Gli1与β-catenin相互作用促进二者在结肠癌细胞中的协同核输入（英文）

Wnt信号通路和Hedgehog(Hh)信号通路在胚胎和干细胞的发育中发挥重要作用.此外,这两条信号途径在结肠癌复发和浸润的过程也至关重要.然而,Wnt信号通路、Hedgehog信号通路二者之间具体的交互作用机制目前仍不清楚.本文发现,这两条途径的关键分子Gli1和β-联蛋白之间存在蛋白质相互作用.Gli1与β-联蛋白之间的分子相互作用有助于二者的核输入.同时发现,在肠癌细胞系中,Gli1与β-联蛋白协同上调表达.Li Cl激活细胞Wnt信号通路使Gli1表达水平增加,RNA干扰抑制Wnt信号通路,Gli1的表达水平下降.同时,Gli1的过表达也提高了细胞内β-联蛋白的表达水平,并且用Hedgehog信号通路抑制剂GANT61处理细胞,降低Gli1的表达后细胞内β-联蛋白的表达相应下降.本研究揭示了Gli1和β-联蛋白的相互作用及二者协助核输入在Wnt、Hedgehog信号通路交互调节中发挥重要作用,Wnt、Hedgehog信号通路交互作用为大肠癌发生发展研究提供了细胞水平交互调控机制.     

HCV core通过活化Wnt/β-catenin信号通路诱导肝前体细胞向肝癌干细胞分化

丙型病毒性肝炎（hepatitis C virus,HCV）慢性感染及肝前体细胞向肝癌干细胞分化是原发性肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的重要致病因素。且Wnt信号参与维持肝癌干细胞特性,但HCV能否通过活化Wnt信号诱导肝前体细胞向肝癌干细胞分化尚不清楚。本室研究发现,在HCV core诱导分化的肝前体细胞中,HCV core抑制成熟肝细胞标志物Alb、CK18的表达,糖原储存能力显著下降（P<0.05）,且上调肝癌干细胞标志物EpCAM、CD133、CD44等表达。另外,HCV core增强β-联蛋白活性及表达水平,促使β-联蛋白向核内聚集,上调其下游靶基因EpCAM、细胞周期蛋白D1、C-myc的表达,沉默β-联蛋白后,Wnt/β-catenin通路其下游靶基因表达明显受到抑制,糖原储存能力部分恢复,荧光共聚焦显示HCV core与β-联蛋白在细胞核内存在共定位。因此,HCV core可能与β-联蛋白相互作用,直接活化Wnt/β-catenin通路,上调其下游靶基因EpCAM等表达,诱导肝前体细胞向肝癌干细胞分化。     

4-1BBL通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进人胃癌细胞的增殖和迁移

4-1BB和4-1BB配体(4-1BBL),又被称为CD137和CD137配体,分别属于肿瘤坏死因子(TNF)受体和配体家族的成员。4-1BBL 与4-1BB相互作用可以激活T细胞免疫应答。因此,4-1BBL一直在抗肿瘤免疫应答中发挥经典的免疫共刺激分子作用。近期研究发现,4-1BBL在肿瘤细胞中另有其他的生物学功能,但4-1BBL在胃癌进展过程中的功能尚不明确。本文探讨了4-1BBL在人胃癌细胞中的生物学功能和分子作用机制。首先,通过检索TCGA和Kaplan Meier plotter数据库发现,4-1BBL在胃癌组织中的表达显著高于癌旁组织（P<0.001）,且4-1BBL的高表达与胃癌的不良预后正相关（P<0.05）。细胞生物学的结果显示,敲除4-1BBL明显抑制胃癌细胞的增殖（P<0.05）、侵袭和迁移（P<0.05）,促进胃癌细胞的凋亡（P<0.05）;另外,蛋白质免疫印迹结果表明,敲除4-1BBL可使β-联蛋白、c-Myc和细胞周期蛋白D1(cyclin D1)的蛋白质表达水平下降,抑制Wnt/β-catenin信号通路。相反,过表达4-1BBL则显著促进胃癌细胞增殖（P<0.05）、侵袭和迁移（P<0.05）,减少胃癌细胞的凋亡（P<0.05）;且过表达4-1BBL促进β-联蛋白(β-catenin)、c-Myc和细胞周期蛋白D1的蛋白质表达,激活Wnt/β-catenin信号通路。综上所述,4-1BBL可通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进人胃癌细胞的增殖和迁移。     

POMP与SuFu相互作用调控Hedgehog信号通路的活性

Hedgehog信号通路在胚胎发育、组织再生中发挥重要的作用,且与癌症发生发展密切相关. 其胞内调控组分Suppressor of Fused（SuFu）蛋白通过结合转录因子Gli(s),负调控该信号通路,但其作用的分子机制仍不甚清楚. 在本项研究中,以人SuFu作为诱饵蛋白,利用酵母双杂交技术成功地筛选到1个新的相互作用因子-蛋白酶体成熟蛋白（POMP）. 通过免疫共沉淀、体外GST pull-down和免疫细胞化学实验验证其相互作用. 为了探究POMP与SuFu的相互作用对Hedgehog信号通路的影响,构建了POMP的过表达质粒和干扰质粒（miR-RNAi）以及转录因子Gli活性检测系统,即荧光素酶报告基因法,结果显示,过表达SuFu蛋白时POMP正调控Hedgehog信号通路,而下调POMP的表达则抑制Gli的活性. 该研究结果揭示了POMP新的生物学功能,为阐明Hedgehog信号通路的具体分子机制提供了新的线索.     

EGCG通过抑制wnt/β-catenin信号通路调节猪骨骼肌卫星细胞的增殖和分化

为了阐明Wnt/β-catenin信号通路在猪骨骼肌卫星细胞增殖分化中的作用,利用Wnt/β-catenin信号通路抑制剂(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)处理猪骨骼肌卫星细胞,采用MTT、流式细胞术、免疫荧光和Western印迹等方法检测了细胞增殖和分化情况.结果显示,与对照组相比,EGCG以时间、浓度依赖方式抑制猪骨骼肌卫星细胞的增殖.流式细胞术检测细胞周期结果表明,与对照组相比,经EGCG处理后,猪骨骼肌卫星细胞的G1期细胞比例上升,而G2和S期细胞比例下降,这说明细胞被阻滞在G1期,细胞的增殖受到抑制.免疫荧光检测分化过程中MyHC的表达,与对照组相比,EGCG促进猪骨骼肌卫星细胞的分化,并降低增殖标志基因MyoD以及细胞周期蛋白D的表达量,而提高了分化标志基因MyoG和MyHC的表达量.在猪骨骼肌卫星细胞增殖分化过程中,EGCG降低β-联蛋白的表达量,且核内的β-联蛋白明显减少.结果表明,EGCG通过抑制Wnt/β-catenin信号通路抑制猪骨骼肌卫星细胞的增殖,促进其分化.     

人胚肺二倍体成纤维细胞衰老过程中Wnt信号抑制因子DKK4的表达

Dickkopf家族蛋白DKK4是经典Wnt信号通路的抑制因子.为研究其在人胚肺二倍体成纤维细胞(2BS)复制性衰老过程中的作用机制及生理学意义,使用Wnt/β-联蛋白通路的激活剂氯化锂(LiCl)和抑制剂DKK1作用于2BS,同时利用免疫荧光技术分析衰老过程中细胞因子的定位.结果显示,在2BS复制性衰老的过程中,DKK4表达水平下降,而这种下降是β-联蛋白/TCF介导完成的.而在衰老过程或较高的过氧化物水平下,细胞核内转录因子FoxO4增多.由此得出结论:在衰老过程中,β-联蛋白/TCF下游靶基因DKK4表达下调,降低了对经典Wnt通路的抑制,使胞内β-联蛋白处于较高水平.较高水平的β-联蛋白在高过氧化物的微环境中,与FOXO家族转录因子相互作用,激活其下游靶基因,促进了衰老的发生发展.     

基于Hedgehog信号通路的黄芩苷抗炎性结直肠癌的机制研究CSCD

本文旨在研究黄芩苷调控Hedgehog信号通路抗炎性结直肠癌的机制。不同剂量黄芩苷给予结直肠癌SW620细胞和结直肠癌AOM/DSS小鼠,采用MTT法、Hoechst33342/PI双染法、ELISA、RT-qPCR以及Western blot等多种技术进行检测。结果显示,黄芩苷能够明显抑制SW620细胞增殖且在高剂量和长时间培养情况下对NCM460细胞具有一定抑制作用,同时伴随Caspase-9和Caspase-3活性的增加。此外,黄芩苷抑制细胞IL-1β、IL-6和TNF-α的表达,降低Hedgehog信号通路SHH、SMO以及Gli1相关mRNA和蛋白的表达水平,同时提高SUFU mRNA和蛋白的表达水平。在AOM/DSS结直肠癌小鼠中,黄芩苷降低组织IL-1β、IL-6和TNF-α的表达,同时抑制Hedgehog信号通路SHH、SMO以及Gli1相关蛋白的表达水平,提高SUFU蛋白的表达水平。上述结果提示,黄芩苷能够抑制SW620细胞的增殖、克隆以及诱导细胞凋亡,同时降低细胞和组织中炎症因子的表达水平,其机制可能涉及对于Hedgehog信号通路的抑制。     

经典Wnt信号通路与人类肿瘤

近年来,随着对肿瘤的深入研究,Wnt信号的研究也受到了高度的关注．Wnt信号通路是一条在进化上保守的信号途径,在控制胚胎发育,调节细胞生长、迁移、分化,调控正常组织重建等生命活动中发挥重要的作用,其异常活化与众多人类肿瘤的发生、发展密切相关．Wnt信号途径异常的核心是β-catenin在细胞内累积,并通过其下游途径引起特异靶基因的转录．本文着重介绍Wnt/β-catenin信号转导通路的研究进展及其与肿瘤的关系,了解该通路在肿瘤发生过程中的具体分子机制有助于为临床诊断提供依据,为早期干预治疗提供方法．     

一种新型补骨脂素衍生物BSP-1诱导B16细胞中黑色素合成的作用机制

8-甲氧基补骨脂素（8-MOP）和5-甲氧基补骨脂素（5-MOP）等补骨脂素类药物在临床上常用于治疗白癜风,但同时具有诸多副作用。因此,发掘作用更强、毒性更小的补骨脂素类化合物用以治疗白癜风成为研究热点。在我们的前期研究中,本课题组设计合成了一系列结构新颖的补骨脂素席夫碱衍生物,并评价了它们的抗白癜风活性。本论文选取了其中一个补骨脂素席夫碱衍生物（BSP-1）,研究了它对小鼠B16细胞中黑色素合成的作用及其信号通路。利用CCK 法、L-Dopa 氧化法、NaOH溶解法及Western印迹法分别分析BSP-1对细胞增殖、黑色素含量、酪氨酸酶(TYR)活性及相关蛋白表达的影响。结果显示,BSP-1能够促进B16细胞内黑色素生成和TYR活性,上调 TYR、TRP-1、TRP-2和MITF的蛋白表达,并呈浓度依赖性。机制研究发现,BSP-1通过提高Akt和GSK-3β的磷酸化水平,上调细胞核中β 联蛋白的含量,最终使得小眼相关转录因子（MITF）的蛋白表达增加。综上所述,本研究提示BSP-1可通过调节Wnt/β-联蛋白信号通路来促进B16细胞内的黑色素合成。     

抑制Hedgehog信号通路改变结肠癌细胞基因表达谱

Hedgehog（Hh）信号通路在机体发育和肿瘤发生中发挥着重要作用。在该研究中,Western blot检测三株结肠癌细胞Hedgehog信号通路组分的表达,结果表明三株结肠癌细胞中HT-29细胞Hedgehog信号通路组分较完整。采用MTT和BrdU法检测Hedgehog信号通路膜受体Smo特异性抑制剂环杷明和末端转录因子Gli1/2的特异性抑制剂GANT61对HT-29细胞的影响,提示这两种抑制剂均显著抑制HT-29细胞生存率和细胞增殖率,且GANT61比环杷明更敏感。表达谱芯片检测阻断Hedgehog信号通路后HT-29细胞基因谱的变化,结合生物信息学分析,揭示HT-29细胞经环杷明和GANT61处理后基因表达呈现抑制特征,其差异基因表达主要以下调为主,其中环杷明主要影响细胞内源刺激等,而GANT61主要影响代谢和类固醇合成,并与MAPK信号通路有关联,两者均能影响细胞免疫及凋亡相关通路。这些结果提示,Hh信号通路有可能作为结肠癌的治疗靶点。     

糖原合酶激酶-3β在肿瘤细胞中的分子作用机制

糖原合酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是一种多功能丝氨酸/苏氨酸激酶,通过磷酸化酪氨酸、丝氨酸和苏氨酸位点介导Wnt、Hedgehog、NF-κB和PI3K/Akt等信号通路,参与各类细胞功能的调节。GSK-3β在不同信号通路和细胞类型中扮演不同的角色,导致其在不同的恶性肿瘤中发挥促癌或抑癌的双重作用,与癌细胞的迁移和侵袭有直接关系。在胰腺癌和结肠癌研究中,GSK-3β的高表达调控通过相关信号通路,增强细胞增殖调控因子表达,抑制负性调控因子的活性,促进癌细胞的增殖。GSK-3β能激活上皮细胞间质转型过程中相关因子的表达,增强癌细胞扩散能力;相反,在胃癌和肺癌中,GSK-3β具有积极的抑癌作用。GSK-3β通过阻滞细胞周期和诱导细胞凋亡发挥抑癌作用,通过调节Wnt和PI3K/Akt信号通路,负向调控癌细胞的生长与侵袭,并且GSK-3β磷酸化相关因子以减弱其对癌细胞转移能力的刺激。本文总结了GSK-3β在不同恶性肿瘤中的作用及机制,并针对研究中存在的问题进行分析与展望,为相关领域的研究提供一定的理论基础。     

白藜芦醇对小鼠溃疡性结肠炎的影响*

目的:研究白藜芦醇通过调节Wnt/β-catenin信号通路抗溃疡性结肠炎的作用机制。方法:①葡聚糖硫酸钠盐(DSS)诱发溃疡性结肠炎实验:28只C57BL/6小鼠随机分为4组(n=7):control组、 DSS组、DSS+白藜芦醇(DSS+Res)组和Res组。实验周期为3周,小鼠饮用DSS水诱导溃疡性结肠炎并给予白藜芦醇灌胃。实验期间每天称小鼠体重并观察小鼠活动和粪便情况。处理结束后,安乐死小鼠,取小鼠脾脏称重,取小鼠结肠测量长度。苏木精-伊红染色法(H&E)染色观察小鼠结肠组织病理改变;实时荧光定量PCR(qPCR)检测小鼠结肠组织miRNA-31的表达;Western Blot检测小鼠结肠组织β-catenin、Cyclin D1蛋白的表达。②离体实验:以10 mg/ml浓度的白藜芦醇处理HCT 116细胞,检测HCT 116细胞β-catenin、低密度脂蛋白受体相关蛋白6(LRP-6)、卷曲蛋白3(FZD3)、c-Myc蛋白的表达;HCT 116细胞转染miRNA-31 mimic和inhibitor,检测β-catenin蛋白的表达。结果:①DSS组小鼠实验期间体重下降明显,精神萎靡,活动减少,出现血便;处理结束后小鼠的结肠长度缩短,脾脏增大。而给予白藜芦醇后小鼠的以上情况得到改善。②白藜芦醇抑制了溃疡性结肠炎小鼠结肠组织miRNA-31的表达及β-catenin、Cyclin D1蛋白的表达。③白藜芦醇下调HCT 116细胞β-catenin、LRP-6、FZD3、c-Myc蛋白的表达。转染miRNA-31 inhibitor后,HCT 116细胞中β-catenin蛋白表达减少。结论:白藜芦醇能够抑制DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎,这种作用与下调Wnt信号通路有关,其对Wnt 信号的下调作用与miRNA-31有关。     

基于Wnt信号通路探讨氟砷混合暴露的生物暴露限值

慢性氟砷联合中毒是全世界的一个重大公共卫生问题,影响着数千万人.目前该病病因清楚,但发病机制未明,且无特效治疗方法,因此,早期预防尤为重要.生物暴露限值旨在探讨外源化学物引起机体有害效应的最高容许浓度.为了探讨氟砷混合暴露的生物暴露限值(BEL),本研究通过比较对照及氟砷联合暴露地区环境介质中的氟、砷含量,分析氟、砷与Wnt信号通路关键蛋白的剂量-效应及剂量-反应关系,利用基准剂量法估算氟砷混合暴露的生物暴露限值.结果表明: 氟砷联合暴露地区煤、黏土、室内空气、室外空气、辣椒、大米中的氟含量以及煤、黏土、室外空气、辣椒、大米中的砷含量均高于对照;随着氟、砷暴露水平的增加,糖原合酶激酶3β(GSK3β)、β-连环蛋白(β-catenin)含量以及Wnt/β连环蛋白信号通路拮抗蛋白(DKK1)、GSK3β、β-catenin的异常检出率逐渐增加,但DKK1含量显著降低;基于Wnt信号通路,氟砷混合暴露的生物暴露限值UF为0.52 mg·g^-1Cr,UAs为6.59 μg·g^-1Cr.本研究对于早期预防氟砷联合中毒引起的机体损伤具有重要的指导意义.     

Direct targeting of β-catenin: Inhibition of protein–protein interactions for the inactivation of Wnt signaling

The activation of developmental signaling pathways such as Notch, Hedgehog and Wnt has implications in the onset and progression of numerous types of cancer. Consequently, targeting of such pathways is considered an attractive therapeutic approach. Inhibition of the Wnt signaling cascade proves to be complicated, in part, due to the lack of druggable pathway components. The central hub in Wnt signaling is the protein β-catenin, which is involved in numerous protein–protein interactions. In general, the inhibition of protein–protein interactions is challenging in particular with binding interfaces lacking pronounced hydrophobic pockets. Herein, we give an overview of β-catenin–protein interactions, and we review active agents that were reported to inhibit canonical Wnt signaling via direct targeting of β-catenin.     

Identification of Gli1-interacting proteins during simvastatin-stimulated osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells

Simvastatin has been shown to promote osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs). Our study aimed to illuminate the underlying mechanism, with a specific focus on the role of Hedgehog signaling in this process. BMSCs cultured with or without 10⁻⁷ mol/L simvastatin were subjected to evaluation of osteogenic differentiation capacity. Osteogenic markers such as type 1 collagen (COL1) and osteocalcin (OCN), as well as key molecules of Hedgehog signaling molecules, were examined by Western blot and real-time polymerase chain reaction (PCR). Co-immunoprecipitation and mass spectrometry assays were applied to screen for Gli1-interacting proteins. Cyclopamine (Cpn) was used as a Hedgehog signaling inhibitor. Our results indicated that simvastatin increased alkaline phosphatase (ALP) activity; mineralization of extracellular matrix; mRNA expression of ALP, COL1, and OCN; and expression and nuclear translocation of Gli1. Contrasting effects were observed in Cpn-exposed groups, but were partially rescued by the simvastatin treatment. Gene Ontology and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes enrichment analyses indicated that Gli1-interacting proteins were primarily associated with mitogen-activated protein kinase (MAPK) (P = 7.04E⁻⁰⁴), hippo, insulin, and glucagon signaling. Further, hub genes identified by protein-protein interaction network analysis included Gli1-interacting proteins such as Ppp2r1a, Rac1, Etf1, and XPO1/CRM1. In summary, the current study showed that the mechanism by which simvastatin stimulates osteogenic differentiation of BMSCs involves activation of Hedgehog signaling, as indicated by interactions with Gli1 and, most notably, the MAPK signaling pathway.