不同活动、饥饿和饮食成分状态下FGF21的动力学表达

成纤维细胞生长因子21（fibroblast growth factor,FGF21）是FGF家族中的新成员．目前研究显示,FGF21是一个新的糖脂代谢调节因子,有望成为治疗糖尿病的新型药物．为探讨FGF21的生理功能,利用real-time PCR和Western印迹,检测FGF21在不同生理或病理状态下基因水平和蛋白水平的表达量变化规律．实验结果显示,在全天24 h中,小鼠肝脏中FGF21在晚18点至21点,表达量显著升高,这可能与啮齿类动物傍晚活动加强及进食习性有关|FGF21在饥饿后表达量显著升高,在饥饿后喂食FGF21的表达量下降,并且随着饥饿时间的延长,FGF21的表达量升高,说明FGF21与饥饿程度呈正相关|灌注葡萄糖后20 min内,FGF21的表达量下降,而灌注脂肪乳20 min内,FGF21的表达量上升,说明葡萄糖是FGF21的负调节因子,而脂肪乳是FGF21的正调节因子|利用谷氨酸钠造模的肥胖小鼠,肝脏中FGF21的表达量显著高于同龄对照组,说明肥胖可诱导FGF21高表达．综上所述,FGF21的表达量变化与小鼠夜间活动取食、饥饿程度、饮食中不同的成分以及肥胖有关.     

精氨酸修饰成纤维细胞生长因子21及修饰后蛋白体内稳定性和糖代谢调节作用的研究

成纤维细胞生长因子21(fibroblast growth factor21,FGF21)是2000年发现的一个不依赖胰岛素调节血糖的细胞因子,有望成为治疗糖尿病的候选药物.但是,野生型FGF21由于半衰期较短,在体内不稳定,从而影响其成药性.为提高FGF21的稳定性,本实验在FGF21的C端添加了2个精氨酸(arginine,Arg),命名为FGF21-2A,用Compute pI/Mw软件计算之后,等电点(isoelectric point,pI)从5.43上升到5.84,随后进行了蛋白质的表达、分离纯化、体内稳定性及糖代谢调节作用的研究.诱导表达后菌液的SDS-PAGE图经BandScan5.0分析后显示FGF21-2A的表达量相对于野生型FGF21提高了10.6%.家兔体内半衰期检测实验结果显示FGF21-2A的半衰期显著延长.GOD-POD法检测HepG2肝癌细胞葡萄糖吸收实验、糖尿病小鼠降血糖实验和肝糖原检测实验的结果证明,FGF21-2A的降糖效果得到了增强,并且持续时间相对于野生型FGF21显著延长.Real-time PCR结果发现,长期注射FGF21-2A显著提高了糖尿病小鼠肝脏内葡萄糖转运蛋白(GLUT)1和葡萄糖激酶(GK)mRNA的表达量,降低了葡萄糖-6-磷酸酶(G6P)的mRNA表达量,表明FGF21-2A调节糖代谢的机制与野生型FGF21一致.综上所述,精氨酸修饰的FGF21其蛋白质稳定性提高,进而增加了对血糖的调控效果,有望成为新型糖尿病药物.     

成纤维细胞生长因子（FGF）受体-2参与FGF-21介导的糖代谢活性米

最近发现,FGF-21具有很强的调节血糖和血脂的作用,已经成为糖尿病研究领域的新热点,但是其功能受体和作用机制还不清楚．前期结果表明,FGF-21促进3T3L1脂肪细胞代谢葡萄糖,对前脂肪细胞无作用,说明脂肪细胞表达FGF-21功能受体．以3T3L1脂肪细胞为靶标,旨存寻找FGF-21的功能受体．结果表明,FGF-21可与3T3L1脂肪细胞膜蛋白形成FGF-21／受体复合物,免疫检测结果发现,FGF-21／受体复合物中含有FGF受体-2（FGFR-2）．为明确FGF-21／FGFR-2的特异性关系,系统研究了FGFR-2对FGF-21刺激后的酪氨酸磷酸化反应．结果表明,虽然前脂肪细胞和脂肪细胞均表达FGFR-2,但是FGF-21只诱导脂肪绌胞中表达的FGFR-2磷酸化,对前脂肪细胞表达的FGFR-2无作用,与葡萄糖吸收试验相符．FGF-21不仅可使原位表达的FGFR-2磷酸化,还可使异位表达的FGFR-2磷酸化,克隆后测序分析结果表明,FGFR-2Ⅲc是3T3L1脂肪细胞表达的主要FGFR-2类型．这些结果提示,FGFR-2Ⅲc是FGF-21的功能受体,参与FGF-21在脂肪细胞介导的糖代谢活性．此外,系统分析了FGFR-2在3T3L1分化过程巾的差异表达,为FGF-21在前脂肪细胞和脂肪细胞中的功能差异提供了依据．     

3T3-L1脂肪细胞膜FGF-21结合蛋白的初步鉴定

成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor,FGF）-21是最近发现的1个可以独立调节血糖的细胞因子,有望成为治疗2型糖尿病的备选药物．但是,FGF-21调解血糖的机理尚不十分清楚．为探讨该因子功能受体,应用偶联方法,以3T3-L1脂肪细胞为靶标,以FGF-21为诱饵,在3T3-L1脂肪细胞膜上寻找结合蛋白．结果表明,生物素标记的FGF-21可与脂肪细胞膜蛋白形成分子质量大小约300 kD以上两组复合物．竞争试验显示,非标记的FGF 21可与生物素标记的FGF-21竞争、抑制标记的FGF-21参入复合物;应用非标记FGF 21剂量越大,抑制后者参入复合物的程度越强.结果提示,该复合物是FGF-21特异性的．此外,随着生物素标记的FGF-21剂量增加,观察到的标记复合物越多;但是,当FGF-21剂量达12.5 mg/L以上时,观察到的复合物数量不再增加．实验结果提示,复合物形成与FGF-21剂量相关;FGF-21特异结合的蛋白质结合位点饱和后,复合物形成量最大．同时,采用FGF受体特异性抑制剂SU5402可特异性抑制FGF-21在3T3-L1脂肪细胞中的促进葡萄糖吸收作用,提示本实验所观察到的FGF-21 膜蛋白复合物可能就是FGF-21-FGF受体     

人FGF-21基因的克隆、表达及其调节脂肪细胞糖代谢的活性

成纤维细胞生长因子FGF-21是FGF家族的一个新成员, 最近的研究发现其具有调节血糖的作用, 有望成为治疗2型糖尿病的基因药物。文章应用RT-PCR技术, 从成人肝脏中克隆人源的FGF-21成熟蛋白基因, 并将其克隆到T载体上, 经测序鉴定后, 将其亚克隆到原核表达载体pSUMO上, 转入大肠杆菌Rosetta(DE3)中。鉴定阳性克隆后, 用IPTG诱导FGF-21表达, 并用Ni-NTA柱进行亲和层析纯化。以3T3-L1脂肪细胞的葡萄糖吸收实验来鉴定FGF-21表达产物促进糖吸收的活性。结果表明, FGF-21成熟蛋白基因大小为546 bp, 测序结果与GenBank数据库中的序列一致。SDS-PAGE与Western blotting结果表明: 人源FGF-21成熟蛋白大小19.4 kDa, 经3T3-L1脂肪细胞的葡萄糖吸收实验验证其具有促进葡萄糖吸收的生物活性, 并且GLUT1是FGF-21发挥生物学作用的终末执行单位。     

成纤维细胞生长因子21在抵抗素引发胰岛素抵抗的肝细胞模型中的糖代谢调节作用

抵抗素是2001年Steppan等发现的一种与胰岛素抵抗有密切联系的细胞因子．本研究探讨了成纤维细胞生长因子21(FGF-21)在抵抗素过表达导致胰岛素抵抗的肝细胞中的糖代谢调节作用．构建人抵抗素真核表达载体,转染HepG2细胞,利用流式细胞仪筛选出过表达抵抗素的HepG2模型细胞,分别用不同浓度的胰岛素和FGF-21刺激细胞,用GOD-POD法检测细胞的葡萄糖摄取情况,利用实时荧光定量PCR方法检测抵抗素转染后及FGF-21处理后细胞GLUT1、PPAR-γ mRNA表达的变化．PCR鉴定结果表明过表达抵抗素的HepG2模型细胞构建成功．GOD-POD法检测结果证明,模型细胞对胰岛素敏感性降低,但FGF-21仍能有效调节模型细胞的葡萄糖摄取,且呈现剂量依赖关系．实时荧光定量PCR方法检测发现,抵抗素转染后HepG2细胞GLUT1 mRNA表达增加,经FGF-21刺激后模型细胞与对照细胞相比GLUT1 mRNA的表达仍有上升趋势,PPAR-γ的变化不显著．上述结果表明,抵抗素过表达的肝细胞,对胰岛素敏感性降低,产生胰岛素抵抗,但FGF-21仍能有效调节其葡萄糖代谢．     

FGF受体-1和FGF受体-2介导成纤维细胞生长因子-21信号传导

成纤维细胞生长因子-21是FGF家族成员,FGF-21与其他FGF家族成员不同,它没有促进细胞分裂的作用,但具有很强的调节血糖作用.本实验旨在系统研究FGF-21的功能受体,以及配体/受体的作用机制,为深入研究FGF-21的生物功能,加快FGF-21从基因到药物的转变奠定理论基础.前期实验表明,FGF-21促进3T3-L1脂肪细胞葡萄糖代谢,对前脂肪细胞无作用,说明3T3-L1脂肪细胞表达FGF-21功能受体.本文以3T3-L1脂肪细胞为靶标,深入研究FGF-21的功能受体.在FGF-21作用下3T3-L1脂肪细胞中的FGF受体1(R1)和FGF受体2(R2)形成特异性异源二聚体.脂肪细胞经FGF-21处理后,R1和R2均迅速发生磷酸化,表明两个受体均被FGF-21激活.siRNA干涉实验表明,抑制R1和R2功能可以抑制FGF-21处理后3T3-L1脂肪细胞Glut1的表达水平,揭示了FGF-21通过R1和R2上调3T3-L1脂肪细胞中Glut1的表达.免疫印迹结果表明,FGF-21可以介导3T3-L1脂肪细胞表面R1和R2的内吞.克隆后测序分析结果表明,3T3-L1脂肪细胞表达的FGF受体为FGFR-1Ⅲc和FGFR-2Ⅲc.结果表明,FGFR-1Ⅲc和FGFR-2Ⅲc是FGF-21的功能受体,参与FGF-21在脂肪细胞中介导的糖代谢活性的信号传导.     

重组新城疫病毒Anhinga株与TRAIL蛋白协同杀伤肿瘤细胞

将新城疫病毒（Newscastle disease virus, NDV）Anhinga株的全 长基因组cDNA克隆质粒、pTM1-L、pTM1-P、pTM1-NP表达质粒共转染稳定表 达T7 RNA聚合酶的BSRT7/5细胞,得到拯救NDV病毒．通过PCR、酶切法、测 序证明拯救病毒中存在引入的分子标签.通过血凝实验、蚀斑测定证明成功 拯救病毒.并研究了该重组病毒对4种不同人肿瘤细胞的体外杀伤效果．首 次证明重组Anhinga株对SMMC-7721细胞、A549细胞、HepG2细胞和SH-SY5Y 细胞均有杀伤作用．该重组病毒主要诱导SMMC-7721细胞和A549细胞凋亡, 诱导HepG2细胞和SH-SY5Y细胞坏死．TNF家族成员TRAIL蛋白可以显著增强 NDV杀伤肿瘤细胞的效果.本实验为进一步研究重组NDV用于肿瘤治疗奠定基 础．     

快速筛选高水平稳定表达成纤维细胞生长因子-21真核细胞新株方法的建立

成纤维细胞生长因子-21（FGF-21）是成纤维细胞生长因子家族的一名新成员,其研究已成为世界糖尿病研究的新热点,并有望成为治疗2型糖尿病的新型药物.然而,应用真核表达系统,更加快速、高效生产更接近天然状态的FGF-21蛋白并对其生物学功能进行的研究,至今尚未报道,因此建立高效稳定的FGF-21真核表达系统至关重要.本研究以FGF-21为目的基因,利用谷氨酰胺合成酶基因（GS）和绿色荧光蛋白基因（EGFP）作为筛选标记,分别构建了单基因表达载体Pee124-FGF-21-Pee64-EGFP（Peedual）、Pee124-FGF-21-IRES-EGFP（PeeIRES）和双基因的真核表达载体Pee124-FGF-21-IRES-EGFP-Pee64-FGF-21(Peedual-IRES),分别转染CHO-K1SV细胞后,通过GS加压和流式细胞术（在488 nm波长的激发光下能检测到EGFP绿色荧光）双筛选系统快速有效获得了稳定高效表达目的蛋白的细胞系.应用SDS-PAGE、Western印迹和ELISA检测细胞系目的蛋白的表达及差异,并通过HepG-2细胞糖吸收模型进行蛋白活性检测.研究结果表明：两个筛选系统结合使用,更好更快地筛选到了稳定转染并高效表达目的蛋白的细胞系,而且与单基因的载体相比,双基因载体Peedual-IRES在操作条件一致的情况下,目的蛋白表达量显著提高且均具有生物活性.本研究建立了省时、高效的真核表达平台,为FGF-21在真核水平上的高表达提供了一个新的方法.立了省时、高效的真核表达平台,为FGF-21在真核水平上的高表达提供了一个新的方法.     

多聚精氨酸融合增强型绿色荧光蛋白制备方法及穿膜效果

为了方便细胞穿膜肽R9融合蛋白的可溶性表达及功能上的研究,构建了pSUMO (小分子泛素样修饰蛋白) -R9-EGFP (增强型绿色荧光蛋白) 原核表达载体。分别纯化EGFP及R9-EGFP蛋白后,作用于HepG2,细胞经流式细胞仪及激光共聚焦检测R9细胞穿膜肽的作用效果。实验结果显示在SUMO分子伴侣的作用下,R9-EGFP融合蛋白获得可溶性表达。经流式细胞仪检测,R9细胞穿膜肽可以快速有效的携带目的蛋白进入细胞内部且呈时间、剂量依赖性,大约1.5 h以后荧光强度进入平台期。共聚焦显微镜检测结果表明R9细胞穿膜肽可以有效携带EGFP进入HepG2细胞,并显示主要聚集在细胞浆内。同时体外经肝素抑制实验显示,肝素抑制R9-EGFP穿膜的效率达到50％。这些结果表明,可以利用pSUMO-R9/Ni-NTA表达纯化系统,快速、有效地表达出可溶性多聚精氨酸融合蛋白,同时R9细胞穿膜肽可以有效地携带目的蛋白进入细胞内,为进一步研究多聚精氨酸的穿膜机制提供了基础。