神经元胞浆转运的命名问题

科学名词必须确切的重要性不言而喻,但经常由于对某种现象早期片面的认识而使用了不恰当的命名,尔后又因此命名流传日久,虽明知其有误而仍从旧。名词上的谬误常可引起概念上的混乱,活性物质在神经元胞浆中的转运即为一例。笔者在教学与学术交流中对因此而造成的误解,深有体会。一、物质在胞浆中转运是一种主动运动,不是被动流动 1948年Weiss与Hiscoe以组织学方法发现,压迫外周再生神经,引起近心端肿胀和轴突扩张;去除压迫则肿胀消失,从而最先用实验证明了轴浆中的物质可自近心端向远端转运,并首创“轴浆流”(axonal flow)的概念。70年代初,Weiss又提出轴突蠕动驱动物质在神经     

蛋白质入核转运的机制和研究进展

细胞核膜是由外膜和内膜组成的磷脂双分子层结构,同时镶嵌一些核孔复合体（NPC）.核孔复合体是胞浆和胞核之间主动和被动转运的生理屏障.核内功能蛋白在胞浆内合成后通过核孔复合体进入胞核,这个过程除了需要NPC上核孔蛋白、胞浆内核转运受体和RanGTP等蛋白的参与外, 货物蛋白本身的结构特征在其入核转运过程中亦发挥重要作用.本文着重就蛋白入核转运的机制及近年来取得的相关进展进行综述.     

视神经疾病与能量代谢及轴浆转运的关系

神经细胞的特化之一是其轴突,长度可达胞体直径的几百甚至几千倍.轴浆转运维系着胞体和轴突终末之间大量的物质交流,保证神经细胞发挥正常功能.轴浆转运障碍可以导致神经细胞功能受损直至凋亡.在一些视神经疾病中,轴浆转运功能的改变是最早出现的症状,因此也可能成为治疗的潜在靶点.在青光眼和视神经缺血的动物模型中,轴浆转运功能的下降是最早出现的变化之一.而Leber's遗传性视神经病变(LHON)和常染色体显性视神经萎缩(ADOA)是已知线粒体功能障碍引起的视神经疾病.不难想象,长距离轴浆转运功能对能量代谢尤其敏感,因此在LHON和ADOA中可能也有不同程度的下降,但似乎并没有受到足够关注.本文首先回顾了微管和马达蛋白在轴浆转运中的作用,比较分析以上所述几种疾病的发病机制、临床表现及治疗手段,试图发现它们之间的共同特点以及这些特点与能量代谢、轴浆转运之间的潜在关系,为其治疗提供新的思路.     

植物细胞壁形成机制的新进展

细胞壁是植物细胞重要的特征结构,也是地球上最大的可再生碳水化合物资源库.随着近20多年研究技术的发展和多学科交叉手段的应用,植物细胞壁的形成机理得到了很大程度的揭示,勾画出了细胞壁合成、物质转运、形成调控、沉积重构等基本的代谢框架,涉及从胞内到胞外一系列的合成、转运和调控途径.本文概述了近年来细胞壁形成机理研究的热点问题和最新进展,包括对细胞壁结构和成分的新认识,纤维素合成场所(细胞质膜)和非纤维素多糖合成场所(高尔基体)中关键蛋白的挖掘及作用机制的新发现,细胞壁物质膜泡转运与细胞骨架的关系,以及细胞壁形成信号与转录调控网络的新进展.这些发现不仅使人们对细胞壁的合成机理有了更深入的认识,也为细胞壁经济价值的开发与利用奠定了重要的理论基础.同时本文还对该领域未来可能的热点和研究方向进行了展望.     

细胞质基质

细胞质中除了细胞器和膜围绕的细胞结构以外的胶状物质算细胞质基质或胞质溶液,细胞质基质是由骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中,形成动态的且很可能是高度有组织的结构,它不仅是蛋白质合成以及很多中间代谢进行的场所,而且细胞内物质、能量和信息转运与传递以及很多主要生命活动都是通过细胞质基质完成的。     

神经元维持不对称性新机制

科学家发现在接近神经元胞体的轴突起始段存在一个由肌动蛋白和Ankyrin G构成的分子筛,像滤网一样限制了大分子蛋白在轴突和胞体之间的扩散,但允许某些依赖特定马达蛋白转运的膜蛋白通过。马达蛋白驱动力的强弱,以及膜蛋白-马达蛋白复合体运输效能的高低,是膜蛋白能否通过分子筛的决定条件。     

P物质受体在大鼠纹状体边缘区内的表达

我们以前的工作观察到纹状体边缘区内有密集的P物质纤维及终末分布,本用原位杂交和免疫组织化学方法研究了大鼠纹状体边缘区内P物质受体（SPR）的表达及分布,原位杂交结果发现P物质mRNA阳性杂交信号在纹状体内的分布不均匀,尾壳核内只有少量中等大小的阳性胞体,苍白球内只有少量较大的阳性胸体,而在尾壳核和苍白球之间的边缘区部位则可见许多中等大小的梭形阳性神经元胞体,并呈现密集的带关分布。免疫组织化学结果观察到P物质阳性神经元胞体在纹状体内的分布与原位杂交结果一致。推测大鼠纹体边缘区内可以合成P物质受体,具有接受和整合P物质神经递质的功能,推测边缘区内SPR神经元可能对SP递质的接受、调节有重要作用。     

武昌六前鞭虫胞器超微结构的研究

对武昌六前鞭虫胞器的超微结构进行了观察,发现R鞭毛复合体的内下方有分散的微管,两根R鞭毛复合体之间和外方具少量的粗面内质网,而虫体周边分布较多.粗面内质同外周被发达的微管.生毛体与胞核之间有胞咽和小盾结构.胞质中有较多的食物泡,未见到线粒体、高尔基体和表膜下微管结构.另外对粗面内质网的结构、功能以及种的鉴定等方面也作了讨论.       

锌及锌转运蛋白ZnT3在小鼠海马苔藓纤维的一致性分布

目的 研究游离锌离子和锌转运蛋白ZnT3在小鼠海马的定位以及二的分布是否具有一致性。方法 应用锌TSQ荧光技术、锌金属自显影技术检测含锌神经元内的游离锌离子;应用免疫电镜技术检测ZnT3在含锌神经元轴突终末的分布。结果 游离锌离子和ZnT3免疫反应产物的分布在海马苔藓纤维内的分布具有一致性。在齿状回和CA3区的苔藓纤维内,锌和ZnT3蛋白定位于轴突终末的突触小泡。富含锌离子的含锌神经元轴突终末与CA3区锥体细胞的胞体和树突形成突触。尚可见锌离子存在于突触间隙内。结论 ZnT3向突触小泡内转运锌离子使锌离子聚积在含锌神经元轴突终末的突触小泡内,发挥锌离子的神经生物学功能。     

植物腺毛中防御物质的合成与调控及转运研究进展

植物毛状体来源于表皮细胞的延伸,是表皮细胞的特有结构。植物毛状体可分为腺毛和非腺毛,腺毛是具有分泌作用的毛状体,也是大量次生代谢产物的合成、储存以及释放的场所。植物腺毛常分泌不同类型的防御物质如萜类、氨基酸及苯丙烷类、酰基糖、脂肪类衍生物等,这些次生代谢物质能够保护植物免受生物和非生物胁迫,具有重要的防御作用。该文对近年来国内外有关植物腺毛的类型、防御物质的合成与调控等方面的研究进展进行综述,并重点对其合成途径、调控机理与转运机制的研究进展进行梳理,以期为防御物质的生物合成和遗传改良研究提供参考。     

酵母线粒体的磷脂转运

线粒体是一种由两层膜包被的细胞器,其功能和结构的稳定性取决于线粒体膜上精确的磷脂组成及分布。线粒体膜上的大部分脂类物质由内质网合成,既而转运到线粒体。而部分脂类利用内质网上产生的前体,在线粒体内膜上合成。由此可见,线粒体膜脂的生物合成需要线粒体与内质网以及线粒体外膜(outer mitochondrial membrane, OMM)与内膜(inner mitochondrial membrane, IMM)之间进行大量的脂质转运。目前认为,这种运输过程既可在拴系因子(tether factors)形成的膜结合部位(membrane contact sites, MCSs)内发生,也可借助脂质转运蛋白(lipid transfer proteins, LTPs)完成。近年来,研究者以酵母为对象,建立了多种线粒体磷脂转运(phospholipid trafficking)的模型,这使人们初步理解了线粒体磷脂转运的机制。本综述总结了酵母线粒体磷脂转运的最新发现,并对这些磷脂转运的模型进行了讨论,以期为今后深入了解线粒体脂类代谢提供参考。     

溶质转运蛋白超家族的功能及结构研究进展

溶质转运蛋白(solute carriers,SLC)超家族是人类细胞膜(含胞内膜)上最重要的膜转运蛋白家族之一,它参与了细胞间的物质运输、能量传递、营养代谢、信号传导等重要生理活动。SLC转运蛋白超家族包含52个亚家族,共有400多名成员。研究表明,人类基因突变所致SLC蛋白表达异常或功能缺陷与糖尿病、高血压、抑郁症等多种重大疾病密切相关,使得该家族蛋白的功能研究近年来备受关注。SLC转运家族蛋白三维结构的解析有助于阐述其底物选择性结合与转运的精确分子机制,为研究该家族功能相关疾病的分子机理以及针对理性药物研发奠定了精细的三维结构基础。本文对近年来溶质转运蛋白超家族的结构及功能研究进展进行了总结,试图对该家族的共性规律进行阐述。     

昆虫海藻糖代谢及其影响因素的研究进展

海藻糖广泛存在于细菌、真菌、动物和植物中。它不仅作为能量储备物质,在外界环境胁迫或内部代谢紊乱时,也可作为保护因子,保护其生命体度过逆境。昆虫海藻糖合成酶与海藻糖酶分别是海藻糖合成与分解的关键酶,合成的海藻糖在海藻糖转运蛋白的帮助下由胞内进入胞外。胰岛素与脂动激素直接参与昆虫糖代谢,保幼激素与蜕皮激素通过和胰岛素与脂动激素通路偶联,间接参与调控昆虫海藻糖代谢。海藻糖代谢途径和昆虫生长发育密切相关,昆虫海藻糖代谢信号通路为开发害虫控制的新靶标提供理论依据。     

钙通道与钙释放通道

1.Ca~(2+)的重要生理作用胞内游离钙浓度([Ca~(2+)])的变化调节着细胞的代谢、基因表达等细胞共有的活动,以及始动兴奋、收缩或出胞分泌以及激活和失活离子通道等细胞不同的反应。[Ca~(2+)]的升高主要依赖于胞外钙经质膜上的钙通道内流或/和胞内储存钙的释放。释放的内钙也是藉细胞器膜的钙释放通道进入胞浆。可见通道启闭活动的正常是维持[Ca~(2+)]正常的一个重要保证。2.离子通道及其分类离子通道是贯穿于质膜或细胞器膜的大分子蛋白质,其中央形成能通过离子的亲水性孔道(pores)。离子的跨膜转运是通过膜上通道蛋白的功能来完     

单羧酸转运蛋白家族及其生物学功能

单羧酸转运蛋白家族是哺乳动物细胞膜上一类重要的跨膜转运蛋白,负责乳酸,短链脂肪酸等单羧酸类化合物的跨膜转运,涉及多种生物学功能,包括促进营养物质吸收、影响代谢动态平衡、调节胞内pH值以及参与药物输送等.迄今为止,单羧酸转运蛋白家族已发现有1 4个成员,各亚型间具有底物差异性和组织分布特异性.研究单羧酸转运蛋白家族的生化特征、组织分布、生物学功能及基因表达调控,将为人和动物的营养代谢稳衡和疾病治疗提供新的方法.     

核孔复合体的结构及其功能

核孔复合体(Nuclear pore complexes, NPCs)镶嵌在核膜上,是细胞核与细胞质之间的唯一通道。冷冻电子X射线断层扫描将环状NPCs分为三个环,分别称为胞质环、内环和核质环,胞质环上附有胞质纤丝,核质环上附有核篮。由于物种不同,NPCs由30～50多种不同的核孔蛋白(nucleoporins, Nups)组成,但结构和功能高度保守。根据其结构、氨基酸序列,NPCs定位和功能,Nups被分为跨膜Nups、屏障Nups、骨架Nups、胞质纤丝Nups和核篮Nups。相互间作用稳定、紧密连接的数个Nups可组成亚复合体。为了应对不同生理需要,NPCs处于高度动态变化中,间期和有丝分裂期均可通过组装和去组装改变核孔数量和功能。NPCs的主要功能是调控核质转运,小分子物质可自由扩散,大分子物质则需在核转位信号和转运载体的介导下以主动运输的方式进行转运。除了核质转运这一主要功能外,Nups还能以一个独立于转运的方式影响基因组功能。通过影响染色质结构和影响转录调控元件对靶基因的访问,Nups促进或抑制转录。在酵母,Nups介导的基因调控主要由位于NPCs中的Nups执行;在多细胞生物,不仅NPCs中的Nups,核质内游离的Nups也具有基因调控功能。此外,Nups还能通过参与形成染色质边界和形成转录记忆对基因进行调控。在增殖细胞, Nups通过与DNA修复机器相互作用,参与DNA损伤修复,保护基因组完整性。有丝分裂时,Nups协助核膜解体和中心体迁移,并通过作用于着丝粒来控制有丝分裂组件的空间定位与活性,稳定它们与微管之间的相互作用,保证纺锤体正常组装和染色体准确分离。总之,NPCs与生物分子的核质转运、基因表达和细胞周期密切相关,它的结构和功能的稳定是真核细胞生长、增殖、分化等生命活动的基本保证。     

神经元细胞器和囊泡运输

神经元是高度极化的细胞,典型的神经元由胞体、轴突及树突构成。神经元的胞体和神经末梢之间的物质和信息传递以及神经元之间的通讯都依赖于胞内的细胞器和囊泡运输。神经元中的运输系统对于神经元形态和功能的建成和维持以及突触的功能和可塑性至关重要。胞内运输的调控机制是细胞神经生物学领域的重大科学问题。该文重点总结了近年来关于神经元内细胞器和囊泡运输的研究进展,并对神经活性依赖的运输调控机制进行了初步探讨。此外,该文还简要介绍了神经元胞内运输与人类疾病之间的关系。     

蛋白质在神经元突起的局部合成

神经元是有极性的细胞 ,从胞体发出树突和轴突分别作为其信息的接受端和输出端。这些远离胞体的突起可根据神经元活动或外界环境的变化进行不依赖胞体的蛋白质局部合成 ,从而在调节突触传递效率及神经元发育和再生方面起重要作用     

胞外ATP：一种新的细胞凋亡诱导剂

众所周知 ,ＡＴＰ是生物细胞内最主要的能量储存和供应物质。而Ｇｒｅｅｎ等 ( 1 95 0 )注意到ＡＴＰ对新血管的产生有重要影响 ,使得对ＡＴＰ的研究从胞内转向胞外。目前已发现 ,胞外ＡＴＰ不仅具有兴奋性递质功能 (ｅｘ ｃｉｔａｔｏｒｙｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ) ,还参与有丝分裂原刺激 (ｍｉｔｏｇｅｎｉｃｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ)、基因表达、细胞生长及其死亡等多种代谢活动的调控。近年来的研究表明 ,胞外ＡＴＰ还是一种细胞凋亡诱导剂 ,能通过胞外专一受体和胞内代谢产物破坏细胞正常代谢的两条完全不同途径诱导不同…     

线粒体铁代谢与人类疾病的研究进展

线粒体铁代谢的研究主要包括两个方面：铁在胞质和线粒体之间的转运和调控;铁硫簇和血红素在线粒体内的合成与转运。目前认为线粒体铁的转入主要是与mitoferrinl／2（MFRNl和MFRN2）和ABCBl0有关,运出可能与ABCB6和／或ABCB7有关,转运和调控的具体机制不是很清楚,推测与某种含有铁硫簇的信号分子有关。哺乳动物铁硫簇的合成可以发生在胞质和线粒体内,但以线粒体为主;真核生物中与铁硫簇合成相关的蛋白达二十多种,其中FXN、ISCS、ISDll和ISCU及其同系物被认为是核心组分。血红素的合成起始和终止发生在线粒体内,终止步骤为亚铁螯合酶将铁插入原卟啉IX,该酶活性又依赖于铁硫簇。因此,铁硫簇的合成与调控是线粒体铁代谢的核心,也是整个细胞铁运作的核心。本文主要围绕线粒体铁代谢特别是铁硫簇的合成异常引起的疾病做一简单的综述。