细胞自噬基因Atg6在涡虫中枢神经系统再生中的功能研究

细胞自噬基因Atg6在细胞自噬过程中发挥重要作用,其功能缺陷影响神经发生.涡虫是研究中枢神经系统(central nervous system,CNS)再生的良好模型,其头部切除后1周就能再生出一个新的头部.因此,研究Atg6基因在涡虫CNS再生中的作用对探究自噬调控神经发生具有重要意义.本研究首次报道了日本三角涡虫(...     

三角涡虫:在体筛选再生及衰老相关药物的模型生物

三角涡虫是一种具有极强再生能力的扁形动物,其再生能力来源于几乎遍布全身各处的多能性成体干细胞,使其成为研究干细胞分化、发育、增殖、调控等分子机制的良好模式生物。由于对三角涡虫干细胞行为的研究完全可以在在体水平进行,因此,涡虫在体干细胞研究比离体干细胞研究具有无可比拟的优势。鉴于三角涡虫这种独特的生物学现象及优势,也可将其作为大规模药物筛选的模型生物,用以筛选与再生、衰老或者肿瘤等相关药物。该文将结合所在课题组的相关研究对三角涡虫的再生机理、再生调控等有关研究进展进行综述,为推动其成为在体药物筛选模型奠定了基础。     

PFOS对再生东亚三角涡虫抗氧化酶活性的影响

为了探究全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonate,PFOS)对再生涡虫抗氧化酶活性的影响,以再生中的涡虫作为实验材料,采用酶活性的测定的方法来探究PFOS对再生中东亚三角涡虫中抗氧化酶活性的影响。结果表明,PFOS刺激涡虫产生应激反应。在再生早期,PFOS胁迫会造成涡虫的氧化损伤和脂质的过氧化,并表现出随着PFOS浓度的升高,涡虫氧化损伤程度加剧的趋势;再生5 d时,机体产生抗氧化的反应来消除体内的氧自由基;在再生的后期,由于涡虫对药物的耐受作用,涡虫的抗氧化反应不显著。     

涡虫wnt基因的研究进展

涡虫具有强大的再生能力,对其再生机制等方面的研究一直是发育生物学研究的热点问题。Wnt信号途径是动物发育中关键的信号途径之一,对生物的生长发育有着至关重要的作用,近年来国内外对涡虫的wnt基因进行了不断的深入研究。从Wnt信号途径、涡虫wnt基因的种类及命名、涡虫wnt基因的表达及功能几方面对wnt基因在涡虫中的研究进展进行综述。     

突触可塑性中自噬的功能和分子机制

自噬是生物体内活细胞通过清除特定蛋白质和细胞器维持自身动态平衡的一个保守进程。自噬受损会导致异常蛋白累积,从而影响大脑的正常生理功能。越来越多的研究表明,神经元自噬还可以响应神经元活动,选择性靶向降解突触蛋白,进而调控突触可塑性。现对神经元自噬在突触可塑性中的具体功能及其分子机制进行综述。     

日本三角涡虫摄食行为的影响因素

研究了光强度、温度变化、食物种类、饥饿程度以及破坏耳突对日本三角涡虫(Dugesia japonica)涡虫摄食行为的影响。弱光和低温最利于涡虫摄食;4种人工饲料中,涡虫偏爱食熟的鸡蛋蛋黄;在一定范围内,饥饿时间长短与摄食强度呈正相关;破坏耳突后涡虫的摄食能力基本消失,“脑”对涡虫摄食是否有作用尚待进一步研究。     

日本三角涡虫Caspase-7基因的克隆及功能研究

本文以日本三角涡虫Dugesia japonica为研究对象,通过c DNA末端快速扩增技术首次克隆得到了涡虫Caspase-7基因,全长935 bp,编码251个氨基酸,5'-UTR和3'-UTR长度分别为86 bp和93 bp。涡虫Caspase-7具有Caspase家族保守而关键的LSHG与QAC(Q/R) G两大结构域。此外,基于SWISS-MODEL同源建模对涡虫Caspase-7蛋白三维结构的预测和分析,发现其包含2个催化单位,且潜在催化位点由4个表面环构成。进化分析也显示,涡虫Caspase-7基因未与扁形动物门Platyhelminthes物种聚为一支,而与刺胞动物门Cnidaria水螅Hydra vulgaris有较近的亲缘关系,说明Caspase-7基因可能发生了趋同进化。本文通过实时荧光定量PCR检测了Caspase-7基因在涡虫再生不同时间段的表达变化,发现在涡虫切后再生6 h和3 d,Caspase-7基因表达量升高,这2个时间点是涡虫切后凋亡发生的2个高峰期。此外,通过喂食ds RNA干扰涡虫体内Caspase-7基因的表达,结果发现,干扰Caspase-7基因并不影响涡虫的再生,但再生完成后或未切割的成体涡虫在饥饿环境下,受Caspase-7基因干扰,虫体逐渐溶解直至死亡,而Djclg-3及PCNA基因的表达量也显著降低,说明干扰Caspase-7基因表达可能引起涡虫细胞凋亡与增殖减少,涡虫组织重塑失衡,导致虫体溶解并死亡。该结果揭示Caspase-7基因可能在涡虫组织重塑中起关键作用。     

活性氧对植物自噬调控的研究进展

自噬是一种在真核生物中高度保守的降解细胞组分的生物过程, 在饥饿、衰老和病菌感染等过程中起关键作用。而活性氧是有氧生物在正常或胁迫条件下产生的一种代谢副产物, 在植物的生长发育、胁迫适应和程序性细胞死亡过程中起重要作用。最新研究结果表明, 当植物受到病菌感染产生超敏反应时活性氧和自噬在程序性细胞死亡、生长发育和胁迫适应过程中起重要调控作用。因此, 该文结合最新的研究进展, 从活性氧的种类及特点、自噬的分子基础以及活性氧在植物自噬中的作用等方面, 探讨了活性氧与植物自噬之间的信号转导关系。     

几个能量代谢相关蛋白在HeLa细胞自噬过程中表达下调

自噬是真核细胞中的一种保守的代谢信号通路。人们已经知道自噬与肿瘤发生等疾病密切相关,但对于自噬的分子机制仍然不是很清楚。鉴定更多的自噬相关蛋白对于进一步阐明自噬的分子机制具有重要意义。该研究使用饥饿法处理HeLa细胞,通过电镜观察以及检测自噬标记蛋白LC3-I的转换,证实HeLa细胞发生了明显的自噬。之后,使用双向电泳结合串联质谱分析鉴定细胞自噬时发生变化的蛋白质。结果发现果糖二磷酸醛缩酶A、GAPDH和ATP合成酶O亚基的量在HeLa细胞发生自噬后明显降低。实时定量PCR结果证明饥饿诱导后,这三种蛋白的mRNA水平都发生了明显的下降。使用自噬抑制剂3-Methyladenine预处理HeLa细胞后再行饥饿,三种蛋白mRNA的表达水平与正常细胞相当而明显高于饥饿诱导的细胞。结果表明这三种蛋白在饥饿诱导的自噬中表达下调,其分子机制还有待进一步研究。     

封面图片说明

正切片荧光原位杂交显示淡水涡虫(planarian)的干细胞及其分化细胞在组织内的定位及分布。涡虫具有无限再生能力,其身体任意片段损伤后都能再生出完整的涡虫。涡虫再生依赖于其体内存在的干细胞类群,图中显示的涡虫干细胞(红色标记,piwi-1)在干细胞水平上具有再生出整个涡虫其他类型体细胞的能力,比如其表皮系统的前体(洋红)及终末分化的表皮细     

酵母中糖饥饿下的细胞自噬:诱导条件和现有Atg蛋白作用的初步探索

细胞自噬是一类有利于维持真核细胞正常生存的保护性亚细胞降解途径,作者猜测不同环境下发生的自噬也会有不同的分子机制。该文的目的是探索在出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)中能有效诱导自噬的糖饥饿条件,并着重研究糖饥饿和氮饥饿时自噬分子机制的差异。作者首先尝试了四种糖饥饿诱导条件YCD-D、SC-D、SD-D及YPD-D,并最终确定将诱导水平最强的SC-D作为后续实验条件,进一步检测了SC-D条件下各atg突变菌株的自噬诱导水平。根据Pho8Δ60方法和GFP-Atg8剪切方法的结果,初步判断atg11Δ、atg20Δ、atg21Δ、atg23Δ和atg38Δ这些突变菌株在糖饥饿条件下的自噬诱导水平不同于氮饥饿。这些工作为进一步探索糖饥饿条件下的自噬分子机制奠定了基础。     

环境中无机盐对三角涡虫再生的影响

用解剖镜观察,以眼点的出现为完成再生的标志,在恒温10℃条件下研究了钠、钾、钙离子对日本三角涡虫头部再生速度的影响。结果表明：跟对照组相比,低浓度氯化钠对涡虫再生速度影响不大,高浓度氯化钠引起涡虫解体;氯化钾对再生涡虫的毒性较大;0.1％和0．3％氯化钙可以提高涡虫的再生速度。由于Ca^2＋可以活化蛋白激酶和起始DNA合成,因此,培养液中适宜的Ca^2＋可以提高涡虫再生的速度。     

自噬在肝再生中的作用

自噬是存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径,在肝脏生理和病理过程中发挥着重要作用。肝脏具有强大的再生能力,在受到急、慢性损伤时,残肝细胞将会被激活进入细胞周期进行细胞增殖,以补偿丢失的肝组织和恢复肝功能。文章阐述了各种类型损伤之后的肝再生与自噬的关系。在物理性、酒精、食源性等因素引起的肝损伤中,肝脏通过启动自噬来促进肝再生;在化学性损伤的肝再生模型中,自噬在其中的作用仍然有争议;在病毒感染之后的肝再生中,一些嗜肝病毒（如丙肝病毒和乙肝病毒等）反而利用自噬来促进病毒颗粒复制,抑制肝再生。对自噬和肝再生机制的研究,将有助于进一步阐明再生过程,为治疗肝脏疾病提供新方法。     

日本三角涡虫体内Djcullin1基因和Djtinp1基因的相互作用研究

Cullin1蛋白是细胞周期进展的重要参与者,也是泛素连接酶E3的重要骨架蛋白.TGF-β信号通路在涡虫再生中发挥着重要作用,其下游分子TGF-β诱导核蛋白(Tinp1)也参与日本三角涡虫Dugesia japonica再生.虽然 cullin1基因和tinp1基因在涡虫体内均呈阳性表达,但二者之间的关系还不清楚.本研...     

N,N-二甲基乙酰胺对东亚三角涡虫(Dugesia japonica)毒性效应的研究

N,N-二甲基乙酰胺(DMA)的大量应用导致其越来越多的进入环境.然而水环境中的DMA对水生生物的毒性尚不明确.通过急毒性、再生、抗氧化酶活力及彗星电泳试验.探讨DMA对东亚三角涡虫(Dugesia japonica)的毒性作用.研究发现,DMA处理涡虫24、48、72、96 h的半致死浓度(LC50)分别为27.7、18.4、10.7、6.7 g/L;浓度大于0.9 g/L的DMA会损伤再生组织,延缓涡虫完成再生;处理48 h后,DMA浓度为0～5 g/L时,涡虫体内过氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力呈上升趋势,大于5 g/L时酶活力开始下降,而过氧化氢酶(CAT)活力在DMA浓度小于1 g/L时呈下降趋势,大于1 g/L后呈现上升趋势;DMA对涡虫DNA的损伤作用不明显,浓度达到10 g/L后才表现出遗传毒性(P<0.05).结果表明DMA对涡虫有明显的生物毒性,同时涡虫对DMA毒性的反应灵敏,可用于监测水环境DMA污染.     

细胞自噬在斑马鱼中的研究进展

细胞自噬是一种维持细胞内稳态的重要方式,并被发现与许多人类疾病相关。由于其具有重大的理论研究价值和潜在应用前景,是近年来生命科学领域的热点之一。细胞自噬的功能与机制在物种间是高度保守的,对它的研究已在多种模式生物中展开。斑马鱼是一种常用的脊椎模式动物,具有影像学、遗传学和发育生物学等学科研究的优势,也可用于高通量药物筛选,是研究细胞自噬的理想材料。目前在斑马鱼中展开的细胞自噬相关研究取得了很多进展。本研究首先简要地描述了自噬的发生过程,重点综述应用于斑马鱼中的自噬检测方法,以及利用斑马鱼模型进行的与自噬相关人类疾病的研究。     

ASAP1和ARF1通过调节mTOR重激活调控自噬性溶酶体再生

自噬是一种在进化上保守的溶酶体依赖的降解途径.在缺乏营养的条件下,细胞会产生自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体,并会通过自噬来降解自身物质.之后溶酶体会从自噬溶酶体再生,这个进化上保守的过程称为自噬性溶酶体再生(ALR),该过程由长时程饥饿中mTOR重激活引起.我们课题组在之前的研究工作中筛选出ARF1的GAP蛋白ASAP1参与调解ALR.本文在之前工作的基础上,发现ARF1会在ALR过程中转位到自噬溶酶体上.敲低ASAP1或者过表达连有GFP标签的ARF1的GTP形式,会抑制mTOR的重激活以及ALR.因此,ARF1以及ASAP1是通过调节mTOR的重激活而调控ALR发生.     

细胞自噬与肺纤维化

内质网应激、氨基酸饥饿、病原体感染等因素可诱导自噬的发生。真核细胞通过自噬途径清除降解细胞内受损伤的细胞器、长寿命蛋白质和核酸等生物大分子。肺纤维化以成纤维细胞过度增生、胶原蛋白过度沉积为特点,细胞自噬活化可以促进胶原的降解,抑制则引起胶原的大量堆积。本文就细胞自噬的分子机制及与肺纤维化关系的最新进展做一综述,为肺纤维化的靶向治疗研究提供新的思路。     

自噬及其调控机制的研究进展

自噬是细胞通过一定传输机制将自身细胞质内源性物质,运输到溶酶体中进行降解的过程,在细胞营养物质代谢和清除受损异常的细胞器和蛋白分子等方面,具有非常重要的作用和意义。自噬不仅为细胞自身回收和再利用了生命活动所必需的营养物质及能量,还可为缺氧、饥饿和中毒等极端环境中的细胞生存提供必要的支持条件。因此,自噬无论是在正常的生理状态维持,还是在恶性肿瘤等疾病的病理状态的研究中,都具有十分重要的价值,是目前生物医学研究的重要热点领域之一。     

涡虫生殖生物学研究进展

涡虫由于具有极强的再生能力而成为发育生物学及再生生物学研究的模式生物。此外,其在有性生殖方面所表现出来的独特性也备受人们关注。目前,涡虫生殖生物学研究领域主要围绕两个热点问题开展工作：1.无性生殖向有性生殖转化的诱因及机制的探讨;2.生殖相关基因的克隆、表达及功能分析。有关生殖转化机制方面的研究主要集中在涡虫的性化相关事件以及性化物质的本质探索;截至目前已克隆并对其表达和功能进行探讨的涡虫生殖相关基因主要有DjPTK1、vasa-like 基因、DeY1、Dryg、nanos相关基因以及Drpiwi-1等。此外,本文也对有关涡虫生殖生物学方面存在的问题及未来该领域的发展趋势进行了总结和展望。