硫化氢在植物中的生理功能及作用机制

硫化氢(H₂S)是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后第3个气体信号分子, 在植物体内参与许多重要的生理活动, 能够促进植物光合作用和有机物的积累, 缓解各种生物和非生物胁迫并促进植物生长发育。该文综述了植物体内H₂S的物理化学性质、产生机制、主要生理功能和作用机制以及与其它信号分子的互作关系, 并展望了H₂S信号分子的研究前景。     

结核分枝杆菌诱导IFN-β产生在免疫调控中的作用

结核分枝杆菌是导致结核病的病原体,也是影响全球数百万人健康的病原体之一。机体中多种模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)可识别入侵的结核分枝杆菌,如DNA和RNA传感器,从而激活天然免疫系统并诱导干扰素-β(interferon-β, IFN-β)产生。虽然IFN-β是先天抗病毒应答的主要效应因子,但其在结核分枝杆菌感染中的作用仍具有争议。结核分枝杆菌感染诱导的IFN-β产生可以促进细菌生长,并增强细菌在宿主中的存活率,但用IFN-β处理细胞后再感染结核分枝杆菌,则可增强抗菌作用,保护宿主。因此,本综述将重点关注可识别结核分枝杆菌并诱导的IFN-β产生的PRR及其下游信号通路,并着重探讨IFN-β在介导结核分枝杆菌调控免疫功能中的作用,尤其是IFN-β与IL-1β之间的相互抑制性调节,旨在为进一步揭示结核分枝杆菌致病机制及结核病治疗药物研发提供新思路。     

敲除Pofut1不影响胚胎干细胞向神经元分化

蛋白O-连接岩藻糖基转移酶1 (Pofut1)基因缺失可导致Notch分子无法与配体结合并启动信号传递. 为研究Pofut1基因对哺乳动物胚胎干细胞（ESC）向神经分化的影响,利用Pofut1基因敲除的胚胎干细胞与野生型胚胎干细胞,经体外培养诱导拟胚体（EB）分化为神经细胞,计数分化为神经细胞的比例,采用细胞免疫组化染色和real-time PCR等方法,分析神经细胞特异性标志分子的表达. 结果显示,Pofut1基因缺失后,对EBC生长没有明显影响,分化过程中形成的拟胚体数量明显增多,分化的神经样细胞以及神经标志物分子的表达也明显多于对照组;Notch信号缺失对小鼠胚胎干细胞生长无明显影响,但可以促进ES细胞向神经细胞分化.     

类受体蛋白激酶与植物非生物胁迫应答

类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinase,RLK)是植物信号转导网络中的重要成员,参与介导生长、发育以及逆境胁迫应答等多种细胞代谢过程．在植物细胞中已发现和克隆了富含亮氨酸重复区型(LRR)、凝集素型(lectin-like)和细胞壁相联型(WAK)等不同的RLK亚家族．这些RLK能够感受多种发育和外界环境胁迫信号, 并在植物对非生物胁迫的响应过程中发挥重要的调控作用．本文结合当今国内外研究进展,简述植物RLK的典型结构域特征,详细介绍多种RLK在植物逆境信号识别与转导中发挥的作用,同时对RLK在非生物胁迫应答中的具体作用机制进行了探讨．     

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

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. LiCl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.     

接头蛋白Crk与肿瘤

Crk是一种重要的细胞内信号接头蛋白,含有SH2和SH3结构域,在信号传递过程中不仅承上启下,对信号强度还有着调控作用.迄今主要发现了4种Crk分子,即v Crk、CrkⅠ、CrkⅡ和CrkL(Crk Like).CrkⅡ和CrkL在分子结构上具有高度同源性,但对信号分子却具有不同的偏好性,从而体现出功能差异.本文就接头蛋白Crk的结构、Crk与相互作用蛋白质的作用机制以及与肿瘤的发生发展关系进行了阐述.     

根系分泌物介导下植物-土壤-微生物互作关系研究进展与展望

根系分泌物是植物与土壤进行物质交换和信息传递的重要载体物质, 是植物响应外界胁迫的重要途径, 是构成植物不同根际微生态特征的关键因素, 也是根际对话的主要调控者。根系分泌物对于生物地球化学循环、根际生态过程调控、植物生长发育等均具有重要功能, 尤其是在调控根际微生态系统结构与功能方面发挥着重要作用, 调节着植物-植物、植物-微生物、微生物-微生物间复杂的互作过程。植物化感作用、作物间套作、生物修复、生物入侵等都是现代农业生态学的研究热点, 它们都涉及十分复杂的根际生物学过程。越来越多的研究表明, 不论是同种植物还是不同种植物之间相互作用的正效应或是负效应, 都是由根系分泌物介导下的植物与特异微生物共同作用的结果。近年来, 随着现代生物技术的不断完善, 有关土壤这一“黑箱”的研究方法与技术取得了长足的进步, 尤其是各种宏组学技术(meta-omics technology), 如环境宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白组学、宏代谢组学等的问世, 极大地推进了人们对土壤生物世界的认知, 尤其是对植物地下部生物多样性和功能多样性的深层次剖析, 根际生物学特性的研究成果被广泛运用于指导生产实践。深入系统地研究根系分泌物介导下的植物-土壤-微生物的相互作用方式与机理, 对揭示土壤微生态系统功能、定向调控植物根际生物学过程、促进农业生产可持续发展等具有重要的指导意义。该文综述了根系分泌物的概念、组成及功能, 论述了根系分泌物介导下植物与细菌、真菌、土壤动物群之间的密切关系, 总结了探索根际生物学特性的各种研究技术及其优缺点, 并对该领域未来的研究方向进行了展望。     

PI3K和受体型酪氨酸激酶介导家蚕麻痹肽免疫诱导信号的传递

【目的】普遍存在于鳞翅目昆虫中的ENF肽具有非常相似的结构和生理功能, 对昆虫的发育、 免疫、 应激反应等方面都起着重要的调控作用。有研究报道, 作为ENF肽家族成员之一的家蚕Bombyx mori麻痹肽（paralytic peptide, PP）通过激活MAPK来调控家蚕的免疫应答, 但其完整的分子作用机制尚不明确。本研究旨在解析传递家蚕PP免疫诱导信号的分子通路。【方法】首先通过荧光定量PCR检测了多种昆虫细胞系在PP诱导下抗菌肽基因的转录水平, 并利用Western blot检测p38 MAPK的磷酸化水平, 然后利用不同信号传递分子的抑制剂处理BmE细胞筛选参与传递PP免疫诱导信号的分子。【结果】PI3K抑制剂LY294002和受体型酪酸激酶抑制剂Genistein抑制了PP对BmE细胞抗菌肽基因表达的诱导作用; 且BmE细胞和家蚕血细胞在PP的诱导下, Akt和大小约为70 kDa的细胞膜蛋白均出现磷酸化水平的动态变化。【结论】PI3K/Akt信号通路和Genistein敏感性的受体型酪氨酸激酶介导了PP免疫诱导信号的传递。     

紫檀芪调节Keap-1/Nrf2/HO-1信号通路对非酒精性脂肪肝大鼠氧化应激和细胞凋亡的影响

摘要 目的：研究紫檀芪调节Kelch样ECH关联蛋白1（Keap-1）/核因子E2相关因子2（Nrf2）/血红素加氧酶-1（HO-1）信号通路对非酒精性脂肪肝（NAFLD）大鼠氧化应激和细胞凋亡的影响。方法：将60只SD大鼠随机分为对照组、模型组、紫檀芪低剂量组（30 mg/kg）、紫檀芪高剂量组（60 mg/kg）、紫檀芪（60 mg/kg）+N-（4-（2,3-二氢-1-（2''-甲基苯甲酰）-1H-吲哚-5-基）-5-甲基-2-噻唑基）-1,3-苯并二氧唑-5-乙酰胺（ML385）（30 mg/kg）组，每组12只。模型组与药物干预组大鼠以高脂饲料饲养诱导NAFLD模型，对照组大鼠以普通饲料饲养，各组连续喂养12周。以紫檀芪和ML385分组处理14 d后（对照组以等剂量生理盐水处理），检测各组大鼠脂代谢指标[三酰甘油（TG）、总胆固醇（TC）及游离脂肪酸（FFA）水平]、肝指数、肝功能指标[谷丙转氨酶（ALT）及谷草转氨酶（AST）]水平、血清白细胞介素（IL）-17、IL-6、IL-10、氧化应激指标[丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）及过氧化氢酶（CAT）]水平；原位末端标记法（TUNEL）染色检测各组大鼠肝细胞凋亡率；蛋白免疫印迹法检测各组大鼠肝组织凋亡相关蛋白及Keap-1/Nrf2/HO-1通路相关蛋白表达。结果：与对照组相比，模型组大鼠血清IL-10、SOD及CAT水平、肝组织Nrf2、HO-1、Bcl-2表达水平显著降低（P＜0.05），TG、TC及FFA水平、肝指数、ALT及AST水平、血清IL-17、IL-6、MDA水平、肝细胞凋亡率、肝组织Keap-1及Bax表达水平显著升高（P＜0.05）。与模型组相比，紫檀芪低、高剂量组大鼠血清IL-10、SOD及CAT水平、肝组织Nrf2、HO-1、Bcl-2表达水平均升高（P＜0.05），TG、TC及FFA水平、肝指数、ALT及AST水平、血清IL-17、IL-6、MDA水平、肝细胞凋亡率、肝组织Keap-1、Bax表达水平均降低（P＜0.05）；与紫檀芪低剂量组相比，紫檀芪高剂量组大鼠血清IL-10、SOD及CAT水平、肝组织Nrf2、HO-1、Bcl-2表达水平升高（P＜0.05），TG、TC及FFA水平、肝指数、ALT及AST水平、血清IL-17、IL-6、MDA水平、肝细胞凋亡率、肝组织Keap-1及Bax表达水平降低（P＜0.05）；与紫檀芪高剂量组相比，紫檀芪+ML385组大鼠血清IL-10、SOD及CAT水平、肝组织Nrf2、HO-1、Bcl-2表达水平降低（P＜0.05），TG、TC及FFA水平、肝指数、ALT及AST水平、血清IL-17、IL-6、MDA水平、肝细胞凋亡率、肝组织Bax表达水平升高（P＜0.05）。结论：紫檀芪可能通过激活Keap-1/Nrf2/HO-1信号通路，改善NAFLD大鼠脂代谢水平，调节炎症反应及氧化应激，减轻肝组织脂肪变性及细胞凋亡。     

AHL类似物作为细菌群体感应系统促进剂的研究进展

应用N-酰基高丝氨酸内酯（N-acyl-L-homoserine lactones，AHL）介导的群体感应（quorum sensing，QS）系统调控生物膜形成和次级代谢物合成具有巨大的商业价值，但自然界中许多微生物能够产生群体淬灭（Quorum Quenching，QQ）酶，QQ酶能够降解天然AHL信号分子，使外源天然 AHL 信号分子的半衰期缩短，限制了天然AHL 信号分子的应用范围。化学合成的AHL类似物作为QS促进剂，通过与天然信号分子类似的结合方式形成转录二聚体，激活下游基因表达，但与天然AHL信号分子相比，化学合成的QS促进剂具有活性高、半衰期长等优点。本文综述了化学合成AHL类似物的设计思路、种类、作用机制及其在提高次级代谢物产量和生物浸矿方面的应用，并讨论了QS促进剂今后主要的研究方向，以期为QS促进剂的合成设计和实际应用提供参考。