转化生长因子-β激活激酶1在病理性心肌肥大中的作用研究进展

转化生长因子-β激活激酶1 (transforming growth factor-β-activated kinase 1, TAK1)是促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase kinase, MAPKKK)家族的成员之一,参与调节一些重要的生物功能。心肌肥大分为生理性心肌肥大和病理性心肌肥大,它们的发生机制和蛋白表达不同。TAK1既参与正常心肌的发育,也在调节病理性心肌肥大发生和发展中发挥着重要的作用。血管紧张素II (angiotensin II, AngII)或压力负荷通过不同的方式,如经低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)促进TAK1转录和表达,或经转化生长因子-β1 (transforming growth factor-β1, TGF-β1)、甲状腺激素及泛素蛋白酶等促进TAK1磷酸化或泛素化,诱导病理性心肌肥大。本文就TAK1在病理性心肌肥大发生和发展中的作用进行综述,为临床心肌肥大的防治提供重要策略和潜在靶点。     

钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ与心血管疾病的研究进展

钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)是一种主要表达于心脏的多功能丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,通过磷酸化和氧化调节心肌细胞的活性,广泛参与心血管系统生理活动及病理变化的信号转导,与多种心血管疾病密切相关。新近研究表明,活性氧簇激活的CaMKⅡ在许多心血管疾病的发生发展中发挥关键作用,包括心律失常、缺血性心脏病、心肌肥大以及心力衰竭等。对氧化CaMKⅡ信号系统的研究可为临床心血管疾病的治疗提供重要策略和潜在靶点。     

蛋白激酶MSK在表观遗传学调控中的作用及其生物学意义

丝裂原和应激激活的蛋白激酶(MSK)是一类核内丝/苏氨酸蛋白激酶,参与丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)信号通路介导的下游基因转录调控和表观遗传学调控.首先,MSK是MAPK通路的下游媒介分子.在丝裂原或应激刺激下,p38或ERK激酶通过级联磷酸化激活MSK蛋白.然后,活化的MSK介导转录因子磷酸化活化和组蛋白H3的10位丝氨酸磷酸化.MSK介导的组蛋白H3磷酸化,可引发组蛋白乙酰化和甲基化修饰的动态变化,相互协同或拮抗,开放染色质结构,利于诱导型基因的表达.除组蛋白H3外,MSK直接磷酸化的下游底物还包括CREB、NF-κB等转录因子以及多个非转录相关蛋白.因此,MSK能在多层次调控基因表达和细胞功能,广泛参与肿瘤转化、炎症反应、神经突触可塑性以及心肌肥大等生物学事件.本文将简要介绍MSK蛋白的研究进展,探讨其在转录调控、表观遗传学修饰等生物学事件中的作用.     

异丙肾上腺素对小鼠心肌MAPK、NFκB和JAK/STAT信号转导途径的激活效应

为研究异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)诱导心肌肥厚或心肌重塑的分子机制,本工作以成年雄性Balh／c小鼠为研究对象,通过腹腔注射ISO,采用蛋白免疫印迹杂交方法观察ISO对小鼠心肌丝裂素活化蛋白激酶(mito-gen-activted protein kinase,MAPK)、核因子—κB(NFκB)和Janus激酶／信号转导因子和转录激活因子(JAK／STAT)途径的激活效应。结果发现,ISO腹腔注射后可早期(5min)激活心肌MAPK(ERK1／2和p38);ISO对心肌NFKB的激活效应表现为双相性,激活高峰分别为5和120min;ISO腹腔注射60min后可显著促进STAT3的酪氨酸磷酸化,6h时基本恢复到基础水平。上述结果提示,ISO对多种细胞内信号转导途径均具有激活效应,但表现出明显的时相差异。探明这些信号转导途径的时空整合规律,将有助于深化对心肌重塑发生机制的认识。     

受体相互作用蛋白激酶3的病理生理学作用及研究进展

受体相互作用蛋白激酶3(receptor interacting protein kinase 3,RIPK3)是受体相互作用的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族成员,可通过RIPK1-RIPK3-混合谱系激酶结构域样蛋白(mixed lineage kinase domain like protein,MLKL)途径或钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)介导坏死性凋亡,进而调节炎症反应和氧化应激,在心脏、脑、肝脏、肾脏等损伤和病毒感染中发挥重要作用。多种化合物可抑制RIPK3或者坏死性凋亡,具有潜在的临床应用前景。本文系统综述了RIPK3的病理生理学作用及相关研究进展。     

RIPK3翻译后修饰调控细胞程序性坏死的研究进展

细胞程序性坏死是一种不依赖于Caspase、可调控的细胞死亡方式,参与多种疾病的病理过程,如病毒或病原菌感染、动脉硬化、心脏缺血再灌注和肿瘤等。受体相互作用蛋白激酶3(receptor-interacting protein kinase 3, RIPK3)是细胞程序性坏死的关键调控分子,可与受体相互作用蛋白激酶1(receptor-interacting protein kinase 1, RIPK1)形成坏死小体,激活混合谱系激酶结构域样蛋白(mixed lineage kinase domain-like pseudokinase, MLKL),导致细胞膜破裂和细胞死亡。近年来,越来越多研究发现RIPK3活性可受多种翻译后修饰如磷酸化、泛素化、糖基化和蛋白水解切割等调控。该文就RIPK3翻译后修饰在调控细胞程序性坏死信号转导中的作用进行综述,期望为靶向RIPK3的药物设计及细胞程序性坏死相关疾病的治疗提供理论依据。     

氧化应激与2型糖尿病的研究进展

氧化应激与2型糖尿病(T2DM)的发生、发展密切相关.胰岛素抵搞(Insulin Resistance,IR)、胰岛β细胞功能受损是2型糖尿病的主要病因.而氧化应激可以直接及间接激活细胞内的一系列应激信号通路,如核因子κ-B(Nuclear factor-KappaB,NF-κB)、c-Jun氨基端激酶(NH-terminal Jun kinase,JNK)、蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)、p38丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)等.这些应激通路的激活可以产生以下结果:(1)阻断胰岛素作用通路,导致胰岛素抵抗;(2)降低胰岛素基因表达水平,致胰岛素合成和分泌减少;(3)促进胰岛β细胞凋亡等.本文针对氧化应激诱导胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损等机制加以综述,以便进一步阐明2型糖尿病的发病机制.     

ASK1激活的分子机制与相关疾病

凋亡信号调节激酶1(Apoptosis signal-regulating kinase 1,ASK1)是细胞丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase kinase,MAP3Ks)家族成员之一,在调节细胞凋亡过程中起到非常重要的作用.在正常细胞中,ASK1的活化受到严格的控制,如苏氨酸/丝氨酸磷酸化和去磷酸化、蛋白-蛋白相互作用等.多种应激和促炎因子能激活ASK1,因此在多种生理和病理过程中都有活化的ASK1的参与.     

冷诱导RNA结合蛋白的生物学功能与信号通路

冷诱导RNA结合蛋白（ cold-inducible RNA-binding protein, CIRBP）是哺乳动物体内发现的第一个冷诱导蛋白。这种蛋白质在机体内各个组织与器官中均广泛表达,并在正常生理状态或应激条件下,广泛参与多个生物学过程,例如细胞增殖、发展、凋亡、分化和生物节律调节等多个方面。随着研究的深入,发现CIRBP具有一些新的功能,例如在一些炎症的发生和肿瘤的发生过程中,起到促进作用与作为新一代的原癌基因等。CIRBP发挥作用的信号通路,主要有胞外信号调节激酶/丝裂原活化蛋白激酶(extracellular signal-regulated kinases/mitogen-activated protein kinases, ERK/MAPK)、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B, PI3K/PKB)、无翅和整合基因(wingless and integration 1,Wnt)、核因子κB(nuclear factor κB, NF-κB)等。本文针对CIRBP的生物学功能和相关信号通路的最新研究进展加以综述,希望能为细胞生物学基础研究与利用该蛋白质进行临床有关疾病的诊治提供新的思路。     

NF-κB亚基泛素化研究进展

核转录因子kappa B(NF-κB)是细胞中一种重要的转录调节因子,它参与细胞炎症以及免疫应答等重要生命活动。NF-κB转录活化受到磷酸化、乙酰化、甲基化和泛素化等多种翻译后修饰调控。近年来随着对NF-κB亚基泛素化调控研究的深入,发现其在终止NF-κB活性和与它相关的转录反应中扮演着重要角色。本文将重点围绕NF-κB亚基的泛素化调节研究进展作一综述。     

植物蔗糖非发酵-1相关蛋白激酶家族研究进展

蛋白质磷酸化与去磷酸化过程在细胞的信号转导网络中起关键的作用,是生物体中普遍存在的一种调节机制。植物中的蛋白激酶通过磷酸化和去磷酸化在调节ABA信号传导、能量缺失反应和非生物胁迫反应过程中有着重要的作用。其中,植物蔗糖非发酵-1相关蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase,SnRK)是植物蛋白激酶家族中一个重要家族,它们与酵母中的SNF1(sucrose non-fermenting-1,SNF1)和哺乳动物中的AMPK(AMP-activated protein kinase,AMPK)同源,具有与它们相似和自身独特的功能,根据其氨基酸序列的同源性和表达模式的差异可分为3个亚组:SnRK1、SnRK2和SnRK3。目前,在拟南芥、水稻、豆科植物、高粱以及苔藓植物等基因组中都发现了大量的SnRK蛋白激酶,它们广泛参与了植物的生长发育、病虫害防御、ABA和非生物胁迫等各种信号的应答反应。     

microRNA-125b调控心肌梗死后炎症的作用及其在不同心脏组成细胞中的调控作用

该研究旨在探究小鼠微小RNA-125b(microRNA-125b,miR-125b)调控心肌梗死后,内源性危险因子即高迁移率族蛋白1(high mobility group box-1 protein,HMGB1)释放诱导的炎症反应及其在3种心脏主要组成细胞中调控作用的比较。首先建立小鼠心梗模型,检测心梗早期miR-125b及炎性细胞因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-12(interleukin-12,IL-12)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-a)的表达变化并观察心梗后miR-125b过表达对心功能的影响;用免疫组织化学和免疫荧光方法检测小鼠心肌梗死后内源性HMGB1的释放,并合成重组小鼠HMGB1(recombinant mouse high mobility group box-1 protein,rm HMGB1)蛋白进行体外实验研究。选择心梗后参与疾病病程调控的3种主要心脏组成细胞类型心肌细胞系H9C2、成纤维细胞系10T1/2以及原代巨噬细胞进行研究。构建miR-125b过表达腺病毒及对照腺病毒载体体外感染H9C2和10T1/2细胞及体内感染心梗后心脏组织;合成miR-125b模拟物miR-125b mimic或对照模拟物control mimic转染小鼠原代巨噬细胞;心梗后感染腺病毒的心脏组织予CD11b阳性细胞磁珠分选出巨噬细胞。通过qPCR和ELISA技术检测细胞因子IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-a的表达水平。Western blot方法检测炎症反应核因子-κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)信号通路中P65、C-Jun氨基末端激酶(C-Jun N-terminal kinase,JNK)、P38以及细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)的磷酸化水平。结果显示,小鼠心梗早期心肌组织中miR-125b表达增加,同一时期心肌组织检测到,内源性HMGB1释放以及大量炎性细胞因子产生;miR-125b过表达促进心梗后巨噬细胞中生成炎性细胞因子;rm HMGB1重组蛋白可以诱导心肌H9C2细胞、成纤维细胞10T1/2以及原代巨噬细胞中炎性细胞因子IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α表达水平不同程度变化,但是过表达miR-125b仅对rm HMGB1刺激原代巨噬细胞产生炎性细胞因子有选择性正向调控作用,其原因可能与巨噬细胞中P65的磷酸化水平变化有关。该研究结果表明,miR-125b正调控心肌梗死后巨噬细胞中内源性HMGB1诱导的炎症反应,对rm HMGB1诱导心肌细胞及成纤维细胞炎症反应无显著调控作用。     

细胞内信号分子传导的研究进展

近年来有关细胞内信号传导的研究,着重体现在Ca²⁺信号传导途径及相应的蛋白质分子如蛋白激酶C(PKC)、钙调素(CaM)、钙调素激酶Ⅱ(CaMKⅡ),同时也对Ras途径中出现的Vav、Rap、Crk、C3G等蛋白质分子以及cAMP和NF-κB途径作了有益的补充与修改.细胞外信号分子通过以上4种途径及其相互通讯(cross-talk),激活了某些蛋白激酶,调控了基因转录及其他相关功能,其中磷酸化对蛋白激酶及转录因子活性的调节起到了非常重要的作用.     

NF-κB在病理性心肌肥厚发生发展中作用的研究进展

NF-κB是一种重要的核转录因子,在TNF、IL-1等因子的刺激下通过上调HIF-1α、IL-1β、IFN-γ等的表达来调节细胞增殖、凋亡、炎症、免疫应答等病理生理过程。近年来已有大量研究表明NF-κB的激活与病理性心肌肥厚的发生密切相关。病理性心肌肥厚是指由于病理性刺激如血流动力学超负荷、心肌细胞损伤等导致的心肌肥厚,是心血管疾病发生过程中的一种重要病理生理表现。本文重点阐述了NF-κB在病理性心肌肥厚发展过程中的作用以及相关的信号通路和分子机制,为心血管疾病的临床治疗提供新思路。     

血清淀粉样蛋白A经p38-MAPK/SR-BI途径促进巨噬细胞炎症反应北大核心CSCD

为探讨血清淀粉样蛋白A(serum amyloid A,SAA)对巨噬细胞B类I型清道夫受体(scavenger receptor class B type I,SR-BI)的表达以及炎症反应的影响及分子机制,采用SAA、p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase,p38-MAPK)激动剂anisomycin或抑制剂SB203580处理THP-1巨噬细胞,以实时定量PCR、Western blot和ELISA分别检测细胞中SR-BI、炎症因子及磷酸化p38-MAPK的表达。结果显示,与对照组相比,SAA处理THP-1细胞后,SR-BI的表达下调,而炎症因子与磷酸化p38蛋白的表达则上调,且这种效应呈浓度和时间依赖性(P<0.05)。与SAA单独处理组比较,SAA与p38-MAPK激动剂anisomycin共孵育细胞后,细胞SR-BI表达下调,炎症因子及磷酸化p38蛋白表达增加(P<0.05);而SAA与p38-MAPK抑制剂SB203580共同处理细胞后,细胞SR-BI表达增加,炎症因子及磷酸化p38蛋白表达减少(P<0.05)。结果提示,SAA可促进THP-1巨噬细胞炎症反应,其机制与p38-MAPK的磷酸化及SR-BI表达的下调有关。     

钙调神经磷酸酶依赖的信号通路在大鼠心肌肥大中的作用及调节

本工作在大体动物模型、细胞及分子水平上,对钙调神经磷酸酶（CaN)依赖的信号通路在大鼠豳肥大中的作用及其调节机制进行了研究。结果发现;（１）ＣaN信号通路参与血流动力学超负荷、心肌纤维化、旁／自分泌因子等诱导的心肌细胞肥大;（２）ＣaN信号通道参与血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)及碱性成纤维细胞因子(bFGF)诱导的心肌细胞肥大和AngⅡ及bFGF刺激的心脏成纤维细胞增殖;（３）ＣaN通路与丝裂素活化蛋白激酶（ＭＡＰＫ）及蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）信号途径可能存在相互关系;（４）ＣaN的活化依赖胞内Ｃa^2 浓度的持续升高,ＣaN的活化还受蛋白激酶磷酸化的调节,ＡngⅡ刺激心肌细胞ＣaNmRNA的表达显著增加,ＣaNmRNA本身的表达受Ｃa^2 信号及ＭＡＰＫ级联反应的调控。结论：Ｃa^2 -ＣaN信号通路介导心肌肥大的发生。     

血清淀粉样蛋白A经p38-MAPK/SR-BI途径促进巨噬细胞炎症反应

为探讨血清淀粉样蛋白A(serum amyloid A,SAA)对巨噬细胞B类I型清道夫受体(scavenger receptor class B type I,SR-BI)的表达以及炎症反应的影响及分子机制,采用SAA、p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase,p38-MAPK)激动剂anisomycin或抑制剂SB203580处理THP-1巨噬细胞,以实时定量PCR、Western blot和ELISA分别检测细胞中SR-BI、炎症因子及磷酸化p38-MAPK的表达。结果显示,与对照组相比,SAA处理THP-1细胞后,SR-BI的表达下调,而炎症因子与磷酸化p38蛋白的表达则上调,且这种效应呈浓度和时间依赖性(P0.05)。与SAA单独处理组比较,SAA与p38-MAPK激动剂anisomycin共孵育细胞后,细胞SR-BI表达下调,炎症因子及磷酸化p38蛋白表达增加(P0.05);而SAA与p38-MAPK抑制剂SB203580共同处理细胞后,细胞SR-BI表达增加,炎症因子及磷酸化p38蛋白表达减少(P0.05)。结果提示,SAA可促进THP-1巨噬细胞炎症反应,其机制与p38-MAPK的磷酸化及SR-BI表达的下调有关。