热休克蛋白70:生物学功能与作用机制研究进展

热休克蛋白是一类广泛存在于原核生物和真核生物体内且结构上高度保守的蛋白质。有机体在应激条件下,为克服压力会诱导其表达,因此,热休克蛋白又被称为应激蛋白。作为进化上最保守的蛋白质之一,热休克蛋白70 (heat shock protein 70, Hsp70)是生物细胞中含量最高的一种热休克蛋白,可诱导性最强,具有多种生物学功能,因此,又被称为主要热休克蛋白。由于蛋白质是细胞重要成分之一,几乎涉及所有的生物学过程,Hsp70家族成员控制着细胞蛋白质稳态的所有方面,因此,Hsp70一直是科学研究的热点之一。该文概括了近年来Hsp70的生物学功能和作用机制研究进展,并对该领域的研究进行了展望。     

应用蛋白质组学和RNAi技术筛选鼻咽癌细胞中p53功能相关蛋白质

为了阐明鼻咽癌中高表达的p53蛋白聚集与失活的机制,高通量地检测与p53功能相关的蛋白质,首先采用RNA干扰(RNAi)技术稳定沉默鼻咽癌细胞系CNE2的p53基因表达,然后用蛋白质组技术研究稳定沉默该基因对鼻咽癌蛋白质表达谱的影响.通过对稳定干扰p53基因后鼻咽癌细胞系CNE2的蛋白质表达谱改变的研究,用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析和电喷雾串联质谱(ESI-Q-TOF-MS)验证鉴定了22个差异表达蛋白质.在这些差异表达蛋白质中,有些是已经报道的p53功能相关蛋白质,如热休克蛋白27(HSP27)、异质性胞核核糖核蛋白K(hnRNPK)、14-3-3σ等,其他可能是新的p53功能相关蛋白质,如eIF4B、TPT1、hnRNPH3、SFRS1等.部分差异表达蛋白质如HSP27、14-3-3σ和GRP75经蛋白质印迹分析技术进行了验证,同时pcDNA3.1-FLAG-p53质粒转染CNE2细胞引起了HSP27、14-3-3σ表达下调,GRP75表达上调.在鼻咽癌细胞中鉴定的22个差异表达蛋白质大致可以分为5类,包括信号传导相关蛋白质、分子伴侣、与转录和翻译相关蛋白质、代谢相关蛋白和细胞结构相关蛋白质,涉及到细胞周期的调控、分子基因表达调控、细胞黏附、细胞代谢等众多事件,它们可能作为p53功能相关蛋白质,为阐明鼻咽癌中p53蛋白聚集及失活的机制提供了重要依据和线索.     

Hsp70 对低氧大鼠海马DG 区神经细胞p53、p-p38 表达的研究

目的:探讨热休克蛋白70(HSP70)高表达对低氧大鼠海马DG区神经细胞p53、p-p38表达的影响。方法:将大鼠海马DG区神经细胞在41℃温浴1h诱导HSP70高表达,然后低氧培养,Western-blot检测细胞HSP70、p53、p-p38的表达。结果:温浴可以诱导HSP70高表达;HSP70高表达可抑制p53和p-p38表达。结论:HSP70保护低氧诱导的细胞凋亡可能与抑制p53和p-p38表达有关。     

热激蛋白Hsp72促进热休克下HuR对p21CIP1的调控作用

RNA结合蛋白HuR可以结合并调控靶标mRNA稳定性与翻译,但影响HuR 结合活性的因素有待探讨。本研究从蛋白质-蛋白质相互作用角度对影响HuR 与RNA结合活性的因素做了探讨。结果发现,热激蛋白Hsp72在细胞浆与HuR相互作用并促进HuR与p21 (KIP1) 3′UTR（3′非翻译区）的结合; 热休克下Hsp72总蛋白质及细胞浆蛋白质水平上调、但HuR总蛋白质及细胞浆蛋白质水平不变|热休克下HuR与p21 3′UTR的相互作用加强、p21蛋白及mRNA水平上调。上述结果提示,Hsp72可通过与HuR相互作用促进后者与p21 mRNA的结合,进而加强热休克下HuR对p21的表达的促进作用。这些结果为进一步解析HuR的生物学作用机制提供了实验依据。     

热对成骨和破骨细胞影响及热休克蛋白和因子参与调节的研究进展

热物理因素在骨疾病的治疗、骨再生修复过程中的应用及对成骨细胞影响重要性的认识不断被深化,一定温度热处理可促进成骨细胞分化,热休克蛋白及热休克因子参与细胞保护与分化.但目前尚未阐明热对成骨细胞与破骨细胞偶联关系的影响及热休克蛋白70(HSP70)和热休克因子2(HSF2)对成骨细胞RANKL的调节机制.探明该影响及调节机制可能成为揭示热物理干预影响骨转化的关键所在之一.     

p62蛋白的分子功能及其在疾病中的研究进展

螯合体1(SQSTM1/p62)是一种选择性自噬接头蛋白,在清除待降解蛋白、维持细胞内蛋白质稳态中发挥重要的调控作用。p62蛋白具有多个功能结构域,介导与多种蛋白质发生相互作用进而精确调节特定的信号通路,从而将p62蛋白与氧化防御系统、炎症反应和营养感知等重要生命过程联系起来。研究表明p62的突变或者表达异常与多种疾病的发生发展过程密切相关,包括神经退行性疾病、肿瘤、感染性疾病、遗传性疾病以及慢性疾病等。本文综述了p62蛋白的结构特征、分子功能,并系统介绍其在蛋白质稳态和信号通路调控中的多种功能,总结了p62在疾病发生发展中的复杂性与多面性,以期为p62蛋白的功能与相关疾病研究提供参考。     

热休克蛋白与自身免疫病相关研究进展

热休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)是动物体内一类热应激蛋白,是机体受到高热或其他理化生物等因素刺激时产生的特殊蛋白质。HSPs与自身免疫病的发生发展有着密切关系,在正常生理状态下,HSPs可以在天然免疫反应和适应性免疫反应中分别发挥作用,以帮助机体应对过激环境;而在异常病理条件下,HSPs可参与多种自身免疫病的发生发展。重点概述了HSP22、HSP27、HSP60、HSP70、HSP90与几种常见自身免疫病的相关作用。     

鼻咽癌细胞中p53相互作用蛋白质的分离和鉴定

鼻咽癌中p53基因突变罕见,但绝大部分鼻咽癌中存在p53蛋白过表达/聚集且功能失活.然而,到目前为止p53蛋白失活的机制仍然不清楚.为揭示鼻咽癌中p53蛋白功能失活的机制,采用免疫共沉淀技术分别富集鼻咽癌细胞系HNE1和HNE2的p53结合蛋白,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）对免疫沉淀复合物进行分离,从胶中切取p53结合蛋白条带,胶内酶解后进行电喷雾串联质谱（LC-ESI-MS/MS）分析,得到相应的肽序列标签（peptide sequence tags, PST）,通过搜索数据库在鼻咽癌细胞系中鉴定了9个p53结合蛋白.分别是热休克蛋白70（HSP70）家族成员GRP-78和GRP-75、HSP90家族成员GRP-94、核纤层蛋白A/C （Lamin A/C）、α-actinin 4、Ezrin/Cytovillin、DNA复制准许因子/MCM3蛋白(DNA replication licensing factor/minichromosome maintenance 3 protein, MCM3)、CD98/4F2 heavy chain和蛋白激酶C（PKC）.并用免疫共沉淀和蛋白质印迹分析技术对HNE₁细胞蛋白条带3鉴定的p53相互作用蛋白之一HSP78进行了验证.首次在鼻咽癌细胞中鉴定了9个p53结合蛋白,为阐明鼻咽癌中p53蛋白聚集及失活的机制提供了重要依据和线索.     

副监护子CHIP与神经退行性疾病

CHIP属于连接酶类,具有E3泛素连接酶活性,参与能量代谢途径和新陈代谢。包括阿尔茨海默病(Alzheimer'sdisease,AD)、帕金森病(Parkinson'sdisease,PD)、亨廷顿病(Huntington'sdisease,HD)等在内的神经退行性疾病的主要病理学特征之一——细胞中异常蛋白的聚集,如tau蛋白和α-突触核蛋白等,副监护子CHIP与分子伴侣,如Hsc70/Hsp70、Hsp90等相互作用对这些异常蛋白的产生具有调节作用。最近研究表明,CHIP改变了Hsc70和Hsp90介导调节的信号通路中蛋白折叠和降解的平衡,参与细胞内蛋白质的质量控制;Hsp70/CHIP伴侣系统在tau蛋白生物学和tau蛋白病理学机制中具有重要作用;CHIP可以作为α-突触核蛋白蛋白酶体降解途径和溶酶体降解途径的分子开关。这些研究进展对于进一步揭示神经退行性疾病的发病机制和研制新一代治疗药物具有重要的作用。     

热休克蛋白对细胞凋亡的调控作用

热休克蛋白属于细胞内分子伴侣蛋白,除涉及细胞内一些蛋白质分子构象和稳定性的调节之外,热休克蛋白对细胞应激、代谢、增殖以及凋亡等生理过程均具有重要的调控作用。研究表明热休克蛋白对细胞凋亡的调控机制是复杂的,可直接作用于与凋亡相关的蛋白质,也可以通过影响细胞信号传递而间接影响凋亡的发生。由于热休克蛋白对细胞凋亡的调控机制大多依赖于其分子伴侣功能,阻断热休克蛋白的伴侣功能已经成为研究药物诱导肿瘤细胞凋亡的重要靶点。     

MDM2/MDMX异二聚体及MDMX磷酸化调控p53的研究进展

p53作为肿瘤抑制因子在维持机体内稳态和抑制肿瘤发生发展中起到关键作用。超过半数的人类肿瘤中都存在p53的突变。突变的p53具有"获得性功能",反而促进肿瘤的发生、转移和耐药。MDM2和MDMX是两个最主要的p53负调控蛋白,二者是同源蛋白,可以独自或以异二聚体的方式调控p53。在多种刺激信号下,MDM2/MDMX异二聚体对p53的负调控作用被抑制,使得p53活化进而激活下游复杂的信号网络,维持细胞内稳态。磷酸化修饰是MDMX调节的重要方式之一,对其自身的稳定性、核定位以及与MDM2、p53的相互作用均有影响。该文对以上内容进行简要综述,并对现有治疗靶标和小分子化合物进行讨论,为进一步开发新的有效的肿瘤治疗策略提供思路。     

热休克蛋白的产生,分布及功能

生物体在各种应激条件下,诸如高温、缺氧、机体损伤、接触某些重金属离子和其它化学物质时,都可能引起的一种生理效应,称之为“热休克反应”(heat shock response)。在热休克反应过程中,细胞内正常蛋白质合成关闭,热休克基因(heat shock gene)的转录被激活,并诱导产生一组特殊蛋白质——热休克蛋白(heat shock proteins,HSP)。     

序列特异的双链RNA可解除CHIP对TGF-β信号通路的抑制作用

根据热休克蛋白Hsc70C端结合蛋白CHIP(carboxylterminusofHsc70 interactingprotein ,CHIP)cDNA上特异序列合成寡核苷酸片段 ,以pBS U6为载体 ,构建产生CHIPdsRNA (doublestrandedRNA ,dsRNA)的表达质粒pBS U6 CHIPi .免疫印迹和免疫染色结果显示 ,pBS U6 CHIPi可以高效、特异地抑制哺乳动物细胞内CHIP基因的表达 .为进一步研究CHIP在TGF β信号通路中的调控作用 ,利用pBS U6 CHIPi从细胞水平上封闭CHIP基因表达 ,观察TGF β介导的基因转录活性的变化 .荧光素酶报告分析 (luciferaseassay)结果显示 ,CHIP明显抑制TGF β介导的下游基因的转录活性 ,而转染pBS U6 CHIPi能有效解除CHIP的抑制作用 ,从而提高TGF β信号通路转录水平 ,从逆向角度进一步验证了CHIP在TGF β信号途径中可能具有抑制性的调控功能     

利用条件基因沉默系统研究CHIP对TGF-β信号通路的调控

根据条件基因敲除技术和基因沉默的理论,构建了可被CRE操控的条件基因沉默系统,并应用其研究分子伴侣相互作用蛋白CHIP(C-terminus of Hsc70-interacting protein)对TGF-β信号通路的调控．RT-PCR和免疫印迹结果显示,pLoxP/CHIPi与CRE相互作用后,可以有效地降低内源CHIP的mRNA水平,减少外源和内源CHIP的蛋白质量．荧光素酶报告系统分析表明,条件基因沉默能解除CHIP对TGF-β信号通路的抑制性调控,增强TGF-β信号通路的转录活性．结果表明,CRE依赖的条件基因沉默系统具有高效性、特异性,并通过它反向验证了CHIP对TGF-β信号通路的抑制性调控,为进一步研究与CHIP相关的TGF-β信号通路所致疾病的发生机理提供了有效工具．     

Hsp70在神经退行性疾病中的作用机制研究进展

热休克蛋白Hsp70 (heat shock protein 70, Hsp70)是一类广泛存在的分子伴侣。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease)、帕金森病(Parkinson’s disease)等神经退行性疾病共同的病理特征是错误折叠的蛋白质(包括Tau、α-突触核蛋白、TDP-43、朊蛋白和多聚谷氨酰胺蛋白)形成有毒性的寡聚体或淀粉样纤维。大量的研究表明,Hsp70可以调控这些蛋白质的代谢进程,包括将错误折叠的蛋白质重折叠、抑制蛋白质聚集以及降解错误折叠的蛋白质。Hsp70在发挥功能时需要相对应的辅助分子伴侣的帮助。该文详细论述了Hsp70抑制Tau蛋白病、α-突触核蛋白病、TDP-43蛋白病、传染性海绵状脑病以及多聚谷氨酰胺疾病的作用机制,重点阐述了Hsp70对神经退行性疾病中错误折叠蛋白质聚集和毒性的抑制作用,并讨论和展望了Hsp70在神经退行性疾病的治疗中存在的挑战和机遇。     

Hsp70在病毒复制中的作用

热休克蛋白70(Heat shock protein 70, Hsp70)是一种在进化上高度保守的分子伴侣蛋白,参与蛋白质的合成、折叠、组装及降解等过程,还参与细胞抗逆境胁迫的响应,对细胞蛋白内稳态（Protein homeostasis）的维持和生物体健康具有重要作用。研究表明,Hsp70对病毒的感染和复制也发挥重要作用。本文就Hsp70的结构、Hsp70对病毒复制的促进及抑制作用进行综述,以期更深入地阐明Hsp70发挥作用的分子机制并为寻找以Hsp70为靶点的抗病毒药物提供新的理论依据及思路。     

转录因子AP-2beta和p53蛋白相互作用的研究

转录因子p53与AP-2基因家族成员AP-2beta发生突变后,均会导致个体出现相应的疾病。本文首先利用两个重组质粒p CMV-HA-p53和p Myc-AP-2beta,转染永生化的胚胎肾细胞HEK293(野生型),在细胞中表达相应蛋白质。通过免疫共沉淀实验证明AP-2beta和p53蛋白在体内可以相互作用。并将梯度增加的p MycAP-2beta质粒及等量p CMV-HA-p53质粒转染到HEK293细胞,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳实验证明AP-2beta能正向调控p53蛋白的表达。为了进一步探讨AP-2beta与p53的作用机制,利用蛋白质合成抑制剂CHX(cycloheximide)处理转染了AP-2beta与p53表达质粒的细胞,实验结果说明,AP-2beta能增加p53蛋白的稳定性来调控p53的表达。     

热休克蛋白70的结构和功能

热休克蛋白70(HSP70)是进化上高度保守的一种的蛋白质,具有多种生物学功能,包括分子伴侣功能,具有细胞保护及抗细胞凋亡功能,参与免疫调节,以及在病毒感染与疾病研究中也有重要作用。本文着重对HSP70的结构和功能研究的进展作一综述。     

HSP70 和P53 蛋白在甲状腺乳头状癌中的表达 及其与临床病理特征的关系

目的:探讨热休克蛋白70(HSP70)和P53蛋白在甲状腺乳头状癌组织中的表达及其与临床病理特征的关系。方法:应用免疫组织化学Envision法检测35例甲状腺乳头状癌组织、15例甲状腺良性病变组织及15例正常甲状腺组织中HSP70和P53蛋白的表达,分析HSP70和P53蛋白的表达与甲状腺乳头状癌临床病理学特征的关系。结果:甲状腺乳头状癌组织中HSP7O和P53阳性表达率明显高于甲状腺良性病变组织及正常甲状腺组织(P<0.01)。HSP7O在甲状腺乳头状癌组织中的表达与是否有颈部淋巴结转移、浸润深度以及AJCC分期密切相关(P<0.01),而与年龄、性别、肿瘤的大小以及分化程度无关(P>0.05)。P53在PTC组织中的表达与组织分化程度、是否有淋巴结转移、浸润深度以及AJCC分期密切相关(P<0.01),而与年龄、性别、肿瘤的大小无关(P>0.05)。HSP70和P53蛋白在PTC组织中的表达呈正相关性(r=0.679,P<0.01)。结论:HSP70和p53蛋白在PTC中均呈高表达,并有协同作用,两者可作为预测PTC的生物学行为和预后的参考指标。     

热休克蛋白-多肽复合物在肿瘤和传染性疾病免疫中的作用

热休克蛋白家族中的许多成员如gp96\,HSP90\,HSP70等具有排斥和治疗肿瘤及传染性疾病的免疫原性,进一步研究发现热休克蛋白作为分子伴侣可结合细胞中的肽库,它本身没有抗原性,抗原性由结合的短肽所决定。热休克蛋白将结合的短肽呈递给I类MHC分子,进而激活特异性CTL和记忆性T细胞,引发机体细胞免疫反应。据最新发现gp96还可能有与MHC一样的功能,可直接将结合的多肽抗原呈递给T细胞。近年来对哺乳动物的二种主要热休克蛋白gp96和HSP70的免疫机制和作为治疗性疫苗的优越性进行了详细研究,这为乙型肝炎和乙肝继发性肝癌的免疫治疗提供了新思路。