葡萄糖调节蛋白78的研究进展

葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated protein 78 kD,GRP78)是位于内质网上的重要分子伴侣,在蛋白质折叠和转运过程及内质网应激反应中发挥重要作用。近年来发现,GRP78高表达与多种疾病发生发展密切相关,其生物学功能受到广泛关注。现综述国内外文献,对GRP78的生物学功能及与肿瘤、心血管疾病、糖尿病之间的关系进行分析与研究,为临床疾病治疗靶点提供理论依据。     

葡萄糖调节蛋白78研究进展

葡萄糖调节蛋白78（glucose regulated protein 78kD,GRP78）又称免疫球蛋白重链结合蛋白（immunoglobulin heavy chain binding protein,Bip）,是位于内质网上重要的分子伴侣,属热休克蛋白70家族的一员,GRP78分子及其DNA分子序列结构在许多生物物种中高度保守。GRP78在内质网中参与阻止内质网新生肽聚集、调节内质网钙稳态、抗内质网相关性细胞凋亡,以及启动未折叠蛋白反应等细胞生命过程。GRP78基因启动子上存在内质网应激反应元件（ERSE）和cAMP反应元件（CRE）等特殊的顺式作用元件,特异性转录因子ATF6等与GRP78启魂子上顺式作用元件发生动态结合,从而调节GRP78基础性或诱导性转录表达。近年来发现,GRP78与脂肪肝、肿瘤和神经系统等疾病的发生发展密切相关,GRP78生物学功能的研究已经引起生物学家们的广泛重视。     

葡萄糖调节蛋白78研究进展

葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated protein 78kD, GRP78)又称免疫球蛋白重链结合蛋白(immunoglobulin heavy chain binding protein, Bip),是位于内质网上重要的分子伴侣,属热休克蛋白70家族的一员,GRP78分子及其DNA分子序列结构在许多生物物种中高度保守.GRP78在内质网中参与阻止内质网新生肽聚集、调节内质网钙稳态、抗内质网相关性细胞凋亡,以及启动未折叠蛋白反应等细胞生命过程.GRP78基因启动子上存在内质网应激反应元件(ERSE)和cAMP反应元件(CRE)等特殊的顺式作用元件,特异性转录因子ATF6等与GRP78启动子上顺式作用元件发生动态结合,从而调节GRP78基础性或诱导性转录表达.近年来发现,GRP78与脂肪肝、肿瘤和神经系统等疾病的发生发展密切相关,GRP78生物学功能的研究已经引起生物学家们的广泛重视.     

GRP78在食管癌细胞ECA-109增殖过程中的功能研究

食管癌在中国是高发性肿瘤,并具有较高的致死率。肿瘤细胞的持续增殖与细胞增殖失调密切相关。肿瘤细胞在增殖过程中需要合成大量蛋白质,葡萄糖调节蛋白78(glucose regulatedprotein,GRP78)作为分子伴侣,在蛋白质的折叠、组装、修饰和错误折叠蛋白的降解过程中发挥着重要作用。该研究通过构建pGRP78-EGFP-N1重组质粒,瞬时转染ECA-109细胞,研究GRP78过表达对细胞增殖能力的影响;采用RNA干扰技术,瞬时转染靶向GRP78的siRNA,研究敲低GRP78对细胞增殖能力的影响。该研究发现GRP78过表达后,更多的细胞从G1期进入S期和G2/M期,细胞增殖速率加快,细胞克隆形成率亦明显提高;敲低GRP78后,细胞更多地被阻滞在G1期而无法进入S期和G2/M期,细胞增殖速率减慢,细胞克隆形成率降低。GRP78可能通过调节细胞周期而促进ECA-109细胞的增殖。     

GRP78在肿瘤发生发展及干性形成中的研究进展

葡萄糖调节蛋白78(GRP78)长期以来一直被公认是存在于内质网(ER)中的分子伴侣,并可被内质网应激反应所诱导。除了在内质网中,GRP78已经被发现存在于细胞质膜、细胞质、线粒体、细胞核以及细胞分泌物中。GRP78的高表达通常与多种肿瘤微环境,包括缺氧、缺糖、乳酸性酸中毒和炎症反应相关,是一个可以感受和适应肿瘤微环境变化的应激感受器。GRP78与肿瘤细胞的增殖、抗凋亡、侵袭和转移以及耐药性有关,近年来还发现其与肿瘤干细胞的调节有关。本文分别就GRP78在肿瘤细胞生长和死亡抵抗、侵袭和转移、耐药性形成中的作用,GRP78和Cripto/GRP78信号通路在肿瘤干细胞的调节中的作用,以及GRP78抗体的研究进展作简要综述。     

葡萄糖调节蛋白GRP78和GRP94在小鼠脑发育过程中的差异表达

为探讨葡萄糖调节蛋白GRP78和GRP94在小鼠脑发育过程中的生物学意义,利用蛋白质免疫印迹、免疫荧光及RNA印迹技术,检测了发育不同时期小鼠脑组织中GRP78、GRP94的表达及分布情况.结果显示:小鼠脑发育过程中GRP78、GRP94的表达在时间和空间上呈现出显著差异,在脑发育的早中期GRP78表达水平高于GRP94,随发育的进程GRP78不断下降而GRP94逐渐升高,至胚胎发育晚期GRP94表达水平高于GRP78.在E16.5的不同脑区,GRP78的表达呈现出从端脑到后脑逐渐递减的“浓度梯度”分布,而GRP94在不同脑区中表达相同.小鼠出生后,二者作为应激蛋白在脑组织中的表达没有明显的差异性.免疫荧光结果显示,GRP78和GRP94在大脑组织中的分布基本相同,神经细胞和神经胶质细胞的细胞质均有分布.这些观察得到的结果提示,GRP78和GRP94与神经细胞分化和脑的形态建成有关,它们分别在脑发育的不同时期起作用.     

GRP78 在食管鳞状细胞癌、不典型增生及正常食管鳞状上皮 组织中的表达

目的:检测葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated proteins 78,GRP78)在同一食管癌患者食管的鳞状细胞癌、不典型增生及正常鳞状上皮组织中的表达,研究GRP78与食管鳞状细胞癌发生发展的关系。方法:取90例食管鳞状细胞癌患者的病变组织,其病理切片中正常鳞状上皮组织、不典型增生组织和鳞状细胞癌组织均存在,用免疫组化的方法 ,检测GRP78在3种不同组织中表达的情况,分析GRP78与性别、年龄、浸润深度、分化程度、分期及淋巴结转移等参数之间的关系。结果:GRP78在食管正常鳞状上皮组织、不典型增生组织、鳞状细胞癌组织中的阳性表达率分别为7.8%、85.6%、47.8%,GRP78在正常食管组织、不典型增生组织、食管鳞癌组织3组中表达的差异有显著性意义(P<0.01)。鳞状细胞癌组织中GRP78表达阴性者,年龄较阳性者大;GRP78表达与肿瘤分化程度、分期、淋巴结转移等有明显相关性。结论:GRP78在食管正常细胞向恶性细胞转化的过程中可能扮演了重要角色,检测GRP78的表达可能有助于对食管鳞状细胞癌的预防及早期诊断。     

内质网分子伴侣GRP78在小鼠脑发育过程中的时空表达

多细胞生物体发育的实质是基因的选择性表达,表达蛋白的成熟有赖于分子伴侣的协助,但迄今分子伴侣特别是内质网分子伴侣在脑发育过程中的作用尚不清楚。本文应用RT—PCR、蛋白质免疫印迹和免疫组织化学的方法研究了小鼠发育不同阶段的脑组织中GRP78的表达和定位分布随时间变化的情况。结果发现GRP78在小鼠脑发育过程中呈时空性表达：胚胎早期表达较高,胚胎发育末期逐渐下降,出生后逐渐升高,至生后一周时达到成年鼠的水平;在胚胎期GRP78蛋白在脑组织的表达呈现从端脑到后脑逐渐降低的趋势。研究结果还表明GRP78蛋白的免疫染色阳性产物在神经细胞中出现的时间早于神经胶质细胞。这些首次观察到的结果提示GRP78与脑的早期发生和形态建成有一定的关系。     

内质网分子伴侣GRP78在小鼠脑发育过程中的时空表达

多细胞生物体发育的实质是基因的选择性表达,表达蛋白的成熟有赖于分子伴侣的协助,但迄今分子伴侣特别是内质网分子伴侣在脑发育过程中的作用尚不清楚。本文应用RT-PCR、蛋白质免疫印迹和免疫组织化学的方法研究了小鼠发育不同阶段的脑组织中GRP78的表达和定位分布随时间变化的情况。结果发现GRP78在小鼠脑发育过程中呈时空性表达:胚胎早期表达较高,胚胎发育末期逐渐下降,出生后逐渐升高,至生后一周时达到成年鼠的水平;在胚胎期GRP78蛋白在脑组织的表达呈现从端脑到后脑逐渐降低的趋势。研究结果还表明GRP78蛋白的免疫染色阳性产物在神经细胞中出现的时间早于神经胶质细胞。这些首次观察到的结果提示GRP78与脑的早期发生和形态建成有一定的关系。     

GRP78在食管鳞状细胞癌、不典型增生及正常食管鳞状上皮组织中的表达

目的：检测葡萄糖调节蛋白78（glucose—regulated proteins78,GRP78）在同一食管癌患者食管的鳞状细胞癌、不典型增生及正常鳞状上皮组织中的表达,研究GRP78与食管鳞状细胞癌发生发展的关系。方法：取90例食管鳞状细胞癌患者的病变组织,其病理切片中正常鳞状上皮组织、不典型增生组织和鳞状细胞癌组织均存在,用免疫组化的方法,检测GRP78在3种不同组织中表达的情况,分析G史P78与性别、年龄、浸润深度、分化程度、分期及淋巴结转移等参数之间的关系。结果：GRP78在食管正常鳞状上皮组织、不典型增生组织、鳞状细胞癌组织中的阳性表达率分别为7．8％、85．6％、47．8％,GRP78在正常食管组织、不典型增生组织、食管鳞癌组织3组中表达的差异有显著性意义（P〈0．01）。鳞状细胞癌组织中GRP78表达阴性者,年龄较阳性者大;GRP78表达与肿瘤分化程度、分期、淋巴结转移等有明显相关性。结论：GRP78在食管正常细胞向恶性细胞转化的过程中可能扮演了重要角色,检测GRP78的表达可能有助于对食管鳞状细胞癌的预防及早期诊断。     

内质网应激分子GRP78 对非小细胞肺癌的诊断价值研究

目的:探讨内质网应激分子葡萄糖调节蛋白78(GRP78)对非小细胞肺癌(NSCLC)的诊断价值。方法:收集45例NSCLC患者术后癌组织标本,及其18例癌旁组织,采用实时定量PCR法检测所有组织中GRP78的表达情况,分析NSCLC癌组织中GRP78的表达与患者临床特征的关系,及其对患者生存期的影响。结果:NSCLC组织中GRP78高表达率明显高于癌旁组织,差异有统计学意义(P0.05)。而Ⅲa期NSCLC患者癌组织中GRP78的表达水平明显高于Ⅰ-Ⅱ期,两者存在显著性的差异(P0.05)。Kaplan-Meier分析显示,GRP78高表达的患者其生存期明显低于GRP78低表达的患者(P0.05)。结论:NSCLC患者GRP78的表达可能与肿瘤细胞的发生、发展及患者的生存期有关,可作为一个预测NSCLC患者诊断及治疗的重要的分子标志物。     

葡萄糖调节蛋白78在子痫前期中的表达及其意义

目的：探讨葡萄糖调节蛋白78（GRP78）mRNA及蛋白在胎盘组织的表达水平及其与子痫前期的发病关系。方法：选择2010年1月-2010年12月在南京医科大学第一附属医院江苏省人民医院产科住院的子痫前期患者35例（子痫前期组）,以同期正常孕妇35例为对照组。采用RT-PCR技术、蛋白印迹（western-blot）法和免疫组化检测两组孕妇胎盘组织中GRP78的mRNA与蛋白表达水平差异。结果：子痫前期组患者胎盘组织中GRP78mRNA与蛋白表达水平均显著高于相应孕周正常妊娠组。结论：子痫前期能够诱导GRP78表达,CHOP/GADD153表达的增高与子痫前期的发病有关。     

葡萄糖调节蛋白78在子痫前期中的表达及其意义

目的:探讨葡萄糖调节蛋白78(GRP78)mRNA及蛋白在胎盘组织的表达水平及其与子痫前期的发病关系。方法:选择2010年1月-2010年12月在南京医科大学第一附属医院江苏省人民医院产科住院的子痫前期患者35例(子痫前期组),以同期正常孕妇35例为对照组。采用RT-PCR技术、蛋白印迹(western-blot)法和免疫组化检测两组孕妇胎盘组织中GRP78的mRNA与蛋白表达水平差异。结果:子痫前期组患者胎盘组织中GRP78mRNA与蛋白表达水平均显著高于相应孕周正常妊娠组。结论:子痫前期能够诱导GRP78表达,CHOP/GADD153表达的增高与子痫前期的发病有关。     

GRF78：预测化疗药物疗效及制导肿瘤靶向治疗的分子

葡萄糖调节蛋白78（glucose—regulated protein 78,GRP78）作为分子伴侣的生物学功能已为人们所熟知。但近年来研究人员发现,它与肿瘤的增殖、迁移,以及肿瘤耐药性有密切的关系,因此人们对GRP78的功能有了新的认识。     

糖调节蛋白78抗四氯化碳诱导的人HepG2细胞脂肪合成

为研究糖调节蛋白78（glucose regulated protein 78, GRP78）对肝细胞脂肪变性的影响,采用四氯化碳（carbon tetrachloride, CCl₄）刺激人肝癌HepG₂细胞,油红O染色证实,CCl₄作用HepG₂细胞后,细胞浆中脂肪颗粒明显增加,同时固醇调节元件结合蛋白1(sterol regulatory element binding protein 1, SREBP-1)蛋白水平和3羟3甲基戊二酸单酰CoA还原酶（HMGCoA还原酶）mRNA水平分别为对照组的1.55倍和1.70倍.构建人GRP78启动子荧光素酶报告基因载体pGL3/hGRP78P转染人肝癌HepG₂细胞后,结果发现,CCl₄促进GRP78基因转录,转录活性为诱导前的1.92倍. 构建人GRP78 RNAi沉默质粒pSuper/GRP78转染人肝癌HepG₂细胞后,该质粒能特异性沉默内源性GRP78;内源性GRP78沉默后的人肝癌HepG₂细胞经CCl₄诱导, HMGCoA还原酶mRNA和SREBP-1蛋白的表达较对照组进一步升高,分别为对照组的1.48倍和2.38倍;人肝癌HepG₂细胞GRP78的体外过表达能降低CCl₄介导的HMGCoA还原酶mRNA和SREBP-1蛋白诱导表达,分别为对照组的78.5％和51.5％;油红O染色进一步证实,GRP78过表达可明显减少脂肪颗粒在HepG2细胞浆中的集聚.综上表明,GRP78可抑制CCl₄的SREBP-1和HMGCoA还原酶的诱导表达以及HepG₂细胞脂肪变性,提示GRP78的表达增加在肝细胞脂肪变性损伤过程中具有潜在的保护作用.     

高糖诱导滋养层细胞内质网应激及凋亡

目的探讨高糖对滋养层细胞系HTR-8内质网应激及凋亡的影响。方法用不同浓度的含糖培养基培养人滋养层细胞系HTR-8细胞24小时,实时定量PCR检测细胞中内质网应激相关分子CHOP、GRP78、ATF6、XBP-1 mRNA的表达水平;Western blot检测CHOP、GRP78蛋白表达水平;流式细胞术检测细胞早期凋亡率。结果实时定量PCR结果显示,与正常血糖及渗透压对照组相比,高糖组CHOP及XBP-1 mRNA表达水平显著升高,GRP78 mRNA表达降低,ATF6表达无差异;Western blot检测显示,CHOP蛋白表达水平升高,GRP78蛋白表达水平降低;流式细胞术检测显示,高糖组细胞早期凋亡率增加。正常血糖组与渗透压对照组相比,CHOP、GRP78、ATF6、XBP-1 mRNA、蛋白表达水平及细胞早期凋亡率均无差异。结论高糖能激活滋养层细胞HTR-8内质网应激,并诱导细胞凋亡。     

拉西地平对内质网应激导致左室重塑的保护作用

目的：研究在高温高湿应激状态下拉西地平对葡萄糖调节蛋白（glucose-regulated protein78,GRP78）和C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白（C/EBP-homologous protein,CHOP）在大鼠心肌中表达及对心室重塑的影响。方法：将30只雄性Sprague-Dawly（SD）大鼠随机分为对照组、高温高湿组、拉西地平干预组,每组10只。喂养6周后颈动脉插管测定平均动脉压及心率。B超检测左室形态结构。免疫组化法检测大鼠心肌GRP78及CHOP蛋白及表达水平。结果：高温高湿组的大鼠平均动脉压（MBP）、隔厚度（IVST）、左室后壁厚度（LPWT）、左室重量指数（LVWI）,GRP78及CHOP蛋白表达水平与对照组相比均有显著升高（p〈0.01）,拉西地平干预组能显著降低大鼠平均动脉压（MBP）、室间隔厚度（IVST）、左室重量指数（LVWI）,GRP78及CHOP蛋白的表达水平（p〈0.05）。结论：内质网应激可能参与了高温高湿诱导的左室重构;拉西地平可能通过降低GRP78及CHOP的表达干预了ERS介导的心肌肥厚通路,从而改善心脏功能。     

葡萄糖调节蛋白78在PTSD样情感行为异常大鼠大脑皮质中的表达及意义

目的观察创伤后应激障碍(PTSD)大鼠大脑皮质内质网应激标志物葡萄糖调节蛋白78(GRP78)的表达变化,探讨内质网分子伴侣在PTSD发病机制中的作用。方法采用国际认定的SPS方法刺激建立大鼠PTSD模型,取成年健康雄性Wistar大鼠60只,随机分为SPS模型的1d、4d、7d组及正常对照组,采用免疫荧光法、免疫印迹和逆转录--聚合酶链式反应检测大鼠前额皮质GRP 78的表达变化。结果 SPS刺激后大鼠前额皮质神经元细胞内GRP78于1d开始逐渐升高,7d时表达最多;GRP 78mRNA的变化与之相一致。结论大脑皮质GRP 78的表达变化,可能是PTSD大鼠情感行为异常的重要病理生理基础之一。     

拉西地平对内质网应激导致左室重塑的保护作用

目的:研究在高温高湿应激状态下拉西地平对葡萄糖调节蛋白(glucose-regulated protein78,GRP78)和C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白(C/EBP-homologous protein,CHOP)在大鼠心肌中表达及对心室重塑的影响。方法:将30只雄性Sprague-Dawly(SD)大鼠随机分为对照组、高温高湿组、拉西地平干预组,每组10只。喂养6周后颈动脉插管测定平均动脉压及心率。B超检测左室形态结构。免疫组化法检测大鼠心肌GRP78及CHOP蛋白及表达水平。结果:高温高湿组的大鼠平均动脉压(MBP)、隔厚度(IVST)、左室后壁厚度(LPWT)、左室重量指数(LVWI),GRP78及CHOP蛋白表达水平与对照组相比均有显著升高(p<0.01),拉西地平干预组能显著降低大鼠平均动脉压(MBP)、室间隔厚度(IVST)、左室重量指数(LVWI),GRP78及CHOP蛋白的表达水平(p<0.05)。结论:内质网应激可能参与了高温高湿诱导的左室重构;拉西地平可能通过降低GRP78及CHOP的表达干预了ERS介导的心肌肥厚通路,从而改善心脏功能。     

MSX1通过与GRP78相互作用促进前列腺癌细胞PC-3增殖

同源异型框蛋白在发育中具有非常重要的作用,而同源异型框蛋白的异常表达和很多人类疾病相关,其中就包括前列腺癌的发生发展。我们通过分析TCGA数据库中前列腺癌病人样本MSX1的表达量发现,在肿瘤样本中MSX1表达量显著高于非肿瘤样本。因此我们检测正常永生化前列腺基底细胞系WPMY-1、雄激素依赖的前列腺癌细胞系LNCa P、雄激素非依赖的前列腺癌细胞系PC-3中MSX1的表达量,发现在雄激素依赖的前列腺癌细胞系LNCa P中MSX1表达量最高。为了探究MSX1在前列腺癌细胞中的作用,我们选取MSX1表达量较低且不受雄激素调控的PC-3细胞作为研究对象。研究表明过表达MSX1可以显著促进PC-3细胞的增殖。我们通过免疫沉淀技术确定了MSX1与GRP78蛋白相互作用,而GRP78蛋白可以调控AKT、ERK1/2等细胞周期相关蛋白从而调控细胞周期等细胞进程。因此推测MSX1通过和GRP78相互作用从而促进前列腺癌细胞增殖。我们的研究为阐明MSX1在前列腺癌发生发展中作用机理提供了一定的理论参考依据。