细胞骨架参与调控细胞壁形成的研究进展

植物细胞壁是地球上最丰富的可再生资源,也是植物细胞区别于动物细胞的特殊结构之一,它与细胞质膜及细胞骨架共同构成了植物细胞表面的细胞壁-质膜-细胞骨架连续体.细胞壁为植物细胞提供外部支撑结构,细胞骨架则在细胞内构成内部网络支架结构.近年来,有关植物细胞骨架调控细胞壁形成的研究有了很大进展,本文从细胞骨架参与细胞壁物质膜泡运输、细胞骨架调控纤维素微纤丝沉积、细胞骨架调控次生细胞壁加厚以及细胞骨架参与细胞壁形成信号的调控等方面进行了阐述和总结,并对今后的研究方向进行了展望.     

NADPH氧化酶介导的氧化应激在细胞骨架相关调控活动中的作用

细胞骨架是细胞赖以生存的内在支撑结构,主要包括微管、中间丝状体及微丝。细胞骨架上游Rho GTP酶的活化、细胞骨架重塑过程和细胞骨架参与的相关细胞功能活动(如迁移和黏附等)均与胞内氧化应激压力有关。NADPH氧化酶(NADPH oxidase,NOX)介导的氧化应激已成为细胞骨架相关活动的重要影响因素之一。因此,认识NOX介导的氧化应激对了解细胞骨架调控相关活动至关重要,为今后深入研究细胞骨架相关疾病奠定理论基础。     

非肌肉Ⅱ型肌球蛋白在细胞骨架网络中动力学行为的图像分析

贴壁细胞的形状和弹性(硬度)与细胞骨架网络的形态以及纤维的交联方式密切相关.而细胞骨架网络的形态和组成与细胞中的二型肌球蛋白的活动,尤其是肌球蛋白组装成的肌球蛋白粗丝(minifilament)的活动有关.细胞通过与其外部环境的机械传感(mechanosensing)来调节二型肌球蛋白的活动和肌球蛋白粗丝的相互作用,从而实现对细胞骨架网络重组(remodeling)的控制.当前对活体细胞内二型肌球蛋白的研究从实验测量到理论模型的建立之间还有不小距离,主要是因为直接测量会对细胞结构和生理活动产生影响,而间接测量不能得到肌球蛋白在细胞内活动的准确数据.因此本文提出利用新的免疫荧光显微图像分析技术,例如免疫荧光蛋白图像追踪和局部图像相关函数分析技术,分析He La细胞体内肌球蛋白在细胞骨架网络中的动态分布,总结出肌球蛋白主导的细胞骨架和张力纤维组装与分解过程中的基本动力学规律.图像分析结果说明:肌球蛋白纤维在细胞骨架网络构建过程中依次动态处于组装与分解状态,通过其粗丝相对旋转对齐与收缩产生张力以维持纤维束稳定,并形成有不同肌球蛋白和粘着斑数量与分布形态的三类稳定性肌动球蛋白网络,其稳定性和收缩力大小呈正相关、与所结合肌球蛋白数量密度成正比.     

钙对细胞骨架的调控及其在生命活动中的重要作用

本文综述了钙对细胞骨架的调控方式主要有两种方式： 一是钙离子直接对细胞骨架结合蛋白进行调节;二是钙离子通过钙调节蛋白到钙调节蛋白结合蛋白进而对细胞骨架进行调节     

非肌肉Ⅱ型肌球蛋白在细胞骨架网络中动力学行为的图像分析(已撤稿2016-06-15)

贴壁细胞的形状和弹性(硬度)与细胞骨架网络的形态以及纤维的交联方式密切相关．而细胞骨架网络的形态和组成与细胞中的二型肌球蛋白的活动,尤其是肌球蛋白组装成的肌球蛋白粗丝(minifilament)的活动有关．细胞通过与其外部环境的机械传感(mechanosensing)来调节二型肌球蛋白的活动和肌球蛋白粗丝的相互作用,从而实现对细胞骨架网络重组(remodeling)的控制．当前对活体细胞内二型肌球蛋白的研究从实验测量到理论模型的建立之间还有不小距离,主要是因为直接测量会对细胞结构和生理活动产生影响,而间接测量不能得到肌球蛋白在细胞内活动的准确数据．因此本文提出利用新的免疫荧光显微图像分析技术,例如免疫荧光蛋白图像追踪和局部图像相关函数分析技术,分析HeLa细胞体内肌球蛋白在细胞骨架网络中的动态分布,总结出肌球蛋白主导的细胞骨架和张力纤维组装与分解过程中的基本动力学规律．图像分析结果说明：肌球蛋白纤维在细胞骨架网络构建过程中依次动态处于组装与分解状态,通过其粗丝相对旋转对齐与收缩产生张力以维持纤维束稳定,并形成有不同肌球蛋白和粘着斑数量与分布形态的三类稳定性肌动球蛋白网络,其稳定性和收缩力大小呈正相关、与所结合肌球蛋白数量密度成正比．     

巨噬细胞:一种理想的细胞骨架观察教学材料

细胞骨架是细胞的重要结构之一,也是《细胞生物学实验》教学的重要内容。然而,在目前的教学实践中,缺乏较为理想的细胞骨架观察材料。基于对巨噬细胞易黏附、便于操作特性的了解,该研究以小鼠腹腔巨噬细胞为材料,进行了细胞骨架显示的实验探索。结果表明,无论用曲通X-100处理细胞后再用考马斯亮蓝染色还是先对细胞进行固定、透膜后再用免疫荧光法染色,均可观察到清晰的细胞骨架结构。说明巨噬细胞是一种理想的细胞骨架观察教学材料。     

细胞骨架对离子通道的调节作用

细胞骨架是细胞的重要保守结构之一,它的作用除了维持细胞的特定形状及细胞内部结构的有序性等基本功能外,还在细胞的物质运输、能量与信息传递、基因表达、细胞的分裂分化及凋亡中起重要作用,细胞骨架的动力学变化代表了一种新的信号转导机制。近来研究表明细胞骨架对离子通道有调节作用。研究细胞骨架与离子通道之间的关系,将有助于了解离子通道活动规律。     

细胞骨架蛋白调节囊泡转运及其与神经疾病的关系

细胞内囊泡转运依赖于细胞骨架系统,细胞骨架为囊泡转运提供了轨道,而细胞骨架表面的马达蛋白则为其提供了动力。近年来,随着活细胞成像技术以及相关的生化、药理实验方法的不断进步,人们对囊泡转运的分子机制有了更加深入的认识。越来越多的实验结果表明,细胞骨架蛋白对囊泡转运有着重要的调节作用。囊泡转运的紊乱与多种神经疾病相关。囊泡转运分子调控机制的研究,将为多种神经疾病的治疗提供新的思路。     

《自然》：细胞保持形态之谜得解

科学网2007年12月4日讯有机体的每种细胞都有其特定的尺寸和形态,这与它们发挥特定的功能有关。而一旦细胞不能保持固有形态,其功能就会受到损害,从而会给有机体带来一系列问题。近日,德国和荷兰科学家阐明了一个在细胞形态形成过程中发挥重要作用的分子机制。这一研究成果有助于深入理解细胞骨架和蛋白之间的关系。相关论文12月2日在线发表于《自然》(Nature)上。每种细胞都有独特的形态,这主要是由细胞骨架决定。细胞骨架主要由蛋白纤丝构成,其中特别重要的是微管(microtubule),这是一种动力     

肺炎链球菌触发肺Ⅱ型上皮细胞F-actin细胞骨架重排

目的：通过体外实验,研究肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae,S.pn)是否可触发肺Ⅱ型上皮细胞（A549）信号转导途径触发微丝肌动蛋白（filamentous actin,F-actin)细胞骨架重排,进而侵袭A549细胞,并初步分析触发A549细胞F-actin细胞骨架重排的细菌亚组分。方法：采用F-actin特异性FITC-phalloidin荧光染料,观察S.pn作用A549细胞前后的F-actin细胞骨架重排情况,依照重排百分率得分标准以（%）表示;用F-actin细胞骨架重排抑制剂细胞松弛素D预处理A549细胞,观察S.pn对A549细胞侵袭的改变情况;用变溶菌素提取S.pn细胞壁以观察其对F-actin细胞骨架重排的影响。结果：S.pn作用A549细胞后,经FITC-phalloidin荧光染色,F-actin细胞骨架呈黄绿色块状聚集,对照细胞呈现均匀黄绿色荧光外观;F-actin细胞骨架重排抑制剂细胞松弛素D可明显降低S.pn对A549细胞的侵袭,在其浓度为0.25μg/ml时,未得到可测的细菌数;S.pn细胞壁作用A549细胞后,经FITC-phalloidn荧光染色,F-actin细胞骨架呈黄绿色块状聚集,二者存在剂量依赖性。结论：S.pn及其细胞壁亚组分可触发A549细胞F-actin细胞骨架重排,进而侵袭A549细胞。     

肺炎链球菌触发人肺Ⅱ型上皮细胞F-actin细胞骨架重排与TPK信号转导的相关性研究

目的:通过体外实验,研究Streptococcus pneumoniae(S.pn)是否通过肺Ⅱ型上皮细胞(A549)酪氨酸蛋白激酶(TPK)信号转导途径触发微丝肌动蛋白(Filamentous actin,F-actin)细胞骨架重排,进而导致S.pn对A549细胞的侵袭.方法:采用F-actin特异性FITC-phalloidin荧光染料,观察S.pn作用A549细胞前后的F-actin细胞骨架重排情况,依照重排百分率得分标准以(%)表示;用F-actin细胞骨架重排抑制剂细胞松驰素D预处理A549细胞,观察S.pn对A549细胞的侵袭率;使用TPK信号转导抑制剂Genistein预处理A549细胞,观察其与F-actin细胞骨架重排百分率间是否存在剂量依赖关系.结果:S.pn作用A549细胞后,经FITC-phalloidin荧光染色,F-actin细胞骨架呈块状、丝状聚集;F-actin细胞骨架重排抑制剂细胞松驰素D可明显降低S.pn对A549细胞的侵袭率,在其浓度为0.25μg/ml时,未得到可测的细菌数;TPK信号转导途径抑制剂可部分抑制A549细胞F-actin细胞骨架重排,并与F-actin细胞骨架重排百分率间存在量效关系,其相关系数分别为rTpK=-0.91(P＜0.05).结论:上述结果提示S.pn可通过TPK细胞信号转导途径触发A549细胞F-actin细胞骨架重排,进而导致S.pn侵袭A549细胞.     

原生动物的细胞骨架蛋白及其功能组件

目前在原生动物中发现了许多新的细胞骨架蛋白,如中心元蛋白、副鞭毛杆蛋白等。深入研究发现,原生动物的细胞骨架在细胞的模式形成,细胞核的遗传中也具有重要作用。从功能组件角度着眼研究细胞骨架的功能,将有助于了解细胞骨架的进化机制。     

哺乳动物卵母细胞成熟和受精中细胞骨架重组和作用

卵母细胞成熟和受精是动物生殖过程的核心环节。细胞骨架是遍布于卵母细胞胞质中的一种复杂的蛋白质纤维网络,研究表明,卵母细胞成熟和受精过程中伴随着广泛的胞质骨架重组。哺乳动物卵母细胞和早期胚胎中细胞骨架具有其独特的分布和功能,使卵母细胞和胚胎呈现出不同的变化特点。微丝、微管的分布变化与卵母细胞成熟和受精中遗传物质的重组密切相关。近年来,对哺乳动物不同物种间卵母细胞和胚胎中细胞骨架成分的研究取得了很大的进展,结合这些研究成果,对哺乳动物卵母细胞成熟和受精过程中细胞骨架的重组、分布和作用进行了介绍。同时,对多种信号转导途径参与卵母细胞成熟和受精中细胞骨架系统的调控也作了探讨。     

细胞骨架动态重组及其力学行为研究进展

细胞骨架是生物大分子在力学-化学-生物学耦合作用下形成的一个动态平衡系统,是具有多尺度特征的动态纤维网络结构。在细胞铺展、迁移及细胞力传导等生理过程中,细胞骨架均起着重要作用,其多态性微结构及其动态重组行为决定着细胞的力学行为。因此,探索细胞骨架在这些生理过程中的微观机制有重要意义。文章从实验及理论模型两个方面,对细胞骨架的动态重组及其复杂力学行为的研究进行梳理总结,并对未来可能的发展方向和应用前景进行展望。     

细胞骨架在植物抗病中的作用

植物细胞骨架在调节植物适应周围环境变化方面起的重要作用越来越明显,现对植物细胞骨架在植物病原物互作过程及其信号转导中所起作用的一些新认识进行综述。     

细胞骨架纤维间的相互联系

细胞骨架是由微丝、微管及中间纤维组成的蛋白质纤维网络体系.三种骨架纤维具有不同的形态、结构和功能特征,它们在细胞中彼此联系、互相依赖,共同构成完整的细胞骨架系统,在细胞的各项生命活动中起着重要的作用.认识与研究细胞骨架的这三种纤维之间存在的相互联系,揭示它们作用的分子机制,对全面、科学的认识细胞骨架系统在细胞中起所的作用以及对于科学研究都有着重要的意义.     

Cdk5/p35激酶与肌动蛋白细胞骨架结合关系的鉴定

Cdk5,一种多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,其活性只有通过结合其神经特异性调节亚基才能被激活.p35是Cdk5的两个主要调节亚基之一.尽管Cdk5/p35激酶可以调控神经细胞中肌动蛋白细胞骨架的动态变化,但直到目前为止Cdk5/p35激酶与肌动蛋白细胞骨架的结合关系仍不是很清楚.现利用几种不同的方法对两者的结合关系进行了初步鉴定.目前的试验结果表明在鼠脑组织中肌动蛋白细胞骨架是Cdk5/p35超大蛋白复合体的一个组分,p35可以直接结合纤维状肌动蛋白,这说明在鼠脑组织或神经细胞中Cdk5很有可能是通过p35结合到肌动蛋白细胞骨架上并进一步调控肌动蛋白细胞骨架的动态活动的.     

细胞运动、细胞迁移与细胞骨架研究进展

细胞定向运动与细胞骨架的动态循环密切相关。运动细胞在其伪足前沿依靠细胞骨架的不断聚合推动细胞膜的前进,在基部靠近细胞体部位通过细胞骨架的不断解聚收缩拖拉细胞体向前运动,细胞骨架的聚合与解聚通过伪足与支撑表面的吸附与解吸附而偶连。肌动蛋白组成的微丝骨架是大多数运动细胞的主要成分。外界刺激引起微丝细胞骨架动态变化的信号通路已逐步明了。线虫精子细胞的运动行为与阿米巴变形运动相似,但是在线虫精子细胞中没有肌动蛋白,而是以精子主要蛋白为基础形成细胞骨架驱动精子细胞的运动。与肌动蛋白不同,精子主要蛋白没有分子极性、ATP结合位点和马达蛋白。通过比较研究以上两种运动体系将有助于在分子水平上进一步阐明细胞运动的机理。     

细胞骨架在植物抗锈病中的作用

锈菌是真菌中一个很大的类群,由锈菌侵染引起的病害可造成世界范围内大多数重要作物锈病的大流行和严重的产量损失。细胞骨架包括微管和微丝,在植物生命活动中担负着复杂的生理功能。越来越多的实验证明,细胞骨架在植物抗锈病中起着重要的作用。该文着重对国内外有关植物与锈菌相互作用过程中细胞骨架重组、活性氧积累、过敏性坏死反应发生、细胞骨架结合蛋白功能、细胞信号转导方面的研究进展进行综述,为深入了解植物抗锈性遗传机制并最终应用于植物锈病的防治奠定基础。     

平滑肌细胞骨架结构及其信号调节途径

平滑肌细胞骨架是一个复杂的动态性网络,是细胞生命活动不可缺少的细胞结构。Rho通过活化其下游靶分子促进应力纤维的形成,其中Rho—associated coiled—coil kinase(ROCK)和Dial在该过程中起关键作用;PKC通过在细胞内不同定位的亚型使细胞骨架蛋白磷酸化,发挥其调节细胞骨架重构的作用。两条信号转导途径通过Src途径相互联系,共同参与细胞骨架动力学的调节。