD）。黑素皮质素受体-2（melanocortin2-receptor,MC2R）基因在特定组织中是否表达,表达丰度的高低是由多种调控因子相互作用决定的。本文就参与其表达调控的类固醇转录因子-1（steroidogenic factor-1,SF-1）、过氧化物增值物激活受体γ（PPARγ）、视黄酸X受体α（RXRα）、活化激活蛋白1（activatorproteinl,AP-1）DAX-1（dosage-sensitive sexreversal adrenal hypoplasia gene on the X chromosome,gene-1）和E-盒结合蛋白等因子做一综述。     

人双专一性磷酸酶活性位点Cys^124附近精氨酸突变及功能

为研究人双专一性磷酸酶活性位点Cys12 4 附近 3个带正电的精氨酸对酶催化功能的影响 ,用QuikChange定点突变方法获得 6个突变体 :R12 5L、R130 L、R130 K、R130 L/S131A、R158K和R158L。将含突变基因的重组质粒转化大肠杆菌菌株BL2 1(DE3) ,经IPTG诱导表达获得的目的蛋白质均以可溶形式存在。通过镍离子亲和层析纯化得到纯度大于 90 %的蛋白质。对人痘苗病毒H1相关磷酸酶 (VHR)及其突变体进行稳态动力学参数和竞争性抑制常数Ki 的测定 ,结果显示上述Arg130 和Arg158突变体的kcat/Km 值都较野生型有大幅度下降 ,而Ki 值有明显上升 ,表明 130和 15 8位的精氨酸是VHR活性所必需 ,而且可能与底物上带负电的磷酸基团结合有关。另外 ,单突变体R130 L和双突变体R130 L/S131A之间的kcat值相差很小 ,提示Arg130 单点突变后可能破坏了Ser131与Cys12 4 间的氢键。再者 ,R12 5L、R130 L和R158L突变体都降低了砷酸盐结合亲和性 ,暗示这 3个精氨酸残基侧链上的正电荷可能有助于底物与酶的结合。     

外加直流电场对血管平滑肌细胞形态及迁移行为的影响

在外加直流电场(electricalfields,EFs)作用下血管平滑肌细胞(VSMCs)膜表面细胞生长因子受体表达发生明显的变化,并影响细胞形态、迁移的特性。通过EFs干预装置干预体外培养的大鼠主动脉VSMCs,记录和分析细胞图像,研究不同强度电场、不同作用时间下VSMCs迁移和细胞形态的变化,并用免疫细胞化学或免疫荧光染色方法检测与VSMCs迁移相关的血小板衍化生长因子受体(PDGFR)、血管紧张素II1型受体(AT1R)和2型受体(AT2R)等受体的表达情况,研究EFs影响VSMCs形态及迁移的机制。研究结果提示,在EFs干预作用下,VSMCs膜PDGFR表达增加,部分细胞呈不对称分布,在EFs阴极面较集中;细胞中AT1R表达亦增加,但无明显不对称分布现象;AT2R表达没有改变;EFs长时间作用下,培养的VSMCs有明显的电场趋化性,细胞向阴极迁移的距离明显高于无EFs作用对照组,细胞膜向阴极方向伸展,发生形状改变,定向迁移依赖于EFs强度。EFs作用下,部分细胞生长因子受体的表达上调和重分布,可能与细胞定向迁移的启动和维持有关。     

用放射杂交板定位鸡的MC4R基因以及其在鸡和人染色体上同源区的比较分析

黑素皮质素受体(melanocortin-4 receptor,MC4R)基因的突变与猪、鼠和人等的食欲、肥胖和生长有关联性,然而对鸡的MC4R基因的功能却知之甚少。为了确定鸡的MC4R基因在染色体上的位置,使用鸡-仓鼠杂交板(ChickRH6)做了该基因的定位工作。通过扩增ChickRH6杂交板上的93个样品,然后经整合分析将mC4R基因定位在2号染色体上的标记MCW0062、BCL2和OVY附近,即2q12。这个连锁图上的5个标记基于两点分析与MC4R的LOD值都大于5。同时,以MC4R基因为标记做了鸡和人的染色体比较分析。结果显示鸡的2号染色体(GGA2)和人的18号染色体(HSA18)存在同源区,且基因BCL2和肥胖基因(obesity)位于MC4R基因附近。推测鸡的MC4R基因与人的MC4R基因可能具有相似的功能。该研究揭示了鸡和人MC4R基因的染色体分布,并用杂交放射板将鸡的MC4R基因定位在2号染色体的12区带。     

低出血倾向、低免疫原性葡激酶mSAK(K130T,K135R)的表达、纯化与活性测定

为了有效降低葡激酶应用的副作用,构建低出血倾向、低免疫原性葡激酶突变体,高效表达纯化后进行活性鉴定,以野生型重组葡激酶基因为模板,PCR法引入突变位点(K130T,K135R),并将该片段克隆测序鉴定后,克隆至表达载体pBV220,构建低免疫原性葡激酶突变体.表达后的蛋白用Q-SepharoseFF柱与SephacrylS-200进行纯化,纤维蛋白溶圈法进行活性测定,体外抗体中和试验与豚鼠免疫试验测定突变体蛋白的免疫原性,同时进行动物体内出血倾向观察.测序结果表明,相应位点获得突变,无非特异性突变,将突变后的片段连接pBV220导入大肠杆菌热激诱导获得了高效表达,表达产物占菌体总蛋白的40%~50%.产物主要以可溶性形式存在,经两步纯化后的蛋白的纯度可达98%以上.活性测定试验表明,该突变体的活性较野生型葡激酶稍低,体外中和抗体试验和豚鼠免疫试验证明免疫原性大为下降,豚鼠的皮肤出血以及肺部病理切片均显示该突变体蛋白引起的出血倾向明显降低.     

黑素皮质素受体-4的研究进展

黑素皮质素受体 4 (MC4R)是人类中枢神经系统中参与调节肥胖症发生的重要因素 ,可调节动物的体重和采食量。自MC4R基因克隆以来 ,学者们对MC4R的结构 ,生理功能 ,调控 ,作用机制及其基因突变与体重的关系等方面进行了大量的研究。     

ErbB3和ErbB4特异性配体筛选系统的建立及neuregulin-1突变体的筛选

Neuregulin-1(NRG1,纽兰格林)通过活化ErbB2/ErbB4二聚体具有治疗心衰的作用,目前已完成临床二期。为避免作为心衰治疗药物时同时激活ErbB3并产生副作用,因此用NRG1变异体的方法寻找能对ErbB4专一性激活的配体。文章构建了带有不同筛选标记的ErbB2、ErbB3、ErbB4细胞表达质粒,将ErbB2/ErbB3、ErbB2/ErbB4质粒共转染至CHO细胞,建立了ErbB2/ErbB3特异性表达和ErbB2/ErbB4特异性表达的细胞株。通过与新生大鼠原代心肌细胞比较,证明ErbB2/ErbB4细胞株信号传导功能与心肌细胞相似,NRG1可以激活下游的AKT信号途径、PI3K信号途径,并表现出良好的剂量效应。因此可以通过检测与心肌功能密切相关的下游信号AKT磷酸化水平快速筛选抗心衰药物,并通过与ErbB2/ErbB3信号激活水平比较鉴定其对心肌细胞的特异性。文章还构建了31个不同的NRG1突变体并在大肠杆菌中成功的表达和纯化。将这些突变体用于刺激两个细胞株,通过检测AKT磷酸化水平,发现这些突变体对ErbB2/ErbB3与ErbB2/ErbB4受体的激活能力不同。进一步检测其中5个ErbB2/ErbB4激活特异性发生改变的突变体与两对受体的亲和力,发现这些突变体和ErbB2/ErbB4与ErbB2/ErbB3受体亲和力的变化有一致性。最终筛选到了4个可以更特异性激活ErbB2/ErbB4受体的突变体作为更有效治疗心衰的候选药物。