生命,死亡,未折叠蛋白反应与细胞凋亡

发生在细胞内的未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)是对内质网中未折叠蛋白聚积的应答。轻度内质网应激引起未折叠蛋白反应,出现新蛋白合成的暂停,使内质网有时间合成更多的分子伴侣来折叠蛋白质,从而使其功能恢复正常;严重或持续的内质网应激反应将导致细胞凋亡。     

疱疹病毒与内质网应激

内质网是分泌型蛋白和膜蛋白折叠及翻译后修饰的主要场所.病毒感染所引起的宿主细胞内环境的改变可使细胞或病毒的未折叠和/或错误折叠蛋白在内质网中大量聚集,使内质网处于生理功能紊乱的应激状态.为了缓解这种应激压力,细胞会启动未折叠蛋白反应(UPR),并通过一系列分子的信号转导维持内质网稳态;同时病毒也会通过对UPR的精密调控...     

酿酒酵母细胞中内质网应激与未折叠蛋白反应的研究进展

内质网应激激活的未折叠蛋白反应(Unfolded protein response,UPR)途径在酿酒酵母和哺乳动物细胞中是非常保守的。内质网(Endoplasmic reticulum,ER)是蛋白质合成、折叠和修饰的细胞器,也是贮存钙的主要场所之一。酵母细胞内质网钙平衡与UPR的作用是相互的;两个MAPK途径——HOG途径和CWI途径都是细胞应答内质网应激压力时生存所必需的;重金属镉离子能够激活UPR途径,它通过激活钙离子通道Cch1/Mid1进入细胞影响钙离子的功能。本文结合最新研究进展对酿酒酵母细胞中的两个MAPK途径、镉离子和钙离子稳态与内质网应激激活的UPR途径之间相互关系进行综述。     

内质网应激与脂类代谢

内质网应激激活的未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)是维持机体代谢平衡的重要信号通路。同时,内质网与脂类合成、转运和分解密切相关。近来研究发现UPR对脂类代谢具有调节作用。主要讨论内质网应激激活的UPR对脂类合成、转运和分解的影响及其机制。     

microRNA调控未折叠蛋白反应的研究进展

microRNA(miRNA,miR)是一类非编码小单链RNA,可转录后抑制蛋白表达。未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)是在病理因素刺激下,由于错误蛋白聚集在内质网诱导细胞核减少蛋白合成以缓解内质网压力的保护措施。本文将概述microRNA调控未折叠蛋白反应的研究进展。     

非折叠蛋白反应——一条综合的细胞内信号通路

内质网(endoplasmic reticulum,ER)作为细胞中蛋白成熟的场所,可以很敏感的感受细胞内外环境的变化.当ER内环境改变,细胞就会激活信号应对这些改变,并且重新恢复折叠蛋白的环境.内质网的这种改变就是内质网应激(endophsmic reticulum stress,ERS),而对这种应激作出的反应就是非折叠蛋白反应[1](Unfolded Protein Response,UPR ).UPR至少引起了3种不同的信号通路,这些通路不仅调控分泌途径中大部分基因的表达,而且还广泛影响细胞的各个方面包括蛋白质、氨基酸和脂类的代谢.同时,这3务通路可以综合的调控细胞分泌器官的重塑并根据ERS重新调节细胞的生理活性.就UPR相关的感受器及其信号通路作简要的介绍.     

Hsp90抑制剂对未折叠蛋白反应作用的研究进展

肿瘤细胞因癌基因突变、缺氧及营养受限而高度依赖未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)。细胞通过内质网(endoplasmic reticulum,ER)膜上3个跨膜蛋白感知未折叠蛋白信号,引起未折叠蛋白反应,动态调控内质网折叠能力,一方面通过暂时减缓翻译和加快蛋白质流出减少ER蛋白质折叠负担,另一方面通过转录因子提高伴侣分子合成,增加ER折叠能力。未折叠的蛋白质长时间积聚在ER会对细胞产生毒性,引起不能缓解的ER应激状态,启动细胞凋亡程序。热休克蛋白90(heat shock protein 90,Hsp90)是一种进化保守的伴侣分子,参与了300多种新生蛋白质的折叠与成熟,其中包括UPR重要信号IRE1α(inositol-requiring enzyme 1α)。Hsp90抑制剂导致细胞产生大量未折叠蛋白质,同时直接诱导IRE1α的降解,从而破坏UPR恢复蛋白质平衡的能力,诱导UPR相关凋亡。目前,Hsp90抑制剂可有效诱导分泌型肿瘤细胞如骨髓瘤以及RAS突变肿瘤UPR途径的凋亡。     

IRE1α调控CD8α~+树突状细胞功能

<正>未折叠蛋白反应(UPR,unfolded protein response)和内质网应激在维持免疫系统稳态中的作用并未完全知晓。本文作者发现树突状细胞,在未发生ER stress的情况下,持续激活未折叠蛋白反应感受分子IRE-1α及其下游靶分子,转录因子XBP-1。而XBP-1的缺失导致CD11c+细胞表型缺陷,内质网稳态失衡以及CD8α+树突状细胞抗原呈递功能障碍。然而CD11b+树突     

内质网应激反应时IRE1-依赖性XBP1剪接机制

在哺乳动物细胞,X盒结合蛋白1(X-box binding protein 1, XBP1)是一种具有重要作用的蛋白质.哺乳动物细胞中,当未折叠蛋白质在内质网蓄积时会激活一种细胞内信号转导系统,即未折叠蛋白质反应(UPR).哺乳动物细胞定位于内质网膜的IRE1a,可通过二聚化而激活其自身的蛋白激酶及核糖核酸酶活性,从而部分地转导UPR 信号.活化的IRE1a在XBP1 mRNA的两个位点对其进行切割反应,诱导一种非传统剪接反应.这种剪接反应会产生一种功能性XBP1转录因子,可作为内质网应激反应时的传感器.同时,在内质网应激反应时还有另一种转录激活因子6(ATF6)蛋白酶解系统发挥作用.     

内质网应激与心血管疾病关系的研究进展

内质网是蛋白质折叠、转录后修饰和转运的重要细胞器,对维持细胞稳态具有重要作用。多种内外环境刺激能够引起内质网内错误折叠或未折叠蛋白的积累,即形成内质网应激。内质网应激激活未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR),进而启动一系列下游信号以维持内质网稳态。但持续或过度的内质网应激激活的UPR最终导致细胞凋亡和疾病。近年来,大量研究证据表明,内质网应激参与多种心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)的发生和发展,包括缺血性心脏病、糖尿病性心肌病、心力衰竭、动脉粥样硬化、血管钙化、高血压和主动脉瘤等,是治疗多种CVD的重要靶点。本文就内质网应激激活UPR在多种常见CVD中的调控机制以及内质网应激与CVD关系的研究进展作一简要综述。     

内质网应激诱导自噬的分子机制

在真核细胞中,内质网对蛋白质的折叠和运输至关重要,多种病理因素对内质网稳态的扰乱,可导致内质网腔中未折叠或错误折叠蛋白蓄积,即内质网应激(ERS)。细胞为此通过激活一种叫做未折叠蛋白反应(UPR)的防御反应来恢复内质网稳态。自噬是一种被描述为"自我吞食"的细胞代谢过程,其通过批量清除和降解未折叠蛋白以及破损细胞器在ERS时作为一种重要的保护机制。近年的研究显示这两个系统动态互联,且ERS可以通过多种方式诱导自噬的发生。在本文中,我们将总结目前关于ERS尤其是UPR诱导自噬的分子机制的相关知识,以进一步指导关于ERS与自噬关系的的研究。     

靶向内质网应激作为肿瘤治疗的新策略

内质网应激是细胞应对蛋白质突变和表达水平异常的防御性反应,包括未折叠蛋白反应(UPR)、内质网相关蛋白质降解(ERAD)和自噬体形成等多个组成部分。许多研究指出,肿瘤细胞依赖高水平的内质网应激反应以维持生存和高速生长,干扰UPR和ERAD可抑制肿瘤细胞的生长。同时,癌细胞发生抗药的关键机制是产生新的突变,这些突变可能会进一步诱导UPR和ERAD等,使抗药癌细胞对内质网应激的抑制剂更加敏感。因此,面对后基因组时代发现的肿瘤细胞突变的多样性、异质性和持续性,靶向细胞对突变的反应——内质网应激,是值得关注和研究的新抗肿瘤策略。     

细胞内质网应激与糖脂代谢紊乱的机制关联

在真核细胞中,内质网是蛋白质合成、折叠、加工及其质量监控的重要场所。当内质网难以承担蛋白折叠的高负荷时则引发内质网应激(ER stress),激活细胞的未折叠蛋白响应(unfoldedprotein response,UPR)。细胞通过内质网跨膜蛋白ATF6、PERK和IRE1介导的三条极为关键的UPR信号通路,调控下游相关基因的表达,以增强内质网对蛋白折叠的处理能力。因此,UPR通路在细胞的稳态平衡中具有举足轻重的作用,而这一动态过程的调控对于维持机体的正常生理功能至关重要。近来大量研究表明,在哺乳动物中内质网应激与机体的营养感应和糖脂代谢的调控过程密切相关。在肝脏、脂肪、胰岛以及下丘脑等不同的组织器官中,内质网应激均影响代谢通路的调节机制,因此在糖脂代谢紊乱的发生发展中扮演重要的角色。综上所述,进一步深入了解内质网应激引发代谢异常的生理学机制,可以为肥胖、脂肪肝及2型糖尿病等相关代谢性疾病的防治提供新的潜在药物靶点和重要的理论线索。     

未折叠蛋白质与感染、炎症和癌症

未折叠蛋白(Unfolded proteins,UP)是蛋白质质量控制的对象,其可诱发UP应答(UPR),介导细胞死亡或炎症反应。在多种感染、炎症和癌症疾病中,病原体或恶性转化细胞可劫持UPR,在避免细胞死亡的前提下,介导慢性炎症反应,从而起到促进疾病发生发展的作用。这种UP相关炎症与疾病进展之间的机制联系目前不清楚,且研究技术手段缺乏。本文对UP与感染、炎症和癌症的关系以及UP蛋白质组学研究技术的进展进行综述,核心目的是总结上述领域最新研究思路,并促进以UP为靶向的生物学和疾病推动的科学研究。     

未折叠蛋白反应—细胞内信号传导新途径

真核细胞中,当未折叠的蛋白在内质网上增多的时候,一系列内质网居民蛋白基因的转录也随之增加,这称为未折叠蛋白反应（unfolded protein response,UPR)。在酵母细胞中未折叠蛋白的感受器是Irelp蛋白,它能检测到未折叠蛋白的聚集,并将信号传递到细胞核内,诱导UPR特异转录因子Haclp mRNA的剪接成熟。成熟的Haclp蛋白能通过与UPR元件（UPR－element)的结合诱导含有这一元件的基因转录,从而启动UPR。在UPR信号传递途径中,磷酸化的Irelp与Gcn5/Ada复合物可通过解开染色体促进Haclp活性的发挥,而Ptc2p能通过使Irelp去磷酸化而反向调节UPR。目前发现UPR与磷脂生物合成存在交叉的共同途径,人类中也存在Irelp的类似物。     

未折叠蛋白反应的信号转导

在内质网中,分泌性蛋白、跨膜蛋白和内质网驻留蛋白折叠成天然构象,经过修饰后,形成有活性的功能性蛋白质。如果蛋白质在内质网内的折叠受到抑制,造成未折叠蛋白聚集,将引起内质网应激。激活未折叠蛋白反应（unfolded protein response,UPR）,使蛋白质的生物合成减少,内质网的降解功能增强,从而降低内质网负担,维持细胞内的稳态。如果内质网应激持续存在,则可能诱发细胞凋亡。研究表明,未折叠蛋白反应能在多种肿瘤细胞中发生,并能促进肿瘤细胞的生长。本文对未折叠蛋白反应与肿瘤研究的最新进展进行综述。     

内质网应激响应在脂肪组织中的代谢调节作用

在真核细胞中,内质网是蛋白合成、加工及质量监控的关键细胞器,也是Ca2+储存及脂质合成的重要场所.细胞通过未折叠蛋白响应(unfolded protein response,UPR)感应外界不同刺激引发的内质网应激,在维持细胞功能稳态中发挥至关重要的作用.在哺乳动物中,三个位于内质网的跨膜蛋白——肌醇依赖酶la(ino...     

CHOP/GADD153 在内质网应激介导细胞凋亡中的研究进展

内质网(endoplasmic reticulum,ER)广泛存在于真核细胞中,是负责细胞中分泌性蛋白合成和折叠的细胞器。20世纪70年代开始发现了许多干扰内质网功能的因素可直接或间接使内质网中未折叠的蛋白质堆积,使细胞处于应激状态(ER stress),细胞通过未折叠蛋白质反应(unfolded protein response,UPR)来适应内质网应激。未折叠蛋白质反应途径(UPR pathway)是一种信号转导途径,最早在酵母中阐明。近年来对哺乳动物细胞未折叠蛋白质反应途径的研究也获得了重要成果。毒性、缺氧、病毒感染等不良刺激可使细胞内环境的稳态受到破坏,诱发一系列内质网应激反应(ER stress)来维持细胞的正常功能。当细胞受到持续而强烈的刺激时,不能缓解内质网应激状态,细胞会走向凋亡。近年来的研究发现,CHOP/GADD153作为一种前凋亡分子,在内质网应激介导的细胞凋亡中发挥着重要作用,参与肿瘤、阿尔茨海默、糖尿病等诸多疾病的发生和发展过程。     

热激转录因子HSFA1d参与植物内质网胁迫应答

环境胁迫是全球范围内影响植物正常生长发育的重要因素之一.研究植物的抗逆机制,运用生物技术提高作物的抗逆性,不仅具有重要的科学意义,也对农业生产具有重要的促进作用.内质网是蛋白合成和加工的重要场所,当环境胁迫引起内质网中错误折叠蛋白积累时,就会引起一个保守的未折叠蛋白应答(UPR)机制,帮助细胞达到一个新的平衡状态.热激转录因子HSFA1s在植物细胞质热激反应过程中起着重要的作用.本研究证明,拟南芥HSFA1d的表达受内质网胁迫的诱导,过表达HSFA1d的转基因植株对内质网胁迫诱导剂衣霉素(TM)具有一定程度的抗性.统计显示,在TM板上生长的转基因植株出真叶率明显提高.亚细胞定位显示,HSFA1d在正常条件下定位于细胞质中,当受到内质网胁迫时,HSFA1d从细胞质转移到细胞核中.HSFA1d可以调控UPR下游基因的表达.这些结果表明,经典的热激反应相关热激转录因子HSFA1d也参与了植物的内质网未折叠蛋白应答过程.     

内质网应激诱导的自噬在肝脏疾病中的研究进展

错误/未折叠蛋白的积累可导致内质网(endoplasmic reticulum, ER)结构和功能紊乱,从而诱发内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS),激活未折叠蛋白反应(unfolded protein response, UPR)。UPR作为适应性机制可恢复早期的ERS,重建ER稳态;当UPR不足以缓解ERS时,会通过UPR介导的3个跨膜蛋白(IRE1α、PERK、ATF6)诱发细胞凋亡或自噬。自噬作为ERS的另一种保护性反应,可通过降解错误折叠蛋白和清除受损细胞器来减轻ERS。另外,自噬是ERS重要的下游事件并处于凋亡的上游,ERS介导的自噬可通过调节细胞凋亡发挥促凋亡或抗凋亡双重作用。ERS与自噬间的相互作用在酒精/非酒精性脂肪肝、肝纤维化、肝癌等多种肝脏疾病中扮演着重要角色,但二者在肝病发生发展过程中的具体机制尚不明确。因此,探讨ERS与自噬通过复杂的网络通路调控肝脏疾病的机制有助于改善相关肝脏疾病,这可能成为治疗肝病的有效靶点。