上皮细胞间紧密连接功能的研究进展

紧密连接(tight junction,TJ)广泛存在于所有上皮或内皮细胞间连接的最顶端,是物质经旁细胞途径转运的结构和功能基础。TJ是由跨膜蛋白和胞浆蛋白两大类构成的大分子复合物,主要行使"屏障"和"栅栏"功能,前者可对物质的大小和电荷进行选择,进而调控旁细胞途径的物质转运;后者则通过调控顶膜和基底侧膜两个功能区之间的脂质和蛋白等物质的自由弥散形成高度极性化的细胞。近年来,关于TJ在各种上皮细胞中的作用及调控机制的研究日益增多。本文重点综述了上皮细胞间TJ研究的最新进展,包括TJ的构成、结构和功能检测以及调控机制,并以几类研究比较集中的上皮类型为例介绍TJ研究的现状,这将为防治与TJ改变相关的上皮屏障功能障碍性疾病提供新的思路。     

microRNA调控紧密连接功能的研究进展

紧密连接(tight junction,TJ)是构成机体上皮和内皮屏障的重要结构,在维持细胞极性,调控物质扩散,防止毒素、过敏原以及病原体入侵中发挥重要作用。微小RNA(microRNA,miRNA)长度约19～25个核苷酸,是能在转录后水平调控基因表达的内源性非编码RNA。研究表明,miRNA可以调节编码TJ蛋白基因的稳定性和翻译过程,调控TJ功能,影响肠道、呼吸道、脑和视网膜等众多组织器官的屏障功能,从而参与全身多种疾病的发生发展过程。本文就miRNA对TJ的调节作用以及与相关疾病发生发展的关系进行综述,为防治与TJ改变相关的疾病提供新的思路。     

封闭蛋白的结构、功能及其与人类疾病

紧密连接（tight junction,TJ）是脊椎动物细胞间连接的一种主要形式,对介导上皮细胞间的黏合、维持上皮细胞的功能具有重要作用。TJ是由一系列跨膜蛋白和外周蛋白相互作用而形成的一个复杂的蛋白质体系,封闭蛋白（occludin）是构成TJ的主要成分之一。目前,已发现封闭蛋白与许多人类疾病有关。本文仅就封闭蛋白的结构、功能及其与人类疾病的关系做一综述。     

胞外基质的结构与功能

胞外基质是由细胞合成和分泌的胶原蛋白、非胶原糖蛋白、蛋白聚糖等生物大分子在细胞表面或细胞之间构成的复杂网络结构。胞外基质蛋白的结构与功能受到糖基化、共价交联等翻译后修饰的调控。胞外基质不仅起到结构支撑的作用,而且可作为信号分子结合整合素等细胞表面受体传递信号。胞外基质网络同时结合并调控细胞因子与生长因子信号。胞外基质网络在细胞黏附、细胞迁移、细胞周期、细胞命运决定过程起到重要调控作用,进而调控组织发育与机体稳态的建立与维持。胞外基质网络结构与功能的紊乱将导致癌症、组织纤维化、结缔组织异常等多种疾病的发生。该文将简要介绍胞外基质的基本结构和功能、胞外基质与细胞骨架的交互调控机制及其生理与病理功能。     

G_β类似蛋白─WDR26对细胞增殖的影响

WD40重复序列蛋白是一类结构保守、功能复杂的蛋白.关于此类蛋白和细胞内信号传导途径的研究显示,该家族成员很可能通过调控胞内信号转导而影响细胞基本生命活动.在此前的研究中,我们报道了一个新基因WD40repeatprotein26的克隆.其初步研究结果显示WDR26蛋白与MAPK信号途径的负调控相关.在最近的研究中,我们构建了稳定转染pCMV-WDR26表达载体的HeLa细胞系,结果显示WDR26蛋白在HeLa细胞系中的过度表达,能够促进细胞分裂,加快细胞的倍增速度.因此,WDR26很可能具有通过MAPK信号途径调节细胞增殖的功能.     

肿瘤细胞恶性增殖和细胞周期调控改变的分子机制

真核细胞通过复杂的细胞周期调控系统控制细胞的分裂,从而维持有机体的正常代谢和增殖.细胞周期的调控是由一系列重要的信号分子和周期蛋白家族来完成的,这些调节因子发生突变或者表达水平发生改变,将导致细胞周期调控的改变,使细胞增殖能力增强、分化减弱,丧失细胞原有的功能,最终发展成肿瘤细胞.因此细胞周期及其相关调控蛋白和信号机制成为抗肿瘤研究的热点.     

一组多功能的错配修复蛋白

错配修复蛋白是DNA错配修复系统中主要功能蛋白质,主要参与DNA复制过程中对错配碱基的识别和修复.近年来研究表明错配修复蛋白还参与DNA损伤信号的传递、细胞周期的调控、减数分裂和有丝分裂等.错配修复蛋白缺陷会增加患肿瘤的危险性或者直接导致肿瘤;由于错配修复蛋白参与了DNA损伤信号传递、周期调控,错配修复蛋白缺陷还会导致细胞对相关抗癌药物产生耐受.     

骨细胞的生物学功能

骨细胞是骨组织中含量最丰富、存活时间最长的细胞。通过细胞突触,骨细胞保持了彼此间以及与骨基质表面其他类型细胞的联系,构成了动态的、功能活跃的骨稳态细胞调控网络。骨细胞可以直接感受机械刺激,将其转化为生化信号并传递到其他细胞,同时,骨细胞还可分泌多种功能蛋白,协同指导骨重建。骨细胞是骨组织中信号传递的桥梁枢纽,也是体内矿物平衡和胞外微环境的重要调节者。完整的骨细胞网络结构是维持骨组织正常功能的关键。     

千里光α输入蛋白(α-Importin)的序列特征、结构与功能分析

α输入蛋白存在于胞质溶胶中,是核孔转运复合体的重要组成部分,与核定位信号结合,通过受体介导蛋白物质转入和转出,在此过程中起连接器的作用。该研究以千里光全长c DNA文库为基础,对α输入蛋白的序列、结构、性质和功能进行了分析,并在千里光α输入蛋白核苷酸序列的基础上,采用生物信息学软件,分析α输入蛋白的氨基酸序列结构和基因进化树,得到了α输入蛋白的一级、二级、三级等结构和结构域特征,以此为依据,系统分析千里光α输入蛋白的理化性质、结构和功能。结果表明:千里光α输入蛋白基因编码529个氨基酸,与烟草(Gen Bank登录号:ABM05487.1)的同源性最高,为84%;蛋白质分子量58.46 k Da,理论等电点5.08;二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸主链构成;高级结构域由IBB和ARM结构构成;三级结构是4个功能结构域构成的空间立体结构。此外,还发现千里光α输入蛋白具有调控激素反应、传输信号、细胞生长、信息转录和转录调控功能的概率较高,推测可能与细胞非凋亡性死亡、抗病性防御反应、激素受体反应以及基因转录调控表达密切相关。该研究结果可为其他物种α输入蛋白结构与功能关系的分析提供参考。     

Rho小G蛋白介导的细胞周期调控

Rho小G蛋白作为一个信号分子家族具有多样化的功能, 可以调节细胞骨架重排 、细胞迁移、细胞极性、基因表达、细胞周期调控等. Rho小G蛋白家族对细胞周期 调控的研究主要集中在其对于有丝分裂期细胞的调节作用,包括调节有丝分裂期前 期细胞趋圆化、后期染色体排列及收缩环的收缩作用.近期的研究显示,Rho小G蛋白及其效应分子对于细胞周期G1、S、G2期的调控主要是通过影响细胞周期的正调控因子细胞周期蛋白D1 (cyclin D1) 和负调控因子细胞周期蛋白依赖型激酶相互作用蛋白1及细胞周期蛋白依赖型激酶抑制蛋白27 (p21cip1/p27kip1) 进行的.本文总结了Rho小G蛋白及其效应分子在细胞周期调控,尤其是对G1/S期调控的研究进展,并简要阐述了Rho小G蛋白介导的细胞周期调控异常与癌症发生的关系.     

植物TOR激酶响应上游信号的研究进展

雷帕霉素靶蛋白(TOR)是真核生物中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶, 能整合营养、能量、生长因子及环境信号, 协调细胞增殖、生长和代谢等过程, 是真核生物生长发育的核心调控因子。近年来, 随着相关研究系统的建立, 植物TOR的功能和机制研究取得了众多突破, 发现其进化上保守的生物学功能及植物中特有的信号通路。该文概述了TOR蛋白复合体的构成, 以及植物TOR响应糖、营养元素(氮、磷和硫)、激素及逆境胁迫信号来调控下游基因转录、蛋白翻译、代谢、细胞自噬和胁迫应答等生物学过程的分子机制, 并提出了植物TOR领域一些亟待解决的科学问题, 以期为全面揭示植物TOR的生物学功能提供参考。     

ZO-1/ZONAB信号通路与细胞的增殖分化

闭合小带蛋白-1(zonula occludens-1,ZO-1)相关性核酸结合蛋白(ZO-1-associated nucleic acid binding protein,ZONAB)是一种Y-box转录抑制因子。ZONAB结合于ZO-1的SH3(Src homology 3)结构域,并与多种调控细胞周期的基因、蛋白质、酶、转录因子等相互作用,共同构成ZO-1/ZONAB信号通路。研究证实,ZO-1/ZONAB信号通路参与多种细胞的增殖与分化、基因表达及器官发生等过程的调控,主要涉及肾小管、视网膜、角膜、肺泡上皮、神经胶质细胞及肿瘤等组织细胞。ZO-1/ZONAB信号通路调控细胞增殖分化的具体机制尚未完全阐明,但已在细胞再生、干细胞医学及肿瘤学等领域显示出潜在而巨大的研究价值。该文主要针对ZO-1/ZONAB信号通路与细胞增殖分化的最新研究进行综述。     

Rho GTPase对细胞骨架及信号通路的多重影响

Rho GTPase最基本的功能是结合和水解鸟嘌呤核苷酸，目前已从晡乳动物中分离出16种不同的Rho GTPases，其中以Rho、Rac和Cdc42最为人们关注。研究发现Rho GTPases参与基因转录、细胞周期进程的调控及多条信号通路的调节，与细胞凋亡、肿瘤侵润及细胞骨架构成关系密切。现普遍认为Rho GTPases是调节细胞功能的一类重要蛋白分子，越来越多的Rho家族成员及其调控的蛋白数量逐渐被发现和认识。     

复制阻滞应激引发的ARTEMIS蛋白磷酸化调控CYCLIN E蛋白的稳定性

Artemis是1个具有多种生物学功能的磷酸化蛋白,它在基因毒性应激引发的细胞周期检测点调控中起重要作用,但其调控机制知之甚少.为了探讨UVC等DNA复制阻滞应激引发的Artemis磷酸化及蛋白表达水平对细胞周期蛋白 E的调控作用和调控机制.首先以Western印迹方法检测Artemis S516-645A突变细胞和Artemis表达降低细胞的细胞周期蛋白E的表达水平,发现ArtemisS516-645A突变细胞和多种Artemis siRNA转染细胞的细胞周期蛋白E表达水平均高于对照细胞.在此基础上,为分析细胞周期蛋白E表达受调控的分子机制,在稳定表达各种磷酸化状态Artemis的HEK-293细胞中导入外源性启动子转录驱动的细胞周期蛋白E表达质粒,发现表达Artemis S516-645A突变体的细胞中外源性的细胞周期蛋白E蛋白表达水平也高于野生型细胞.进一步的研究发现在Artemis蛋白表达降低的细胞中与泛素结合的细胞周期蛋白E减少而蛋白稳定性增加.本研究还发现Artemis蛋白对细胞周期蛋白E的调控过程是不依赖于p53和p21表达的.这些结果表明,Artemis S516-645A突变和Artemis表达降低都可以引起细胞周期蛋白E蛋白水平升高,该调控作用是在转录后水平发生的,可能是干扰了细胞周期蛋白E的泛素化介导的蛋白降解过程,并且该调控作用是独立于p53-p21信号通路的.     

Gβ类似蛋白-WDR26对细胞增殖的影响

WD40重复序列蛋白是一类结构保守、功能复杂的蛋白．关于此类蛋白和细胞内信号传导途径的研究显示,该家族成员很可能通过调控胞内信号转导而影响细胞基本生命活动．在此前的研究中,我们报道了一个新基因WD40 repeat protein26的克隆．其初步研究结果显示WDR26蛋白与MAPK信号途径的负调控相关．在最近的研究中,我们构建了稳定转染pCMV—WDR26表达载体的HeLa细胞系,结果显示WDR26蛋白在HeLa细胞系中的过度表达,能够促进细胞分裂,加快细胞的倍增速度．因此,WDR26很可能具有通过MAPK信号途径调节细胞增殖的功能．     

极性蛋白与上皮肿瘤恶性转变

细胞极性是指细胞形态、蛋白分布以及细胞功能的不对称性,它是细胞发育、维持项一底极性、损伤修复及组织完整性等生理过程所必需的,主要是由极性蛋白调控。一旦极性蛋白之间的平衡失调,则会破坏细胞极性,诱导肿瘤发生、增殖及迁移。研究表明,极性蛋白的异常表达及错误定位均与肿瘤紧密相关。上皮细胞肿瘤发生及恶性转变过程通常伴有细胞极性丢失以及组织结构紊乱的现象,尤其是经历上皮间充质转变的上皮肿瘤细胞更易侵袭周围基质,最终引发转移。作者就目前有关极性蛋白在肿瘤方面的研究作一综述,重点阐述极性蛋白在肿瘤转移中的功能,并对相关问题进行讨论。     

桥粒相关蛋白Pinin的生物学功能及其在肿瘤发生中的作用

桥粒不但参与上皮和心肌细胞的连接,增强细胞承受机械应力时的黏附作用,还能调控细胞行为和组织形态发生改变时的信号传导通路过程.桥粒相关蛋白Pinin(PNN)自发现以来,其位置和功能就备受争议.现有结果表明,PNN包含与细胞膜上桥粒共定位的桥粒型PNN和位于细胞核中的核型PNN两种,前者参与上皮细胞的黏附,后者与m RNA的选择性剪接功能有关.新近研究发现,PNN与肿瘤发生密切相关,然而其作用及其分子机制却不相同.本文对PNN的结构、功能及其与肿瘤发生的关系作一综述.     

高等哺乳动物LEM结构域蛋白家族的研究进展

在高等动物细胞开放式有丝分裂过程中,细胞核膜会发生高度有序的周期性去组装和装配的动态变化。近年的研究结果表明是LEM家族蛋白成员通过与BAF因子相互作用介导了内核膜、核纤层蛋白以及染色体之间的相互作用。LEM蛋白、核纤层蛋白以及BAF因子直接相互作用形成的三元复合体在结构与功能上是相互依赖的,在此结构与功能上组成的网络体系是形成细胞核的一些基本生物学过程的重要条件。该复合体在调控有丝分裂M期后期和末期染色体的正常分离、有丝分裂后核膜的重组装,细胞分裂间期细胞核及核膜形态维持,调控DNA复制和DNA损伤修复,调节基因表达和信号通路以及逆转录病毒感染等方面发挥着重要的生物学功能。并且LEM蛋白相关基因的异常对核纤层疾病和肿瘤的发生发展具有重要的影响。文章主要针对LEM蛋白家族成员的结构以及功能研究进展进行了详细的综述。     

T细胞受体(TCR)信号传递的调控及其功能

T细胞受体介导的T细胞活化在胸腺T细胞发育、T细胞亚群分化以及效应T细胞功能发挥过程中均起着至关重要的作用。TCR能特异性识别抗原提呈细胞表面MHC提呈的抗原肽(peptide),并将胞外识别转化成可向细胞内部传递的信号,通过诱导TCR邻近酪氨酸激酶活化,促进信号传递复合物组装,活化下游MAPK、PKC以及钙离子等信号途径,最终活化相应的转录因子,调控效应蛋白分子的表达,完成T细胞的活化。TCR信号传递过程受到不同类型调控分子的调控,这些具有调控功能的分子形成了一个复杂的调控网络来精细调控TCR信号的起始、强度及终止。     

几种热激蛋白在细胞凋亡信号通路中的调控作用

热激蛋白(heat shock proteins, HSPs)作为进化保守的蛋白家族 之一,普遍存在于各种生物体中,并在生物体内发挥着重要的生理功能.大 量的实验证据表明,热激蛋白与细胞凋亡密切相关,参与细胞凋亡信号通 路的多个环节. 近年来有关该领域的研究已获得了重要的突破与进展.一方 面,热激蛋白主要起着抑制细胞凋亡、促进细胞存活的作用;另一方面, 某些热激蛋白又能够作为凋亡蛋白的分子伴侣,促进细胞凋亡,比如HSP70 能够激活DNase来促使细胞凋亡,线粒体内HSP60能够促进caspase依赖的细 胞凋亡途径.本文在阐明细胞凋亡信号通路的基础上,综述了近年来几种不 同热激蛋白家族（HSP90、 HSP70 、HSP60和小分子HSPs）在细胞凋亡调控 中作用的研究进展,重点阐述了几种主要热激蛋白与细胞凋亡信号通路上 相关因子的相互作用,并绘制了热激蛋白在细胞凋亡信号通路中的调控图 ,为进一步完善细胞凋亡调控网络研究提供一定的参考.