实时监测高通量低能量激光照射诱导GSK-3β的核质穿梭

糖原合成酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3, GSK-3)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶.哺乳动物细胞中主要存在GSK-3α与GSK-3β两种亚型.以前的研究认为GSK-3是一种单一的磷酸化糖原合成酶的激酶,可以抑制糖原的合成.最近的研究表明GSK-3可以磷酸化50多种底物,进而调节细胞的多种生理过程,包括细胞结构的改变、代谢,基因表达及细胞凋亡.本文主要研究在高通量低能量激光(high fluence low-power laser irradiation,HF-LPLI)照射下,GSK-3β在活细胞中的动态分布变化.应用荧光蛋白融合蛋白GFP-GSK-3β,在人神经胶质母细胞瘤细胞(U-87)中实时监测高通量低能量激光照射下GSK-3β的动态行为.实验结果显示,120 J/cm~2 的氦氖激光照射后,GSK-3β在9 h时进入细胞核,并维持在核内近2 h, 随后GSK-3β又从细胞核转位到细胞质中. 这表明高通量低能量激光照射激活了GSK-3β.同时,实验结果预示了高通量低能量激光照射可能激活GSK-3β并且参与调控了p53、β-catenin、Myc等相关的转录因子.进一步的研究将探讨在高通量低能量激光照射下,GSK-3β具体调控的转录因子以及调控机制.     

糖原合酶激酶-3β在肿瘤细胞中的分子作用机制

糖原合酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是一种多功能丝氨酸/苏氨酸激酶,通过磷酸化酪氨酸、丝氨酸和苏氨酸位点介导Wnt、Hedgehog、NF-κB和PI3K/Akt等信号通路,参与各类细胞功能的调节。GSK-3β在不同信号通路和细胞类型中扮演不同的角色,导致其在不同的恶性肿瘤中发挥促癌或抑癌的双重作用,与癌细胞的迁移和侵袭有直接关系。在胰腺癌和结肠癌研究中,GSK-3β的高表达调控通过相关信号通路,增强细胞增殖调控因子表达,抑制负性调控因子的活性,促进癌细胞的增殖。GSK-3β能激活上皮细胞间质转型过程中相关因子的表达,增强癌细胞扩散能力;相反,在胃癌和肺癌中,GSK-3β具有积极的抑癌作用。GSK-3β通过阻滞细胞周期和诱导细胞凋亡发挥抑癌作用,通过调节Wnt和PI3K/Akt信号通路,负向调控癌细胞的生长与侵袭,并且GSK-3β磷酸化相关因子以减弱其对癌细胞转移能力的刺激。本文总结了GSK-3β在不同恶性肿瘤中的作用及机制,并针对研究中存在的问题进行分析与展望,为相关领域的研究提供一定的理论基础。     

抑制GSK-3β活性促进NF-κB诱导的儿童急性淋巴细胞白血病细胞凋亡

核转录因子-κB(NF-κB)是维持急性淋巴细胞白血病(ALL)细胞生存的关键因子.近年来发现,糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)可以正性调控NF-κB的活性.本研究通过抑制GSK-3β活性初步探讨ALL细胞中GSK-3β在NF-κB诱导细胞凋亡中的作用机制.收集ALL患儿骨髓单个核细胞,采用免疫荧光细胞化学方法检测到ALL细胞核内GSK-3β有明显聚集.体外培养ALL细胞后经GSK-3β抑制剂氯化锂(LiCl)和SB216763处理,采用Western印迹和EMSA检测发现,ALL细胞核内GSK-3β表达下降,而NF-κBP65蛋白无明显变化,但是其活性明显降低.同时RT-PCR结果显示,NF-κB下游抗凋亡基因存活素(survivin)的表达随之下降,AnnexinV-PE/7-AAD双染流式细胞仪检测结果证实,ALL细胞凋亡明显增加(P0.01).该结果表明,抑制GSK-3β活性可以下调NF-κB的转录活性,并通过下调抗凋亡基因存活素的表达而促进ALL细胞的凋亡.     

糖原合成酶激酶-3β与肾脏疾病

糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)GSK-3β是一种在真核生物体内广泛存在的丝/苏氨酸蛋白激酶.GSK-3β是Wnt/β-catenin、PI3K/Akt、胰岛素等多种信号通路的关键调节因子,并与多种疾病有关.最近人们发现,GSK-3β是通过使多种底物发生磷酸化来发挥生物学功能.主要就GSK-3β在肾脏疾病研究中的新进展作一综述,希望为探索各种肾脏疾病的发病机制以及寻找有效的治疗手段提供新视角.     

糖原合酶激酶-3β与帕金森病的发生及治疗

糖原合酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β）是调控糖 原代谢的主要激酶.它可以使多种底物蛋白磷酸化,参与调节细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡.最 近研究表明,GSK-3β与帕金森病发生密切相关. 在帕金森病研究模型中,GSK-3β活性增高,诱导多巴胺能神经元凋亡;而GSK-3β活性被抑制时,tau蛋白磷酸化减少,α共核蛋白表达降低,神经元得到保护.因此,GSK-3 β可能成为帕金森病治疗的新靶点.     

GSK-3β对缺血性脑卒中病理过程调控作用的研究进展

糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)作为机体最重要的激酶之一,广泛地参与了缺血性脑卒中的病理过程。因此,正确认识脑卒中后GSK-3β的功能并加以利用,由此寻求减轻组织损伤和改善神经功能的方法是提高脑卒中治疗的重要途径。该文就GSK-3β对缺血性脑卒中后的氧化应激、炎症、自噬、凋亡等病理过程的调控机制进行综述,为缺血性脑卒中提供新的研究方向和潜在的临床治疗靶点。     

GSK-3β在阿尔茨海默症病理特征形成中的作用

糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是糖原合成酶激酶3的一种亚型。GSK-3β不仅参与淀粉样蛋白质前体(amyloid precursor protein,APP)代谢,还在tau蛋白过度磷酸化过程中发挥作用,GSK-3β表达及活性的异常会导致神经元细胞的凋亡。APP异常代谢和tau蛋白异常磷酸化是阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)发展的重要因素,因此GSK-3β可能与AD的病理变化密切相关,明确其在AD中的作用及其机制对AD的治疗有重要的意义。     

MicroRNA-153对靶基因下游信号分子GSK-3β表达水平及细胞抗损伤能力的影响

目的 mir-153可负调控阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）主要致病基因APP及APLP2的蛋白表达,降低其胞内降解片段（intracellular domains,ICDs）的生成。因ICDs具有转录活化及促凋亡活性,本研究旨在探讨mir-153对这两个靶基因下游信号分子GSK-3β表达水平及细胞抗损伤能力的影响,以期进一步阐明mir-153在阿尔茨海默病发病机制中的作用。方法构建mir-153稳转细胞系及mir-153转基因小鼠,Western blot检测该细胞系及小鼠脑内磷酸化GSK-3β、Tau及其总蛋白的表达;Aβ42肽和H2O2分别处理mir-153稳转细胞系,MTS法检测细胞增殖活性的改变,流式细胞术检测细胞凋亡水平的改变。结果 mir-153稳转细胞系中磷酸化GSK-3β及其总蛋白的表达下调,Tau磷酸化水平降低。mir-153转基因小鼠脑内,磷酸化GSK-3β及其总蛋白的表达降低,磷酸化Tau及其总蛋白水平均无明显变化。Aβ42肽和H2O2损伤作用下,mir-153稳转细胞系的增殖活性显著降低,凋亡水平增加。结论 mir-153可负调控靶基因下游信号分子GSK-3β的表达;高表达mir-153可降低细胞抗损伤的能力。     

单功能烷化剂MNNG对人胃粘膜上皮GES-1细胞的损伤及其对Wnt/β-catenin信号通路的影响

本文旨在从Wnt/β-catenin信号通路的角度探讨单功能烷化剂MNNG诱导人胃粘膜上皮GES-1细胞损伤的机制。用MNNG(2×10-5 mol/L)处理GES-1细胞24 h,处理后第3天用倒置显微镜对GES-1细胞形态进行观察,用MTT法检测GES-1细胞活力,用流式细胞术检测GES-1细胞凋亡和周期变化,用q PCR检测GES-1细胞中β-catenin、GSK-3β、c-Met和MMP7m RNA表达情况,用Western blot检测β-catenin、GSK-3β、p-GSK-3β和c-Met蛋白表达情况。结果显示:MNNG能够明显损伤GES-1细胞,细胞形态变为不规则的长梭形;MNNG能够诱导GES-1细胞凋亡,明显阻滞细胞周期进程;MNNG能够上调β-catenin、GSK-3β、c-Met和MMP7 m RNA表达水平,并上调β-catenin、GSK-3β和p-GSK-3β蛋白表达水平。上述结果提示,MNNG对GES-1细胞的损伤可能与Wnt/β-catenin信号通路的激活相关,这为胃粘膜损伤的细胞模型研究提供了参考。     

糖元合成酶激酶3β对微管相关蛋白tau的磷酸化作用

tau蛋白是中枢神经系统中重要的微管相关蛋白,其功能受磷酸化调节.异常过度磷酸化的tau蛋白是阿尔茨海默病患者脑中神经纤维缠结的主要组成部分.糖元合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是重要的tau蛋白激酶之一,它虽可催化tau蛋白多个位点的磷酸化,但对不同位点,其催化效率不同.通过位点特异性、磷酸化依赖的tau蛋白抗体,用免疫印迹技术,检测GSK-3β对tau蛋白位点特异性的磷酸化作用及动力学.用双倒数作图,计算GSK-3β催化tau磷酸化以及各个位点磷酸化的Km值,并结合培养细胞中的实验,研究GSK-3β对tau蛋白磷酸化作用的位点特异性.结果显示,GSK-3β催化tau蛋白多个位点的磷酸化,其中包括Thr181、Ser199、Ser202、Thr205、Thr212、Thr217、Thr231、Ser396和Ser404,对不同的位点磷酸化作用,其Km值不同,GSK-3β对Ser396的Km值最低,即对Ser396位点的亲和性最高,催化其磷酸化的能力最强.在培养的细胞中,也显示了GSK-3β的表达引起Ser396位点的磷酸化最明显.     

糖原合酶激酶-3β调节9G8介导的tau外显子10的可变剪接

Tau外显子10的可变剪接产生含3个微管结合片段或4个微管结合片段的tau蛋白变异体(3R-tau和4R-tau).正常成年人脑中,3R-tau和4R-tau的表达水平相近,这种比例对于维持正常脑功能非常重要.9G8是剪接因子SR蛋白家族中的成员之一,参与多种基因转录产物的剪接调控,它的功能和活性受磷酸化高度调节.糖原合酶激酶(GSK)-3β是体内重要的蛋白激酶,已有研究显示它参与调节tau外显子10的可变剪接.利用微型tau基因研究了9G8在不同细胞系中对tau外显子10可变剪接的作用以及GSK-3β对9G8介导的tau外显子10可变剪接的影响.结果显示,过表达9G8抑制tau外显子10的表达,GSK-3β在体外可催化9G8的磷酸化,GSK-3β可以被9G8从大鼠脑匀浆中沉降(pull-down),提示它们之间可能存在相互作用,在培养的细胞中,GSK-3β与9G8之间存在共定位,过表达GSK-3β抑制9G8对外显子10可变剪接的作用,有利于4R-tau的产生.这些结果显示GSK-3β影响9G8介导的tau外显子10的剪接.     

GSK-3与精神障碍的关系

糖原合成酶激酶3(GSK-3)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,通过Wnt/β-catenin等多条信号通路来调节机体的代谢、生长发育和凋亡等过程,是机体生存必不可少的物质。大量研究表明,GSK-3调节异常可以激活特定细胞、通路和环路,从而诱发精神障碍,如双向情感障碍、抑郁症、孤独症和精神分裂症等。抑制GSK-3活性是精神疾病治疗方法的一个重要组分。本文对近年来国内外有关GSK-3在精神疾病中的作用机制予以综述,以期为临床治疗提供依据。     

利用单分子荧光成像技术研究十字孢碱诱导细胞凋亡过程中糖原合成酶激酶-3β促进Bax转位

糖原合成酶激酶-3β (glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)除了在抑制糖原合成中的重要作用外,越来越多的研究表明它是细胞凋亡过程中的一个关键信号调节蛋白.然而,在细胞凋亡过程中它调节的主要下游促凋亡蛋白依然不明确,尤其是Bcl-2家族的促凋亡蛋白(Bax是其中最重要的蛋白之一).通过对GSK-3β和Bax两种蛋白进行荧光标记,在单分子水平上研究了十字孢碱(staurosperine,STS)诱导人肺腺癌细胞(ASTC-α-1)凋亡过程中,GSK-3β活化与Bax转位之间的关系.实验结果表明STS诱导ASTC-α-1凋亡过程中,共转染pCFP-Bax和 pYFP-GSK-3β的细胞发生凋亡的时间明显早于单转染 pYFP-Bax的细胞,并且Bax发牛转位的时间也明显提前.这些结果显示在STS这种凋亡因素刺激下,GSK-3β可以通过促进Bax转位从而加速细胞凋亡.这是单分子荧光成像技术研究活细胞内分子事件的又一个重要应用.     

糖原合酶激酶3与神经生理

糖原合酶激酶3(glycogen synthase kinase 3,GSK-3)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,是细胞内多种信号转导通路中的重要成分。GSK-3活性受多种机制调节,其磷酸化是研究最多的调节方式。GSK-3广泛表达于神经系统,参与神经极性和突触再生、突触可塑性形成、神经炎症和神经稳态的调控。     

基于中草药活性成分的GSK-3β抑制剂的分子模拟

使用分子对接和分子动力学方法,研究了一类中草药活性成分抑制糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)的机理。结果表明:筛选出的芦丁、杨酶酮、二氢丹参酮I和人参皂苷Rb1能够与GSK-3β良好地结合,其中芦丁、杨酶酮和二氢丹参酮I主要结合于GSK-3β的ATP结合口袋区域,人参皂苷Rb1主要结合于GSK-3β的T-loop区域,配体和蛋白之间形成的氢键的数目和存活率是影响结合能力的主要因素,氢键的形成主要取决于配体中的含氧和含氮基团。基于这些有效成分进行结构设计可能获得GSK-3β的高效抑制剂。     

Axin在Wnt信号转导途径中的作用

Wnt信号转导途径是调控细胞形状、运动、黏附、增殖、分化、癌变及机体发育等过程的主要途径之一.Axin(轴蛋白)是一个体轴发育抑制因子,作为构架蛋白在Wnt信号转导途径中起着关键的作用.Axin通过不同的机制调节β连环蛋白的磷酸化和稳定性.它通过与APC、GSK-3β、β连环蛋白和CKIα结合形成复合体促进β连环蛋白的降解,还通过同源二聚化、核质穿梭、自身磷酸化和稳定性的调控来调节β连环蛋白的稳定性.Axin通过Wnt信号转导途径参与了一系列生物学效应的调控,如体轴发育、细胞死亡、神经元的分化等.作为一个新发现的肿瘤抑制因子,axin将为癌症的诊断和治疗提供新的有效的手段.     

多功能的蛋白:糖原合成酶激酶-3

糖原合成酶激酶-3(GSK-3)是一个多功能的丝氨酸／苏氨酸类激酶,在真核生物中普遍存在。在哺乳动物中包括两个亚型,即GSK-3a和GSK-3β。GSK-3至少在三条细胞通路上有作用：Wnt/wingless,P13-kinase以及Hedgehog信号通路,该酶的作用主要包括调节糖原的合成代谢,参与细胞的分化与增殖等。研究发现,GSK-3在某些疾病,如阿尔茨海默病和非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)中,其活性会异常升高。现已发现了几种针对该酶的抑制剂,如aloisine,paullones和马来酰胺类化合物等。这些抑制剂的确在分子水平特异性地抑制GSK-3的活性,而对其他激酶几乎没有作用。关于这些抑制剂的研究工作也已经在细胞水平和动物模型上开展起来,为开发以GSK-3为靶点的新的治疗药物创造了良好的基础。     

基于中草药活性成分的GSK-3β抑制剂的分子模拟北大核心CSCD

使用分子对接和分子动力学方法,研究了一类中草药活性成分抑制糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)的机理。结果表明:筛选出的芦丁、杨酶酮、二氢丹参酮I和人参皂苷Rb1能够与GSK-3β良好地结合,其中芦丁、杨酶酮和二氢丹参酮I主要结合于GSK-3β的ATP结合口袋区域,人参皂苷Rb1主要结合于GSK-3β的T-loop区域,配体和蛋白之间形成的氢键的数目和存活率是影响结合能力的主要因素,氢键的形成主要取决于配体中的含氧和含氮基团。基于这些有效成分进行结构设计可能获得GSK-3β的高效抑制剂。     

miR-145通过下调PLCε抑制膀胱癌EMT和迁移及其机制研究

目的:探讨miR-145调控PLCε对膀胱癌细胞T24上皮间质转化(EMT)和迁移的影响及可能的分子机制。方法:(1)腺病毒感染T24细胞,划痕实验和Transwell检测细胞的迁移能力;RTPCR、Western blot分别检测PLCε及EMT相关分子的表达;为探究其分子机制,Western blot检测GSK-3β磷酸化(Ser9位点)和Snail的表达情况。(2)利用生物信息学技术预测可能调控PLCε的miRNA,结合文献报道的膀胱癌microRNA表达谱结果筛选出miR-145;转染miR-145 mimics至T24,q PCR检测miR-145、PLCε的表达,Western blot检测PLCε的表达。(3)转染miR-145 mimics,Western blot检测EMT相关分子及p-GSK-3β、Snail;划痕实验、Transwell检测过表达miR-145后细胞的迁移能力。结果:(1)干扰PLCε表达能显著抑制细胞的迁移,同时,使T24细胞中E-cadherin表达上调,N-cadherin和Vimentin表达下调;干扰PLCε后,GSK-3β磷酸化(Ser9位点)水平下降,Snail表达降低。(2)转染miR-145 mimics可使T24细胞中miR-145表达增高,且明显抑制T24细胞中PLCε的表达。(3)在T24中过表达miR-145,细胞迁移能力显著下降,EMT标志分子的表达情况与沉默PLCε结果一致。同时,与阴性对照组相比,转染miR-145 mimics组p-GSK-3β和Snail表达显著减少。结论:PLCε通过GSK-3β/Snail信号通路促进膀胱癌细胞T24发生EMT及迁移,miR-145可以逆转PLCε诱导膀胱癌EMT的发生,从而阻止膀胱癌细胞的迁移。     

PI3K/Akt/GSK-3β信号通路在6-姜酚保护PC12细胞对抗β淀粉样蛋白诱导细胞凋亡的作用

研究6-姜酚对β淀粉样蛋白(Aβ1-42)引起的PC12细胞凋亡的保护作用及其可能的分子信号通路。通过MTT检测不同浓度Aβ1-42对PC12细胞的作用及不同浓度6-姜酚对Aβ1-42诱导细胞凋亡的保护作用,采用蛋白免疫印迹法检测6-姜酚对Aβ1-42诱导的PC12细胞糖原合成激酶3β(GSK-3β)、磷酸化GSK-3β(Ser9),Akt及磷酸化Akt(Ser473)表达的影响。结果显示6-姜酚能显著减少Aβ1-42引起的细胞凋亡;PC12细胞经Aβ1-42作用48 h后,80及120μM 6-姜酚预处理组中GSK-3β及Akt的磷酸化水平则均显著高于Aβ1-42处理组的。说明6-姜酚对抗Aβ1-42引起的细胞毒性作用,可能与其激活Akt的活性、抑制GSK-3β的活性有关。