监测活细胞中诱导激活的Rac、Cdc42信号转导通路的FRET单分子探针

Rho家族鸟苷三磷酸酶,包括Rac1和Cdc42等．参与调节细胞形态、细胞迁移、转录激活和基因表达等一系列细胞过程。根据FRET（Fluorescent resonance energy transfer）技术原理,构建了包含红色荧光蛋白dsRed1与青色荧光蛋白ECFP的全长cDNA．效应分子Pak1或N—WASP的GTP酶联结区域．信号分子Rac1或Cdc42的全长cDNA的几种单分子探针。转染NIH3T3或Hela细胞,以胰岛素、缓激肽为诱导剂,分别激活Rac1、Cdc42信号转导通路。离体荧光光谱检测表明．在两种转染动物细胞中均产生了FRET现象。不同信号转导通路的FRET效率,在诱导激活5min后,均达到最高值,但增加幅度有显著差异。随着诱导时间的延长,FRET效率下降,但下降速率在不同信号转导通路间差异显著。Rac1、Cdc42激活试验证实．诱导激活的转染细胞中,Rac1、Cdc42均处于激活状态（GTP—bound）,其在不同诱导时间的相对激活程度与FRET效率表现相同。诱导激活的Rac1、Cdc42信号转导通路,分别导致了转染活细胞中片状伪足、线状伪足的产生。这表明,采用这些单分子探针,可直接监测激活的信号转导通路,在活细胞中的3D时空分布变化图像及其产生的细胞学效应。采用这些单分子探针．分析、判断了一些调节蛋白对Rac1、Cdc42的GEF或GAP特性。从而提供一种可大大简化现有的鉴定待测蛋白分子的方法。     

Nudel在细胞迁移中通过Cdc42GAP参与调节Cdc42的活性

2008年3月11日出版的《发育细胞》（Developmental Cell）杂志报道了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所朱学良研究组的最新研究发现：Nudd蛋白在细胞迁移过程中通过Cdc42GAP调节Cdc42的活性,从而揭示了一条新的调节Cdc42的信号通路,对于深入了解细胞迁移的调节机制有重要意义。     

P21活化激酶在肿瘤的作用

p21活化激酶（p21-activated kinase,PAKs）是小G蛋白Rac和细胞分裂调控蛋白42（Cdc42）的一类效应蛋白质. PAKs是一类进化保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在细胞骨架重排、细胞增生、细胞存活及增殖等方面发挥重要作用. 在哺乳动物中根据结构特征可将PAKs分为2个亚家族I类（A组）和Ⅱ类（B组）：I类包括PAK1、PAK2和PAK3,Ⅱ类包括PAK4,PAK5和PAK6. 近年来,对PAKs在肿瘤发生发展中作用的研究成为焦点.本文对PAKs中各成员的结构功能,及其在肿瘤发生发展过程中的作用等方面进行简要综述.     

Cdc42在乳腺癌中的作用

乳腺癌是女性最好发的恶性肿瘤之一,常规治疗方法虽取得了一定的疗效,但仍存在局限性。细胞分裂周期蛋白42(cell division cycle 42,Cdc42)是一种Rho家族蛋白的小GTP酶,可与GTP结合而被激活,进一步调控细胞骨架变化、极性建立、运动和迁移等各种生理进程。越来越多的研究表明,Cdc42在乳腺癌发生、发展过程中具有重要的调控作用,提示Cdc42有望作为一个新的治疗靶点应用到乳腺癌临床治疗中。该文总结最新的研究成果,探讨Cdc42在乳腺癌细胞极性建立、伪足形成中的作用,同时阐述Cdc42调控乳腺癌细胞侵袭、迁移和远处转移的具体分子机制以及相关的信号通路与乳腺癌演进的密切联系,并提出针对Cdc42的靶向治疗方法,为乳腺癌的治疗提供了新思路。     

Rho GTPases与肿瘤

Rho GTPases参与调控细胞的多种关键生物学行为,特别是细胞的生长、细胞骨架的形成、转录调节等生物学过程. 在肿瘤的发生发展中Rho GTPases也扮演了重要的角色．本文将回顾Rho GTPases的调控（包括经典及非经典调控方式）及其关键成员（RhoA、Cdc42及Rac1）与临床肿瘤的研究进展,特别是它们参与调控肿瘤的增殖、迁移、侵袭、凋亡等恶性生物学行为,从而为研发靶向Rho GTPases的小分子/基因药物了奠定基础．     

肝脏CT值与动脉粥样硬化关系

目的探讨肝脏CT值与动脉粥样硬化（AS）程度的关系,寻找AS活体量化观测指标,提高AS干预实验的质量。方法40只日本大耳白兔随机分为A（绞股蓝）组、B（辛伐他汀）组、C（高脂模型）组、E（对照组）组,分别喂饲高脂饲料＋绞股蓝5g,kg、高脂饲料＋辛伐他汀5mg／kg、高脂饲料、标准饲料。实验前和实验后3周、6周、9周检测三酰甘油（TG）、胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）。第7周和第9周进行CT检查。进行动脉和肝脏病理学检测。结果①TG、TC、LDL-C、HDL-C：A组、B组、C组饲养后TG、TC、LDL-C明显升高（P〈0．05）,A组和B组TG、TC、LDL-C低于C组（P〈0．05）,A组TG、HDL-C、LDL-C优于B组（P〈0．05）。②CT检查：饲养后7周、9周,A、B、C组CT值明显下降,比较有显著性差异（P〈0．05）,A组高于B组、C组（P〈0．01）,B组高于C组（P〈0．01）。③主动脉病理学：C组严重的大面积AS,A组和B组AS面积和程度显著低于C组（P〈0．01）。④肝脏病理学：A组、B组、C组肝脏弥漫性肿大,边缘钝而厚,灰黄色,A组较B组、C组肝脏色泽红润、肿大程度轻。A组2／3以上肝细胞发生脂肪样变。B、C组肝脏脂肪样变几乎为100％。结论肝脏CT值与AS的程度有一定的关系,可作为AS程度的量化指标,对指导实验过程有一定的价值。     

Cdc42作为功能性因子调控纤维化

细胞分裂周期蛋白42(cell division control protein 42 homolog,Cdc42)是一种Rho蛋白家族的小GTPase,可与GTP或GDP结合并在其活性型或失活型之间的转换充当"分子开关",参与了细胞黏附、迁移与极化的过程。纤维化是引起器官功能丧失的重要原因之一,有许多不同的机制可以导致纤维化。以往的研究表明,Cdc42与癌症、心血管疾病、神经退行性病变等有密切的联系,却未提及Cdc42与纤维化之间存在的直接联系。该文总结最新的研究成果,讨论了Cdc42与肝、肾、肺以及心血管纤维化的关系。除此之外,该文也阐述了Cdc42通过细胞黏附迁移、上皮–间质转化等途径导致纤维化的具体机制,以及Cdc42介导的信号通路在纤维化过程中发挥的作用,同时还致力于研究各类关键因子之间的联系及与Rho蛋白质家族的"交谈(crosstalk)",更进一步完善了纤维化发生机制,并提出针对Cdc42的靶向治疗方式,以拓宽纤维化的治疗方案。     

肝脏特异性miR-122的分子生物学特性及功能

miR-122是在肝脏特异高表达的一种microRNA。研究表明：生理状态下,miR-122 在调控肝脏的细胞发育、诱导细胞分化、调节细胞代谢、参与肝细胞应急应答等生命活动过程中发挥重要作用;而在病理状态下,miR-122 与丙型肝炎病毒（HCV）和肝细胞肝癌（HCC）密切相关,可能促进HCV RNA 复制,并在HCC发生、发展过程中发挥抑癌基因样作用,可能对HCC 临床诊断和预后具有重要价值。鉴于miR-122 参与调控肝脏生理及肝脏重大疾病的发生、发展等过程,文章详细阐述并讨论miR-122 在肝脏中的生物学特性和功能,以及可能的作用机制。肝脏特异性miR-122 有可能作为治疗人类肝脏疾病的关键靶点。     

沙漠干热环境腹部肠管火器伤后肝脏COX-2的表达与肝细胞凋亡的关系研究

目的：探讨沙漠干热环境下猪腹部肠管火器伤后肝脏环氧化酶-2（COX-2）的表达与肝细胞凋亡之间的关系。方法：沙漠干热环境组和常温环境组各42头长白仔猪随机等分为对照组和伤后1h、2h、4h、8h、12h和24h组7个时间组,实验各组在建立腹部肠管火器伤模型后,用免疫组化图像分析法测定各组肝组织COX-2的表达,采用TUNEL法观察肝细胞凋亡情况,并检测血清ALT的变化。结果：沙漠干热环境组和常温环境组中各实验组COX-2表达水平及肝细胞凋亡率均明显高于对照组（P〈0．01）;在沙漠干热环境组,各实验组肝脏COX-2表达水平明显高于相对应的常温组（P〈0．01）,肝细胞凋亡率在1h、2h、4h、8h明显高于相对应的常温组（P〈0．05或P〈0．01）;肝脏COX-2的表达水平和肝细胞凋亡率在沙漠干热环境组和常温组中的第1个高峰值均出现在伤后2h组,沙漠干热环境组的第2个高峰值出现在伤后8h组,而常温环境组的第2个高峰出现在伤后12h组;血清ALT的变化趋势与COX-2的表达及细胞凋亡的趋势相似,肝脏COX-2表达水平和肝细胞凋亡率在沙漠干热环境组和常温环境组均具有相关性,相关系数分别为0．973和0．945,（P〈0．01）。结论：沙漠干热环境腹部肠管火器伤后肝脏COX-2的水平明显高于常温组,COX-2的表达与肝细胞凋亡的变化趋势一致,且密切相关,提示在沙漠干热环境腹部肠管火器伤后COX-2可能通过促进肝细胞凋亡在继发性肝脏损害过程中起重要作用。     

SKA1通过Cdc42介导高尔基体堆叠调控胰腺癌细胞侵袭与转移

目的：探讨SKA1调控胰腺导管腺癌（PDAC）侵袭与转移的分子机制。方法：利用免疫组化染色法检测胰腺导管腺癌组织样本及癌旁组织中SKA1与下游分子Cdc42的表达水平、用免疫印迹方法在不同胰腺癌细胞系及正常胰腺导管上皮细胞中进行验证;利用慢病毒转染技术构建SKA1稳定敲减和过表达的胰腺癌细胞株;利用免疫荧光方法检测PDAC细胞内SKA1敲低或过表达对高尔基体结构的影响,及Cdc42抑制剂ZCL278对高尔基体结构变化的调控;并利用Transwell实验及细胞划痕实验检测ZCL278对SKA1促癌作用的影响;应用免疫印迹方法检测SKA1及Cdc42表达对自噬标志物的影响。结果：在胰腺导管腺癌组织与细胞中SKA1与Cdc42表达均显著高于正常组织或细胞,且二者表达呈显著正相关;并且发现SKA1低表达的患者具有更长的总体生存期,而Cdc42表达高低与总体生存期无关。接着我们发现SKA1可促进PDAC细胞内高尔基体堆叠,并且在SKA1过表达的细胞中Cdc42抑制剂ZCL278可以抑制这种堆叠现象。进一步我们发现抑制Cdc42可逆转SKA1过表达对胰腺癌侵袭与转移的促进效应,具有统计学差异,而在...     

Rho小G蛋白相关激酶的结构与功能

Rho小G蛋白家族是Ras超家族成员之一,人类Rho小G蛋白包括20个成员,研究最清楚的有RhoA、Rac1和Cdc42。Rho小G蛋白参与了诸如细胞骨架调节、细胞移动、细胞增殖、细胞周期调控等重要的生物学过程。在这些生物学过程的调节中,Rho小G蛋白的下游效应蛋白质如蛋白激酶（p21-activated kinase,PAK）、ROCK（Rho-kinase）、PKN（protein kinase novel）和MRCK（myotonin-related Cdc42-binding kinase）发挥了不可或缺的作用。迄今研究发现,PAK可调节细胞骨架动力学和细胞运动,另外,PAK通过MAPK（mitogen-activated protein kinases）参与转录、细胞凋亡和幸存通路及细胞周期进程;ROCK与肌动蛋白应力纤维介导黏附复合物的形成及与细胞周期进程的调节有关;哺乳动物的PKN与RhoA/B/C相互作用介导细胞骨架调节;MRCK与细胞骨架重排、细胞核转动、微管组织中心再定位、细胞移动和癌细胞侵袭等有关。该文简要介绍Rho小G蛋白下游激酶PAK、ROCK、PKN和MRCK的结构及其在细胞骨架调节中的功能,重点总结它们在真核细胞周期调控中的作用,尤其是在癌细胞周期进程中所发挥的作用,为寻找癌症治疗的新靶点提供理论依据。     

BXSB小鼠肝脏可诱导共刺激因子的表达

目的观察可诱导共刺激因子（inducible co—Stimulator factor,ICOS）在BXSB狼疮小鼠肝脏的表达,探索这种共刺激分子在狼疮肝损害中的可能作用机制。方法以8周龄正常C57BL／6雄性小鼠作对照,用免疫组化及实时PCR方法,检测ICOS在8、16周周龄雄性BXSB小鼠肝脏的表达。结果①正常组鼠肝组织未见明显ICOS染色,8、16周龄BXSB4,鼠肝组织ICOS阳性细胞位于肝小叶的肝血窦或／和窦周隙内,较平均分布;8周BXSB组、16周BXSB组ICOS mRNA表达水平（4．39±0．89,5．24±0．74）均较正常对照组（1．07±0．08）明显升高（P〈0．01）,16NBXSB组的ICOS mRNA表达水平与8周BXSB组无显著性差异（P〉0．05）;结论BXSB小鼠肝损害的发病、疾病的活动可能与ICOS的分布及在肝脏的表达增加有关。     

异常黑胆质肝癌移植模型大鼠Rho/Rock信号通路相关分子表达研究

目的:探讨异常黑胆质证肝癌移植模型大鼠Rho/Rock信号通路相关分子的蛋白表达,诠释异常黑胆质肿瘤高发的分子生物学基础。方法:采用足底电击、干寒饲料、铁管制动等多种因素刺激21 d建立异常黑胆质证大鼠模型,在此基础上通过肝内注射walker-256瘤细胞建立异常黑胆质大鼠肝癌移植模型,观察其肝脏组织形态结构变化,并采用Western Blot法检测大鼠肝脏相关蛋白的表达变化。结果:异黑肿瘤组肝脏组织形成明显癌巢,与对照组相比癌旁组织肝索结构紊乱,癌细胞向肝小叶深部迁移;异常黑胆质成熟剂给药组癌细胞崩解、凋亡,胶原纤维增生,癌旁肝索重构。与对照组相比,肿瘤组Cdc42和Rock2蛋白表达均明显增加(P0.05),异黑肿瘤组Cdc42、Rac1、Rock1、Rock2和Myl1蛋白表达明显增加(P0.05);与异黑肿瘤组相比,异常黑胆质成熟剂(ASM)给药组Cdc42、Rac1、Rock1、Rock2和Myl1蛋白表达呈剂量依赖性降低(P0.05),且与对照组无显著差异。结论:异常黑胆质证肝癌移植模型可能与Rho/Rock信号通路分子通过调控肌动蛋白收缩引起的肿瘤细胞侵袭、转移生物学行为等作用有关,异常黑胆质成熟剂可能通过下调Rho/Rock信号通路分子使损伤的组织形态逆转。     

敲除Nrf2促进高脂饮食诱导小鼠肝脏NF-kB的活化

目的：氧化应激和炎症反应是NASH进展的关键因素,同时二者之间存在着密切关系,而转录因子Nrf2和NF-kB分别是氧化应激和炎症信号通路的关键调控靶点,因此,研究Nrf2对高脂饮食诱导小鼠肝脏NF-kB信号通路的影响,对探讨NASH进展具有重要的意义。方法：雄性野生型（WT）和Nrf2基因敲除（Nrf2-/-）ICR小鼠各10只,随机分为WT对照组（Control）、Nrf2-/-对照组（KO）、WT高脂饮食组（HFD）和Nrf2-/-高脂饮食组（KOHFD）（n=5）。喂养8周后,观察肝脏光镜下改变,检测肝脏GSH、MDA、TNFα和IL-6水平。Western-Blot检测肝脏NF-kB蛋白表达水平,观察敲除Nrf2对肝脏NF-kB活性作用的影响。结果：1.光镜下观察,Control组与KO组小鼠肝脏结构无明显变化,HFD组小鼠肝脏呈现大片脂肪沉积和炎症细胞浸润,KOHFD组小鼠肝脏则呈现明显的大泡性变性,且炎症细胞浸润较HFD组明显加重;2.与Control组相比,KO组小鼠肝脏MDA轻度升高,GSH轻度降低,但无明显差异,而HFD组和KOHFD组小鼠肝脏MDA显著升高（P〈0.05）,GSH显著降低（P〈0.05）,且KOHFD组MDA明显高于HFD组（P〈0.05）,GSH明显低于HFD组（P〈0.05）。3.ELISA结果显示,与Control组相比,KO组小鼠肝脏TNFα和IL-6分泌轻度增加,而HFD组和KOHFD组小鼠肝脏TNFα与IL-6水平显著升高（P〈0.05）,且KOHFD组小鼠肝脏TNFα与IL-6显著高于HFD组（P〈0.05）;4.Western-Blot结果显示,Control组和KO组之间无明显差异,而KOHFD组和HFD组小鼠肝脏胞核NF-kB蛋白表达水平显著升高,且KOHFD组高于HFD组。结论：敲除Nrf2可以显著加重高脂饮食诱导的小鼠肝脏氧化应激水平,进而促进NF-kB的活化,从而为通过以Nrf2为靶点治疗NASH提供重要的实验依据。     

80％门静脉结扎后肝脏组织中MMP-9的表达与肝再生作用的相关性研究

目的：探讨基质金属蛋白酶-9（MMP-9）在大鼠80％门静脉分支结扎模型中大鼠增生肝脏组织中的表达及其与肝再生作用的关系。方法：健康SD雄性大鼠48只,随机平均分成假手术对照组（Sham）和门静脉结扎实验组（PVL）。观察术后1、3、7和14d保留侧肝叶重量／体重比值;下腔静脉采血后检测血清谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）值的变化;光镜下观察保留侧肝脏组织的病理形态变化;用免疫组化法检测增殖细胞核抗原（Proliferating cell nuclear antigen,PCNA）的表达,用免疫印记法检测MMP-9的表达,并进行统计分析。结果：80％门静脉分支结扎后,结扎侧肝叶呈进行性萎缩,保留侧肝叶重量／体重比值逐渐增加,7d达“平台期”;与对照纽明显不同,PVL组的ALT、AST的值在1h达到高峰,7d后回到正常水平;保留侧肝脏组织中PCNA阳性细胞计数与对照组比较,3d开始表述增强（P〈0．05）,7d以后逐渐恢复至正常水平（P〉0．05）;保留侧肝叶MMP-9蛋白的表达在术后3d开始增加,术后7d达到高峰。结论：MMP-9蛋白的表达在80％门静脉结扎后大鼠肝再生过程中发挥重要作用。     

维生素E拮抗急性二(噁)英对小鼠肝脏细胞色素P450酶和抗氧化物酶基因转录的影响

为了探讨维生素E对急性2,3,7,8-四氯代二苯并二噁英（TCDD）染毒小鼠肝脏细胞色素P450酶（CYP450）基因和抗氧化物酶基因转录的影响,我们设计了对照组、TCDD（30μg／kg）染毒组和染毒同时给予100mg／kg维生素E组（实验组）3组实验。用Real—Time PCR法检测小鼠细胞色素P450酶1A1、1A2、181、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）基因表达的变化。结果显示：1）急性TCDD染毒小鼠肝脏细胞色素P450酶1A1、1A2、181mRNA水平与对照组相比明显升高,100mg／kg的维生素E具有部分拮抗肝脏细胞色素P450酶1A1、1A2、181 mRNA水平升高的作用;2）急性TCDD染毒小鼠肝脏SOD和GSH-PX mRNA水平呈现降低的趋势,CAT的mRNA水平明显降低,染毒并给予100mg／kg维生素E,SOD和CATmRNA水平与染毒组相比明显升高,GSH．PxmRNA水平也有升高的趋势。上述结果表明：TCDD能影响或部分影响小鼠肝脏细胞色素P450酶1A1、1A2、181、SOD、CAT、GSH-Px的基因转录,而维生素E能在一定程度上缓解TCDD的作用[动物学报54（6）：1038—1043,2008]。     

四氯化碳亚急性染毒大鼠肝脏脂质过氧化的分析

本文观察了经腹腔注射四氯化碳（每次４００ｍｇ／ｋｇｂ．ｗ,每周三次）亚急性染毒大鼠注药１、２、３周时肝脏的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活力及脂质过氧化物—丙二醛含量的变化,结果发现四氯化碳亚急性染毒大鼠肝脏中上述的抗氧化酶活性在三个时间组均比对照组低（Ｐ＜０．０１）,同时,丙二醛含量均高于对照组（Ｐ＜０．０１及０．０５）,提示四氯化碳亚急性染毒大鼠肝脏抗氧化酶活性受四氯化碳毒性所抑制,同时出现肝脏脂质过氧化并造成肝损害     

不同性别及长期运动对大鼠肝脏羟自由基代谢与脂质过氧化作用的影响

目的：观察长期运动对大鼠肝脏自由基的影响,及不同性别间可能的差异。方法：SD大鼠随机分为雄性运动组（MEG）,雄性静息组（MSG）,雌性运动组（FEG）,雌性静息组（FSG）。运动组游泳每天2小时,每周游泳5d（休息2d）,持续3个月。期满后检测肝脏OH·及MDA水平,并分析性别差异。结果：抑制OH·能力FEG（18．78±2．77U／mg pro）显著高于FSG（1g．36±3．94U／mg pro）（P〈0．01）,MEG（16．56±3．44U／mg pro）显著高于MSG（12．85±2．00U／mg pro）（P〈0．05）;MDA含量FEG（0．499±0．095nmol／mg pro）显著低于FSG（0．625±0．073nmol／mg pro）（P〈0．01）,MEG与MSG之间无显著差异;肝脏OH·与MDA水平无显著相关。结论：长期运动可降低雌雄大鼠肝脏OH·含量,无性别差异;降低雌性但不影响雄性肝脏脂质过氧化水平,性别差异明显。     

肝脏发育相关信号通路

肝脏发育从肝芽的出现开始,到肝祖细胞的形成,接着肝祖细胞的增殖、分化和迁移,直至最后器官的形成,经历了复杂的细胞信号调控过程。本文综述了肝脏发育过程中常见的信号调控作用,包括成纤维生长因子(fibroblast growth factor,FGF)、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)、β-转化生长因子(transforming growth factor-β,TGF-β)、肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)和Wnt等信号通路,并重点讨论了在胚胎阶段调控肝脏发育的信号途径以及肝细胞和胆管细胞发育成熟过程中的信号因子作用,最后对肝脏再生相关的信号调控进行了简要介绍。