整合素α6在不同转移潜能膀胱癌细胞中的定量差异表达分析

整合素是一类跨膜糖蛋白,能够与细胞外基质结合参与许多生物学过程,尤其是与癌细胞的增殖、迁移等密切相关.目前在研究膀胱癌的发生发展过程中,对整合素的关注较少.本研究利用稳定同位素标记技术(SILAC)蛋白质定量技术结合质谱分析技术,对3株不同转移潜能的膀胱癌细胞株中的蛋白质组差异表达进行研究,并通过蛋白质免疫印迹技术、实时荧光定量PCR、细胞免疫荧光照相和流式细胞术等多种技术进行验证.同时使用临床组织基因芯片结果对比分析表明,与正常膀胱表皮细胞HCV29相比,整合素α6在膀胱癌细胞中表达量均有明显的上升,且在非侵染性膀胱癌KK47细胞中的表达量最高,侵染性的膀胱癌YTS1细胞中表达量次之.这一结果说明整合素α6与膀胱癌的发展具有密切关系,并为深入研究整合素α6在膀胱癌发生发展中的作用提供了前期基础.     

ldlD-14细胞表达NCAM并控制其N-聚糖合成的细胞模型的建立

神经细胞黏附分子(Neural cell adhesion molecule,NCAM)是一类表达于神经元、胶质细胞、骨骼细胞以及自然杀伤细胞表面的糖蛋白。NCAM在细胞-细胞黏附及神经细胞迁移等过程中起着重要作用,也是用来研究多聚唾液酸(Polysialic acid,PSA)的模式蛋白。将来源于小鼠乳腺上皮细胞NMuMG中的NCAM基因克隆到真核表达载体pcDNA3.1(+),转染至中国仓鼠卵巢细胞突变株ldlD-14细胞中,通过抗生素G418筛选及蛋白质印迹法检测,得到过表达NCAM的永久转染细胞株。利用ldlD-14细胞的特性,通过在无血清的基本培养基中添加半乳糖与否可以轻易操纵NCAM分子上糖链的修饰,为后期研究糖基化对NCAM分子功能的影响提供工作基础。     

唾液酸酶Neu1及其相关信号通路研究进展

唾液酸广泛存在于生物体内,常存在于糖复合物的糖链末端,对组织器官特别是脑神经的发育至关重要,并且与多种疾病的发生和发展过程密切相关.唾液酸被唾液酸酶水解后,可改变糖复合物的构象从而调控相关因子的生物学功能.在目前发现的4种唾液酸酶中,对Neu1的研究较为深入.研究表明,Neu1的剪切底物具有多样性,其与细胞表面受体的结构和功能调节密切相关.随着研究的深入,Neu1逐渐被认为是唾液酸介导的调控疾病发生过程中的重要因子,Neu1在人类疾病中的作用比预想的还要深远.本篇综述了在已有总结的唾液酸酶性质和生理病理学功能的基础上,概述了近年来Neu1的研究进展,并对其作用及与不同细胞表面受体的相互作用机制做了总结.     

膀胱癌中唾液酸酶Neu1的异常表达对Toll样受体的影响

哺乳动物细胞内的某些蛋白质或脂类可以被糖基化修饰,而糖链末端往往存在唾液酸化的现象,催化添加唾液酸的酶为糖基转移酶(sialyltransferase,ST),而去除唾液酸的为唾液酸酶(sialidase,SA或称为neuraminidase,NEU).本实验检测了人膀胱正常上皮细胞HCV29、非浸润性膀胱癌细胞KK47和浸润性膀胱癌细胞YTS-1中唾液酸的表达,发现恶性肿瘤细胞中唾液酸的含量高于正常细胞;进一步分析唾液酸酶和唾液酸转移酶的表达,发现唾液酸酶Neu1在正常细胞中表达最高,在良性肿瘤细胞中次之,在恶性肿瘤细胞中表达最低,推测在膀胱癌中Neu1对唾液酸的异常表达起着主要作用.同时,膀胱癌细胞中Toll样受体1,2,3,4(toll-like receptors,TLRs)表达趋势也与Neu1一致.利用TGF-β处理HCV29,使之发生上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),细胞中Neu1和TLR3表达明显减少;将Neu1基因沉默后,TLR3表达也明显减少.此外,在YTS-1细胞中过表达Neu1,TLR3表达增高且激活了下游NF-κB通路.这一结果说明膀胱癌中Neu1与TLR3的表达有着密切的关系,这为膀胱癌的分子机理研究提供了工作基础.     

不同转移潜能膀胱癌细胞糖组相对定量分析

膀胱癌是发生在膀胱黏膜组织上的一种恶性肿瘤,是泌尿系统中最常见的恶性肿瘤,早期(非肌层浸润型膀胱癌)阶段的诊断和治疗是降低膀胱癌死亡率的最有效方式.肿瘤的发生过程与糖链表达的改变有着密切的关系,而定量分析膀胱癌发生过程中糖链的表达变化尚未有研究.本研究以2株人膀胱正常上皮细胞系(HCV29、HUCV1),1株非肌层浸润性膀胱癌细胞系(KK47),和3株浸润性膀胱癌细胞系(YTS1、J82、T24)为研究材料,应用本室建立的利用乙酰肼修饰糖链唾液酸,以及[12C6]-和[13C6]-苯胺同位素修饰糖链还原性末端技术,然后利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS),进行膀胱上皮细胞不同病理状态的糖组相对定量分析.从6株细胞中共鉴定出52种N-连接糖链结构,并定量分析了不同类型的糖链在不同细胞中的分布差异,发现唾液酸化、岩藻糖化的N-连接糖链在膀胱癌肿瘤细胞恶化过程中呈现显著升高的趋势,同时平分型糖链和高甘露糖型N-连接糖链也呈表达升高趋势,说明这些糖链结构的表达变化与膀胱癌发生关系密切,从而有助于进一步阐明膀胱癌发生过程中糖链相关的分子机理.     

铁过载引发人肝细胞HH4 N-糖链表达差异研究

肝脏铁过载是血液系统疾病患者进行骨髓移植后的典型并发症之一,长期铁过载可引发肝脏细胞凋亡和器官损坏,然而铁过载的分子调控机理迄今仍不清楚。以培养的枸橼酸铁铵过载人肝细胞HH4和正常人肝细胞HH4为研究对象,细胞裂解提取总蛋白,分子筛超滤管分离获得总糖肽,PNGase F酶解释放出N-糖链,Sepharose 4B除盐纯化N-糖链,再利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF-MS)技术比较N-糖链变化情况。同时,采用荧光细胞凝集素免疫组化方法验证糖链分析结果。结果在铁过载人肝细胞和正常细胞中均检测到16种N-糖链,但糖链丰度存在明显差异。与正常人肝细胞相比,铁过载人肝细胞中高甘露糖型糖链的含量降低,而杂合型、复杂型、平分型、岩藻糖化和唾液酸化糖链的含量明显升高。凝集素免疫组化结果显示铁过载后细胞对凝集素Con A的亲和作用减弱,而对PHA-E、AAL、LCA和MAL-II的亲和作用增强,与糖链质谱分析结果相一致。研究为进一步探索人肝细胞铁过载模式下N-糖链表达差异的分子机理提供了技术支持。     

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C的异源表达和应用

旨在研究大肠杆菌产磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC)的发酵表达和分离纯化,探究PI-PLC酶切GPI锚定蛋白的效果。依据NCBI数据库中蜡样芽孢杆菌的PI-PLC的基因序列,按照大肠杆菌的密码子偏好性进行密码子优化,合成相应基因序列并构建基因表达载体pGEX-6P-1-PI-PLC。将重组质粒转入受体菌E.coli BL21(DE3)中,通过加入异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导目的基因PI-PLC表达。经检测,含有GST标签的PI-PLC融合蛋白以可溶蛋白形式存在于菌体破碎上清,分子量约为61 kDa,与预期相符。初步优化诱导表达条件后,发现最佳诱导表达条件为:以接种量5%接种体积分数接种,待菌体生长至OD600nm达到0.5,在16℃条件下以0.3 mmol/L浓度IPTG诱导24 h。利用GST标签对蛋白进行纯化,纯化后的PI-PLC质量浓度为0.52 mg/mL,比酶活为1322.5 U/mg。利用PI-PLC酶液对哺乳动物细胞表面的模式GPI锚定蛋白CD59进行酶切,酶切作用显著。因此,下一步可以将PI-PLC融合蛋白应用于细胞生物学中对GPI-APs的研究和鉴定。     

产酸克雷伯氏菌M5al普鲁兰酶的异源表达及酶学性质研究

普鲁兰酶(EC 3.2.1.41)是一类淀粉脱支酶,能够特异性水解淀粉中的α-1,6-糖苷键,从而提高淀粉的利用率,在以淀粉为原料的食品、纺织、生物燃料和洗涤剂等行业中具有重要的应用价值。本研究以产酸克雷伯氏菌Klebsiella oxytoca M5al基因组DNA为模板,将PCR扩增得到的普鲁兰酶基因pul A克隆至表达载体p ET28a(+),构建好的重组质粒转化大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3),在培养基中添加0.5 mmol/L异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)的条件下对该酶基因进行诱导表达,经镍柱纯化获得重组普鲁兰酶用于酶学性质研究。SDS-PAGE及Western Blot检测显示普鲁兰酶基因pul A在上述大肠杆菌宿主中成功获得了表达。该重组酶最适反应p H5.5,最适温度60℃。金属离子对酶活性有一定影响。Mn2+对酶活促进作用显著;Fe3+、Mg2+、Fe2+对酶活只有微弱的促进作用,而Cu2+对酶活造成强烈抑制。来源于Klebsiella oxytoca M5al的普鲁兰酶最适催化条件符合工业生产中淀粉糖化工艺的要求,具有应用于淀粉工业的潜力。     

糖鞘脂GM1调控生长密度相关的乳腺细胞体外增殖抑制

细胞在体内增殖受到制约,以确保器官的正常大小和组织稳态的维持,体外培养的细胞也存在接触抑制生长现象.分布于细胞膜上的糖鞘脂具有调控细胞增殖的作用.本研究探讨了糖鞘脂GM1对人乳腺细胞MCF-10A、人乳腺癌细胞BT-549和SK-BR3增殖的影响.通过对细胞不同接种量研究细胞增殖的变化;利用流式细胞术检测细胞在不同密度生长时GM1的表达差异;探索细胞在不同密度生长时外源添加GM1对细胞增殖的影响;构建GM1干扰和过表达细胞并检测转染细胞株的增殖差异.结果显示,相较于常规密度,在低密度和高密度生长时,细胞增殖受到抑制,GM1表达量提高;GM1处理抑制低密度和高密度生长时细胞增殖,对常规密度生长细胞没有显著影响.在低密度和高密度生长时,GM1干扰细胞增殖能力提高,而GM1过表达细胞增殖能力下降.综上,本实验研究证实GM1抑制乳腺细胞MCF-10A、乳腺癌细胞BT-549和SKBR-3在体外低密度和高密度生长时的细胞增殖,为研究GM1抑制细胞增殖分子机理提供了工作基础.     

基于超滤膜辅助的糖蛋白全O-连接糖链的富集和MALDI-TOF/TOF质谱结构解析

哺乳动物中约有50%以上的蛋白质都发生了糖基化修饰.连接在丝氨酸或苏氨酸上的O-连接糖链是常见的蛋白质糖基化修饰方式之一,其主要功能是维持与其连接的蛋白质部分的空间构象,保护其免受蛋白酶水解及覆盖某些抗原决定簇.糖链结构的解析有助于更清楚地认识糖蛋白及其功能.本研究建立了一种基于超滤膜辅助(FASP)富集细胞、血清和尿液中糖蛋白全O-连接糖链的方法,根据糖蛋白与其糖链结构之间的分子质量差异,利用10 KD超滤膜富集蛋白质样品中由β消除反应释放的全O-连接糖链,将糖链甲基化修饰后再使用MALDI-TOF/TOF-MS进行解析,同时利用二级质谱进行结构确认.通过上述方法可从标准糖蛋白mucin、细胞、血清和尿液样本中分别鉴定到83、29、33和85种O-连接糖链结构,利用该方法可以从复杂样品中富集和解析糖蛋白全O-连接糖链,实现快速、高效、高通量地解析糖蛋白O-连接糖链的目的.