脊椎动物体节形成的分节时钟调控机制

脊椎动物胚胎发育早期中胚层细胞的分节时钟控制着体节的周期性形成。体节是沿身体轴的重复结构,最终发育形成椎骨和肋骨。如果分节时钟受到干扰,体节形成就会出现缺陷,从而导致身体发育异常,最终产生脊柱先天性疾病。参与体节发育的主要模型是时钟和波前模型。中胚层分化由组合梯度系统调节,该系统涉及成纤维细胞生长因子（FGF）、Wnt/β-catenin和视黄酸（RA）信号通路。FGF信号和Wnt/β-catenin信号控制后中胚层处于未分化状态,RA信号则诱导前中胚层细胞分化导致体节成熟。因此相反的信号梯度在特定位点达到平衡。当分子振荡器从尾芽起始表达并以行波模式向前传播至信号平衡临界点时,将启动分节时钟程序,触发Mesp2等分化基因表达,表现为未成熟的前体节中胚层发育形成一对体节。随着细胞二维培养体系和时事报告系统的成熟,研究人员成功在体外将干细胞诱导分化至中胚层并实现了分节时钟的二维可视化振荡。研究表明,细胞通信中的耦合延迟可以保持相邻细胞之间同步振荡,因此导致体节边界和双侧对称形成。此后研究人员在体外重建了诱导多能干细胞的三维培养系统,再现了具有前-后（AP）轴特征的体节样结构的形成。这为解码分节时钟网络调控机理、探索体节双侧对称形成以及不同物种发育速率的代谢调控机制提供了一个宝贵的研究体系。同时为探索病理性体节缺陷发展中的失调机制创造了一个平台。     

TGF-β1对话Hedgehog-Gli1信号调控肾小管上皮细胞表型转化和胶原累积

该研究旨在探讨Hedgehog-Gli1(HH)信号在肾小管上皮细胞表型转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)和胶原累积中的作用及与TGF-β1信号的对话机制。该实验通过体外培养大鼠肾小管上皮细胞NRK-52E,以溶剂作为对照组,以1~50 ng/m L重组蛋白sonic hedgehog(Shh)或5 ng/m L TGF-β1作为诱导组,以加入或不加入HH信号特异性阻断剂环靶明(cyclopamine,Cyp)5μmol/L为干预组。细胞培养24 h,采用ELISA、q RT-PCR、免疫细胞荧光染色和Western blot等方法检测HH信号相关分子(Ptch1、Smo和Gli1)、TGF-β1、EMT相关分子(Rac1蛋白、肌成纤维细胞标志物α-SMA和上皮细胞标志物E-cadherin)、III型胶原m RNA或蛋白的表达。结果发现,外源性Shh上调Smo和Gli1表达,抑制Ptch1表达,继而激活HH信号;HH信号活化抑制肾小管上皮细胞E-cadherin的表达,上调α-SMA、III型胶原和TGF-β1的表达。环靶明干预后,Smo表达下调,进而抑制HH信号、EMT和胶原累积,并下调TGF-β1的表达。应用TGF-β1诱导小管上皮细胞EMT,同时也上调HH信号分子Smo和Gli1的表达,下调Ptch1的表达,提示TGF-β1可诱导HH信号活化。综上所述,HH信号和TGF-β1均参与了肾小管上皮细胞EMT和胶原累积过程。HH信号活化可促进TGF-β1的表达,同时TGF-β1能激活HH信号,推测TGF-β1与HH信号可能存在交叉对话以调控EMT和胶原累积。     

Hedgehog信号通路及其抑制剂在癌症中的研究进展

Hedgehog(HH)信号通路在胚胎发育和器官形成中发挥重要作用。当该通路中成员发生异常如patched(PTCH)发生缺失或突变,smoothened(SMO)发生突变,Gli异常扩增或者蛋白质稳定性增加等,都会导致该通路异常激活,并诱导如基底细胞癌、成神经管细胞瘤等癌症发生。因此阻断HH信号通路是应用于癌症治疗的一个有效手段。目前以HH信号通路不同成员为靶点已开发出多种HH信号通路小分子抑制剂,其中以HH信号通路上游成员为靶点的抑制剂最多。在今后的研究中,应该更加注重于以HH信号通路下游为靶点,开发更加有效的抗癌药物。     

非洲爪蟾体节发生标志基因Mespo的表达调控研究

脊椎动物的脊柱来源于体节,体节是胚胎发生过程中的过渡性结构。体节的形成过程被称为体节发生（somitogenesis）。胚胎发育过程中正确的分节保证了脊椎动物具有正常的体轴,因此体节发生在时间和空间上受到严格的遗传控制,对体节发生的分子机制的研究是发育生物学中的重要课题。     

Cell Rep:科学家成功将干细胞转化成为用于产生骨骼肌等组织的前体细胞

正近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自加州大学洛杉矶分校的研究人员通过研究发现,将参与机体发育的信号分子(特殊蛋白)同人类干细胞进行合适混合就能够诱导人类干细胞成为体节样(somites)的细胞,在发育的胚胎中,这些体节细胞就能够产生骨骼肌、骨质组织以及软骨组织;在实验室中,这些在培养皿中生长的体节细胞就有潜力生长成为上述类型的细胞。     

Notch的结构、功能和相关信号通路

Notch是广泛存在于细胞表面介导细胞间信号传递的一类高度保守的受体蛋白。Notch信号通路是通过细胞间相互作用来调节生物体生长发育的一个十分保守的信号通路。Notch信号通路在脊椎动物和无脊椎动物的发育过程中,对细胞命运的决定、神经系统的发育、器官的形成及体节的发生都有重要的作用。特别是在免疫系统和肿瘤发生中也起着极为重要的作用。目前,Notch信号已经成为发育生物学、细胞生物学、免疫学及血液学等多个领域的研究热点之一。本文就Notch信号通路的组成、调节作用机制及该通路与个体发育之间的联系作一综述。     

Hedgehog信号通路靶基因与肿瘤的关系之研究进展

Hedgehog（HH）蛋白属于分泌蛋白家族,广泛表达于哺乳动物,非哺乳动物等多个物种,参与调控多种肿瘤形成,器官成熟、血管生成,干细胞分化,免疫细胞以及胚胎发育。文章主要就近几年来国内外对hedgehog信号通道下游靶基因在肿瘤干细胞,肿瘤细胞的转移,增殖,凋亡及胚胎发育等方面的研究进展进行综述,重点阐述hedgehog信号通路下游靶基因与肿瘤及发育的关系,以期能为与hedgehog信号通道参与调控的相关疾病提供一些靶向性临床诊疗的新思路。     

节肢动物头区起源和演化机制分析

帽天山页岩动物群研究表明节肢动物头区化过程包括复合型头区形成和口后附肢特异化两个独立事件。其中复合型头区形成经历了原头、原复合头和真复合头3个演化阶段。节肢动物原头只有口前两个相互独立的体节,后来通过躯干体节向前端归并形成具有3个或3个以上口后头区体节的复合型头区;但头区腹部口后附肢特异化事件显然滞后于背部体节的愈合,头区口后附肢形态特异化事件是在复合型头区形成之后,节肢动物所面临的又一个漫长的演化过程。文中尝试结合发育生物学研究进展分析节肢动物头区化过程的分子机制。认为原躯干前端体节发育机制的改变和Hox基因的头／躯干分区表达导致节肢动物复合型头区的发生;而头区口后特异性附肢出现与Hox基因表达区域及其功能的体节特异化事件有关。     

Hedgehog信号通路的作用机制及研究进展

HH(Hedgehog)信号通路参与多种生物学过程,包括细胞分化、细胞增殖、细胞衰老、肿瘤的发生、肿瘤恶性转化以及肿瘤耐药,HH信号通路相关基因的异常表达或突变会在生物发生发展的不同阶段引起各种疾病的发生.而HH信号通路通过复杂的机制调控诸多信号通路,进一步影响生物体的功能.所以深入了解HH信号通路在各种遗传疾病、肿瘤...     

Homer蛋白介导谷氨酸受体信号转导

Homer蛋白是一类联系突触内细胞骨架蛋白、信号蛋白的重要物质。Homer家族蛋白可和mGluRI、IP3R、Shank、RyR中富含脯氨酸的序列结合。Homer蛋白可以自我交联形成同聚或异聚体 ,此多聚体通过与多种蛋白、受体形成复合体并相互作用 ,在信号转导、突触形成、受体在细胞定位起重要作用。     

BDA1型短趾症中的IHH信号通路

正Hedgehog(HH)信号通路是动物发育的关键调控之一~([1]),在所有的两侧对称动物中都有表达~([2]).HH信号通路有3种同源蛋白:SHH,IHH和DHH.Indian Hedgehog(IHH)信号通路是一条重要的发育相关通路,在多种生理过程中起非常关键的调控作用~([3]).在IHH基因敲除的小鼠(Mus musculus)模型中,IHH信号的缺失导致小鼠软骨内骨化发育过程中肢干缩短及各种     

低氧训练对肥胖小鼠Ghrelin-GHSR通路的影响

目的对肥胖小鼠施加低氧训练,观察胃组织Ghrelin和下丘脑GHSR水平的变化,以探究低氧训练是否影响Ghrelin-GHSR通路改善肥胖体质。方法雄性C57BL/6J小鼠,随机分为普通对照组(C,n=8)和高脂膳食组(H,n=52)。H组建立肥胖模型后,随机分为肥胖对照组(HC)、肥胖常氧运动组(HE)、肥胖低氧暴露组(HH)和肥胖低氧运动组(HHE)。运动各组进行中等强度跑台训练,低氧各组进行间歇低氧暴露(11. 2%氧气含量),记录每周体重和摄食量,共4周。测试血清TC、TG、GLU和总Ghrelin水平,RT-PCR法检测下丘脑GHSR和胃Ghrelin mRNA表达水平,WB检测下丘脑GHSR和NPY蛋白含量及胃组织Ghrelin、Goat和HIF-2α蛋白含量。结果(1)干预4周后,HE、HH和HHE组体重较HC组显著降低;低氧干预的最初阶段,HH和HHE组的摄食量出现下降,但随着干预时间的延长,肥胖各组的摄食量逐步趋近;(2) HC组血液各指标显著高于C组,HH组TC水平较HC组显著降低,HE、HH和HHE组GLU水平较HC组显著下降; HH和HHE组血清总Ghrelin水平较HC组显著降低;(3) HC组下丘脑GHSR mRNA和胃Ghrelin mRNA水平较C组极显著下降,HH和HHE组下丘脑GHSR mRNA及HHE组胃Ghrelin mRNA水平较HC组显著上升;(4) HE、HH和HHE组下丘脑GHSR蛋白水平显著高于HC组; HE组和HHE组NPY蛋白水平显著高于HC组;(5) HE、HH和HHE组胃Ghrelin蛋白水平显著高于HC组; HE组和HHE组Goat蛋白水平显著高于HC组; HH组和HHE组HIF-2α蛋白水平显著高于HC组。结论低氧训练可通过调控Ghrelin-GHSR信号通路,影响糖脂代谢,从而降低肥胖小鼠的体重。     

Nampt及高糖高胰岛素微环境对人顺铂耐药肺癌细胞株增殖和转移的影响

摘要 目的：探究烟酰胺磷酸核糖转移酶（Nampt）及高糖高胰岛素（HG+HI）微环境对人顺铂耐药肺癌细胞增殖和转移的影响。方法：将人顺铂耐药细胞株A549/DDP分为6组（n=6）：对照组（control）、高糖高胰岛素干预组（HH，使用添加30 mmol/L的葡萄糖和500 mU/L的胰岛素的培养基培养72 h）、分别转染sh-NC和sh-Nampt组（sh-NC和sh-Nampt，使用Lipofectamine 2000将sh-NC和sh-Nampt分别转染到细胞中，转染时间为48 h）、HH干预sh-NC和sh-Nampt组（HH+sh-NC和HH+sh-Nampt）。每组6个重复样本。qRT-PCR检测转染效率，MTT法检测细胞增殖，流式细胞仪检测细胞凋亡，Transwell检测细胞迁移和侵袭，qRT-PCR检测Nampt mRNA，Western blot检测Nampt、Bcl-2、Bax、MMP-2、MMP-9、p-PI3K、PI3K、p-AKT和AKT蛋白表达。结果：与对照组和sh-NC组比较，sh-Nampt组的Nampt mRNA和蛋白表达水平、相对细胞活力、迁移和侵袭细胞数量降低，而细胞凋亡率升高，Bcl-2、MMP-2、MMP-9、Nampt、p-PI3K和p-AKT蛋白表达水平降低，Bax蛋白表达水平升高（P<0.005）。与对照组和sh-NC组比较，HH组和HH+sh-NC组的Nampt mRNA和蛋白表达水平、相对细胞活力、迁移和侵袭细胞数量升高，Bcl-2、MMP-2、MMP-9、Nampt、p-PI3K和p-AKT蛋白表达水平升高，Bax蛋白表达水平降低（P<0.005）。与HH组和HH+sh-NC组比较，HH+sh-Nampt组的Nampt mRNA和蛋白表达水平、相对细胞活力、迁移和侵袭细胞数量降低，细胞凋亡率升高，Bcl-2、MMP-2、MMP-9、Nampt、p-PI3K和p-AKT蛋白表达水平降低，Bax蛋白表达水平升高（P<0.005）。结论：高糖高胰岛素微环境可能通过上调Nampt/PI3K/AKT信号通路诱导人顺铂耐药肺癌细胞的增殖和转移。     

Hedgehog基因家族与动物发育及发育异常

Hedgehog蛋白是在果蝇中首先发现的分泌蛋白,在脊椎动物中一些Hedgehog类似物已经被鉴定出来,形成一个Hedgehog蛋白家族。Hedgehog家族与动物发育的许多过程有关,包括与果蝇幼虫体节极性的形成及成虫附肢等器官的形成有关。在脊椎动物胚胎诱导、模式形成和许多不同组织的形态发生中起作用。另外,hedgehog通路的异常活化可以导致发育异常及基底细胞痣综合征和前脑无裂畸变等一些严重的疾病的发生。     

NO和HIF-1α在大鼠低氧性肺动脉高压中的作用及相互关系

目的：探讨低氧诱导因子1α（HIF-1α）在慢性低氧高二氧化碳性大鼠肺动脉高压中的变化及其与一氧化氮（NO）的关系。方法：SD大鼠40只随机分为正常对照组（NC）、低氧高二氧化碳组（HH）、低氧高二氧化碳加L-精氨酸（L-Arg）脂质体组（HP）、低氧高二氧化碳加L-硝基-精氨酸甲酯（L-NAME）组（HM）。测定平均肺动脉压（mPAP）、右室／（左室＋室间隔）重量比[RV／（LV＋S）]、血浆和肺组织匀浆一氧化氮（NO）含量。免疫组织化学和原位杂交法检测肺细小动脉HIF-1α及HIF-1αmRNA、内皮结构型一氧化氮合酶（ecNCS）蛋白及其mRNA的表达。结果：①HH组mPAP、RV／（LV＋S）高于NC组（P〈0．05）,HP组低于HH组（P〈0．01）;HM组mPAP高于HH组（P〈0．05）,RV／（LV＋S）与HH组差异无显著性。②HH组血浆及肺组织匀浆NO含量低于NC组（P〈0．01）,HP组高于HH组（P〈0．01）;HM组血浆、肺组织匀浆NO含量与HH组差异无显著性。③HH组肺细小动脉HIF-1α蛋白及HIF-1αmRNA表达高于NC组（P〈0．01）,ecNOSmRNA的表达低于NC组（P〈0．01）;HP组肺细小动脉HIF-1α蛋白及HIF-1αmRNA表达低于HH（P〈0．01）,ecNOS蛋白和ecNOSmRNA的表达高于HH组（P〈0．01）;HM组肺细小动脉HIR-1α蛋白及mRNA表达高于HH组（P〈0．05）,ecNOS蛋白和mRNA的表达低于HH组（P〈0．05）。结论：HIF-1α参与了慢性低氧高二氧化碳性大鼠肺动脉高压的形成,NO可能部分通过影响HIF-1α的表达和／或活性而实现其肺血管保护效应。     

Hedgehog信号通路在肿瘤中作用的研究进展

癌的发生是一个多因素多步骤的过程,同时伴随着一系列致癌因素所导致的基因突变,以及某些信号通路的异常激活。hedgehog（HH）信号通路参与了正常的胚胎发育过程以及组织的创伤与修复,特别是干细胞的自我更新,但它的异常激活却在多种人类恶性肿瘤中有发生。本文集中介绍HH在癌的发生、增殖、浸润及转移中所起的重要作用,通过对其致癌机制的综述,阐明它将可能成为一个有效治疗靶点,从而为肿瘤的防治提供了更多机遇。     

果蝇前后图式基因调控的层次性（下）

果蝇胚胎的前后极性和幼虫精细的体节图式是由一系列基因控制。这些基因在早期胚胎发育过程中显示不同的作用层次。首先,母性效应基因通过卵中编码的形态发生原,将胚胎分为前后极和两末端区。继而由体节缺口基因决定胚胎的第二次分区。在这基础上,体节成对基因和极性基因相继转录表达,分别决定重复体节的存在和每个体节的前后极性。最后,在体节基因活性影响下,由同源异型基因决定每个体节的特性。在果蝇早期发育中,正是由于上述不同层次的前后图式基因通过相互调节,按顺序在特定的空间相继表达,从而决定了幼虫规则体节的形成。     

东亚飞蝗胚胎体节的形成过程

体节形成是昆虫胚胎发育过程中的关键问题.东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)是一种重要的农业害虫,其体节形成的时序过程尚无详细报道.本研究采用免疫组化和品红染色方法研究了室内人工饲养东亚飞蝗的体节形成过程.结果表明:完成受精后,细胞核开始分裂并向卵表面迁移.细胞核到达卵表面的...     

同源异形基因浅说

同源异形基因是决定果蝇体节形成的发育基因,其同源异形盒子编码同源异形结构域蛋白,在进化上极为保守,从低等到高等动物的基因组中都有存在。其表达具严格的时、空特异性,可控制细胞的分化状态及表型,推测可能是通过对其他基因的调节而发挥作用。最近表明线虫及哺乳类细胞中的转录因子也具有同源异形蛋白,初步证明它们也是转录因子,这对解释同源异形蛋白的功能、探索基因表达的调节机制有重要意义。     

尾加压素Ⅱ及其受体在肺动脉高压大鼠右心室的表达

目的：观察尾加压素Ⅱ（UⅡ）及其受体UT在慢性低Q高C02肺动脉高压大鼠右心室的表达。方法：健康SD大鼠20只随机分成正常对照组和低氧高二氧化碳4周（HH）组,分别测定平均肺动脉压力（InPAP）,右心室游离壁（Rv）和左心室加室间隔（LV＋S）的重量比;放免法测定大鼠血浆UⅡ含量;免疫组化方法检测心肌细胞、心肌小动脉UⅡ蛋白的表达;组织原位杂交方法检测心肌细胞、心肌小动脉UⅡmRNA和UⅡ受体（UT）mRNA的表达。结果：①HH组InPAP和RV／LV＋S比正常对照组分别高52．0％与25．4％（P均〈0．01）。②HH组血浆UⅡ水平较正常对照组无明显增高。③免疫组化显示HH组心肌细胞UⅡ蛋白表达阳性率和心肌小动脉UⅡ蛋白表达的平均吸光度值均明显高于正常对照组（P〈0．01）。④组织原位杂交可见HH组的心肌细胞UⅡmRNA表达阳性率和心肌小动脉UⅡmRNA表达的平均吸光度值均明显高于正常对照组（P均〈0．01）。⑤组织原位杂交可见HH组的心肌细胞UTmRNA表达阳性率和心肌小动脉UTmRNA表达的平均吸光度值均较正常对照组明显增高（P均〈0．01）。结论：慢性低氧高二氧化碳性大鼠肺动脉高压及右室肥大形成过程中,心肌小动脉和心肌细胞的UⅡ及其受体UT的表达均呈现明显上调,提示UⅡ可能有促进心肌细胞增殖,导致右心室重构的作用。推测UⅡ在慢性低氧高二氧化碳性肺动脉高压及右室肥大的形成机制中具有重要的病理生理意义。