小分子G蛋白R-Ras介导的细胞信号转导通路及其生物学功能

R-Ras属于小分子G蛋白Ras超家族,在细胞信号转导通路中起着分子开关的作用,具有调控细胞黏附、促进细胞凋亡、抑制细胞运动、调节细胞形态等多种生物学功能。R-Ras和Ras家族的其他成员一样,结合GTP时处于激活状态,即信号通路开启状态,能够与下游因子相互作用;通过上游信号的调节及其下游效应物,将胞外信号转导到胞内,调节细胞的相关生物学功能。最近的研究提示R-Ras与乳腺癌等肿瘤的发生具有相关性,对其深入研究有可能为肿瘤发生机制的阐明提供分子基础。我们对R-Ras介导的细胞信号转导通路及其生物学功能进行简要综述。     

Eps15同源结构域包含蛋白2通过调控Cyclin D1-CDK4-pRb信号轴影响食管鳞癌细胞的增殖

微丝结合蛋白是微丝细胞骨架的重要组成成分,它们通过促进微丝的聚合和解聚来影响微丝的动力学。大量研究已经表明,微丝和微丝结合蛋白参与细胞癌变的所有阶段。我们通过对食管癌蛋白质组数据挖掘结果显示,微丝结合蛋白Eps15同源结构域包含蛋白2(EHD2)在食管癌组织中低表达,且EHD2低表达的食管癌患者预后不良。以往的研究已经证明,EHD2参与调控糖代谢、自噬和肿瘤迁移。然而,EHD2在食管癌进展中的作用和机制仍不清楚。本研究旨在探究EHD2在食管鳞癌细胞中的影响及其作用机制。免疫荧光和细胞组分分离结果显示,EHD2 不仅定位于细胞膜和细胞质,还存在于细胞核中。使用克隆形成实验、EdU细胞增殖实验和细胞流式术检测EHD2对食管鳞癌细胞增殖能力的影响。结果显示,过表达EHD2 和EHD2-3×NLS(核定位信号)抑制食管鳞癌细胞增殖和细胞周期G₁/S转换;同时,双荧光素报告基因结果显示,过表达EHD2 和EHD2-3×NLS抑制Wnt 信号通路活性。而siRNA敲降则获得相反的结果。免疫共沉淀和Duolink-PLA实验证明,EHD2与Wnt信号通路关键分子β-连环蛋白(β-catenin)和T细胞因子3(T-cell factor 3,TCF3)相互作用。蛋白质印迹和荧光定量PCR结果证实,过表达EHD2 和EHD2-3×NLS抑制TCF3下游与增殖和细胞周期相关的靶基因的转录,以及细胞周期蛋白D1(cyclin D1)、细胞周期蛋白激酶4(CDK4)和pRb的蛋白质表达。以上结果表明,核EHD2与β-catenin和TCF3 复合体相互作用,通过Cyclin D1-CDK4-pRb信号轴来调控食管鳞癌细胞的增殖和细胞周期进程。     

果蝇羊浆膜细胞形态发生所需的Rho信号通路组分的RNAi筛选

细胞形态的形成与维持与其执行的生物学功能息息相关,其中微丝作为细胞骨架,是细胞形态的决定性因素之一。小G蛋白Rho家族是控制微丝的重要信号分子。然而Rho蛋白的不同种类,以及上游的RhoGEF和RhoGAP如何协同调控细胞形态,目前还缺乏系统研究。该研究以果蝇的羊浆膜细胞为模型,通过组织特异性表达RNAi,对Rho家族及其上游信号分子进行遗传筛选。结果显示, Rho1并未参与到羊浆膜细胞形态发生的过程中,同属Rho亚家族的RhoL、RhoBTB, Rac亚家族的Mtl,以及Cdc42是Rho活性的主要来源。通过敲降果蝇的26个RhoGEF和22个RhoGAP,进一步发现了若干重要的羊浆膜发育调控因子,其中在羊浆膜组织中敲降RhoGAP19D导致的胚胎死亡率接近100%。该研究通过RNAi遗传筛选,鉴定出一系列在羊浆膜发育过程中影响微丝的关键因子,为下一步的研究提供线索。     

皮动蛋白及微丝相关蛋白2/3复合物介导的细胞运动的分子机制

皮动蛋白(cortactin)是一种含有特殊重复序列结构域的微丝肌动蛋白结合蛋白,它直接参与了细胞皮层(cortex)微丝细胞骨架的组建。它又是细胞内Src类酪氨酸蛋白激酶的主要底物之一,代表了一类高度保守的胞内皮层信号蛋白质家族。近几年来,对于细胞运动分子机制的研究取得很大进展,利用组织培养细胞进行的体外实验证明。皮动蛋白能够活化微丝相关蛋白2／3复合物(actin related protein 2／3 complex,Arp2／3 complex),调控皮层微丝细胞骨架的组装,在细胞运动过程中具有重要作用。     

肌动蛋白相关蛋白2/3复合体的结构、功能与调节

微丝参与了细胞形态维持及细胞运动等多种重要的细胞过程。微丝由肌动蛋白单体组装而成 ,肌动蛋白相关蛋白 2 / 3(Arp2 /Arp3,Arp2 / 3)复合体在微丝形成过程中起重要作用。Arp2 / 3复合体由 7个亚单位组成 ,在细胞内受到多种核化促进因子的调节 ,并与这些因子协同作用来调节肌动蛋白的核化。Arp2 / 3复合体结构、功能及调节的研究对于阐明微丝形成机制及细胞骨架与某些信号分子的关系有重要意义。     

EB 病毒LMP1 在肿瘤研究中的进展

EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)是具有致瘤潜能的疱疹病毒,与多种恶性肿瘤的发生相关。EB病毒编码的潜伏性膜蛋白1(Latent membrane protein-1,LMP1)作为其主要的致瘤蛋白,能通过细胞内多种信号传导通路,调节和控制细胞的生长、增殖、分化、迁移与凋亡,从而在癌变的发生和发展过程中发挥重要的作用。本文主要就LMP1的结构、生物学功能、介导的信号通路及其与肿瘤关系的相关进展做一阐述。     

Notch的结构、功能和相关信号通路

Notch是广泛存在于细胞表面介导细胞间信号传递的一类高度保守的受体蛋白。Notch信号通路是通过细胞间相互作用来调节生物体生长发育的一个十分保守的信号通路。Notch信号通路在脊椎动物和无脊椎动物的发育过程中,对细胞命运的决定、神经系统的发育、器官的形成及体节的发生都有重要的作用。特别是在免疫系统和肿瘤发生中也起着极为重要的作用。目前,Notch信号已经成为发育生物学、细胞生物学、免疫学及血液学等多个领域的研究热点之一。本文就Notch信号通路的组成、调节作用机制及该通路与个体发育之间的联系作一综述。     

大B细胞性淋巴瘤化疗敏感性相关蛋白类型及信号通路的生物信息学研究

目的:筛选化疗敏感性不同大B细胞淋巴瘤中差异表达蛋白,并分析其类型和相关信号通路,为淋巴瘤化疗敏感性的研究提供重要的靶蛋白。方法:通过肿瘤药物敏感试验选取化疗高敏感性和低敏感性大B细胞淋巴瘤组织,进行蛋白质组学比较研究后得出差异表达蛋白;应用GO-分析软件对差异表达蛋白进行分类和关系分析。结果:将大B细胞淋巴瘤化疗高敏感组和化疗低敏感组蛋白质经二维凝胶电泳分离的差异表达蛋白通过质谱和生物信息学分析鉴定的蛋白点52个,按生化过程分为12种蛋白,其中与代谢过程有关的蛋白最多,其次是细胞过程蛋白;按信号通路分为20余条信号通路包括凋亡信号通路、细胞周期相关通路等。按分子功能分为9类蛋白,其中结合相关蛋白最多,其次是催化活性蛋白,第三为结构蛋白。按蛋白功能分为钙结合蛋白、水解酶、氧化还原酶、磷酸酶等。按细胞内定位分为细胞外区、细胞内、核糖核蛋白复合体三类蛋白,其中细胞内蛋白数量最多,其次是核糖核蛋白复合体。根据信号通路网络图,所有差异表达蛋白以三个复杂网络区为主和四个较为简单联系网络区。结论:大B细胞性淋巴瘤的化疗敏感性与多种蛋白功能和多条信号通路的改变有关,信号通路间也存在复杂的联系。     

mTOR信号通路与衰老相关疾病

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,在调节细胞的生长、增殖和存活中起着重要的作用。mTOR信号通路失调与许多衰老相关重大疾病如神经退行性病变、代谢综合征、肿瘤、心血管疾病等的发生发展密切相关,故对mTOR信号通路在衰老及衰老相关疾病中的作用机制的研究,对于揭示衰老及衰老相关疾病的发生机制具有重要意义,并为研发以mTOR信号通路为靶点的抗衰老及衰老相关疾病的治疗药物提供新策略。     

REV感染DF-1细胞分泌外体的生物信息学分析

该研究探讨了REV感染DF-1细胞分泌外体携带表达差异的蛋白质和微RNA(micro RNA,mi RNA),及其基因功能和参与的信号通路,为病毒致病机制研究提供了基础。通过蛋白组学和转录组学检测技术,筛选病毒感染组与对照组DF-1细胞分泌外体的差异蛋白质和mi RNA,并利用在线软件数据库对其进行GO功能富集和KEGG信号通路分析。结果筛选到101个差异表达蛋白质,其中56个表达上调,45个表达下调,共参与155条信号通路,参与蛋白质最多的是肿瘤相关通路;并筛选到3个表达上调的mi RNA,其中mi RNA-155、mi RNA-146a-3p编码的靶蛋白(整合蛋白)与差异蛋白质肌动蛋白相关2/3复合体(actinrelated 2/3 complexs,Arp2/3)共同参与肌动蛋白细胞骨架信号通路;差异蛋白质及mi RNA编码靶基因均含有病毒成分,并参与细胞信号转导、免疫、黏附、运动、生物调节等过程。该研究结果表明,REV感染DF-1细胞来源外体表达差异的蛋白质和mi RNA及其参与的生物学过程和信号通路与肿瘤形成密切相关,外体途径可能在REV致瘤机制中具有重要作用。     

花斑裸鲤红细胞发育相关基因KLF17启动子区域互作蛋白筛选

为了进一步解析鱼类在高原低氧环境下的适应性进化机制,确定相关基因KLF17是否在红细胞发育过程中发挥功能。将高原裂腹鱼亚科鱼类的代表物种——花斑裸鲤(Gymnocypris eckloni)作为实验对象,以实验室前期花斑裸鲤全基因组测序数据为基础,鉴定出红细胞发育相关基因KLF17启动子序列,以其启动子DNA为诱饵,对花斑裸鲤肾脏组织蛋白进行筛选,采用LC-MS/MS技术对候选结合蛋白进行鉴定分析,并进行生物信息学分析。结果表明,在花斑裸鲤肾脏组织中共筛选到576个与KLF17启动子区域特异性结合的蛋白,去除未能鉴定到的蛋白,共有306个候选结合蛋白,其中包括真核翻译起始因子2、细胞色素P450酶、转铁蛋白、含Ⅰ型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶、丙酮酸脱氢酶、红细胞膜蛋白带4.1蛋白等与红细胞或造血相关的蛋白。GO功能富集分析表明,这些候选结合蛋白涉及多种生物学功能,包括参与细胞生长、细胞周期、免疫反应、信号传导、核酸与转录因子结合等过程。KEGG通路分析表明,以上蛋白参与多条信号通路,包括氨基酸代谢通路、细胞凋亡信号通路、PPAR信号通路、Hippo信号通路、细胞色素P45...     

RIP3蛋白的研究进展

受体相互作用蛋白-3是丝/苏氨酸蛋白激酶家族成员（RIPs）之一,该蛋白家族作为细胞重要应激传感分子,在调控细胞存活、细胞凋亡和细胞坏死通路中发挥重要作用.近年研究发现,RIP3参与肿瘤坏死因子TNF-α诱导的细胞程序性坏死生物学过程,是TNF-α诱导的细胞凋亡与坏死不同死亡途径转换的关键开关分子.本文就RIP3分子的发现、结构特点、细胞亚定位、生理功能及其分子机制进行综述,并对RIP3分子的研究进行了展望.     

利用邻近细胞遗传学技术揭示哺乳动物体内细胞间相互作用

细胞与细胞之间的交流和相互作用是多细胞生物的一项基本特征,解析细胞之间的相互作用对于深入了解多种生物学过程及其调控机制具有重要意义。但是目前领域内缺乏研究体内细胞互作的技术手段。该团队将人工合成Notch信号通路(synNotch)技术与传统遗传学手段相结合,建立了邻近细胞遗传学技术,用于监测细胞间相互作用并永久示踪接触过的细胞。通过构建表达synNotch通路的遗传工具小鼠,该团队在两种不同类型细胞中分别表达synNotch配体蛋白和受体蛋白,当相邻细胞配体和受体特异结合后, synNotch信号通路被激活从而开启下游报告基因原件的表达,实现遗传标记和永久示踪受体细胞。该团队利用邻近细胞遗传学技术揭示了心脏中心肌细胞和内皮细胞,以及肿瘤中肿瘤细胞和内皮细胞之间的动态相互作用。邻近细胞遗传学技术可以解决众多与细胞相互作用相关的重要科学问题,有助于开拓新的细胞互作研究方向。     

尼古丁调控细胞凋亡的分子机制

尼古丁是烟草中生物碱的主要成分,其生物学作用广泛。尼古丁参与影响神经系统、呼吸系统和心血管系统等重要器官的发育,并与癌症的发生有着密切的关系。尼古丁通过对细胞凋亡的调控,发挥其生物学作用。现对尼古丁调控细胞凋亡相关的各种信号通路及其分子机制进行综述。     

植物DREPP基因家族研究进展

发育调节质膜多肽(DREPP)蛋白是一类与质膜相关的植物特异性蛋白, 具有结合磷脂酰肌醇磷酸(PtdInsP_s)、Ca ²⁺/钙调蛋白(CaM)复合物、微管和微丝等多种功能, 在植物生长发育与逆境(低温和干旱等)应答过程中发挥重要作用。该文综述了植物DREPP家族成员的组成、蛋白质序列特征及其在发育与逆境应答过程中的生物学功能, 以期为深入认识DREPP参与的信号调控网络提供帮助。     

植物DREPP基因家族研究进展

发育调节质膜多肽(DREPP)蛋白是一类与质膜相关的植物特异性蛋白, 具有结合磷脂酰肌醇磷酸(PtdInsP_s)、Ca ²⁺/钙调蛋白(CaM)复合物、微管和微丝等多种功能, 在植物生长发育与逆境(低温和干旱等)应答过程中发挥重要作用。该文综述了植物DREPP家族成员的组成、蛋白质序列特征及其在发育与逆境应答过程中的生物学功能, 以期为深入认识DREPP参与的信号调控网络提供帮助。     

阿霉素诱导下的肝癌细胞HepG2中微小RNA差异表达分析

旨在研究阿霉素诱导引起的DNA损伤压力下,肝癌细胞Hep G2中参与DNA损伤应答的mi RNA,并分析这些mi RNA靶基因参与肝癌DNA损伤应答相关的生物学进程与通路。通过小RNA测序检测阿霉素处理肝癌细胞Hep G2前后mi RNA的差异表达情况,使用GO与KEGG通路富集方法对差异表达mi RNA靶基因进行功能富集分析。结果显示,共检测出显著表达差异mi RNA 68个,其中上调13个,下调55个。mi RNA靶基因的功能分析结果显示,53条mi RNAs靶基因显著富集于调控细胞增殖、细胞凋亡、细胞迁移和细胞周期等与DNA损伤应答以及肿瘤相关的生物进程和信号通路,包括p53信号通路、癌症通路、Wnt信号通路和MAPK信号通路等。研究表明,在阿霉素诱导下,Hep G2中的差异表达mi RNAs与DNA损伤相关的肿瘤生物学进程以及信号通路显著相关,预示这些mi RNAs在阿霉素引发的肝细胞癌DNA损伤应答中起着重要的作用。     

光遗传学技术用于调控细胞信号通路的研究

光遗传学技术结合蛋白的遗传学表达与激光的光控和成像,可实现对细胞内特定信号通路分子的快速激活与调控,在细胞生物学的研究中具有广阔的应用前景。至今为止,越来越多的光控元件被发现,它们具备不同的结构特征及光反应特性,极大的扩展了光遗传学技术的生物医学应用。该综述将对不同种类的光控元件及其应用于活细胞中信号通路调控的研究进行总结。     

人脐带间充质干细胞神经向分化与去分化基因表达谱分析

目的用生物信息学方法从公共基因芯片数据库(GEO)中初步筛选出与人脐带间充质干细胞(h UC-MSCs)神经向分化和去分化相关的生物学功能和对应的信号通路,分析蛋白互作关系,为进一步开展h UC-MSCs神经向分化和去分化的实验研究提供指导信息。方法在公共基因芯片数据库GEO中搜寻h UC-MSCs神经向分化与去分化的基因芯片数据,用R和Bioconductor软件包进行统计学分析,筛选差异基因;用Gene Analytics在线分析工具进行GO分析和通路分析;用STRING数据库进行差异表达基因对应的蛋白互作关系分析。结果共筛选得到影响神经向分化和去分化过程的670个上调基因和1 458个下调基因;进一步对这些差异基因进行功能富集分析,发现上调过程的功能集中表现为促血管生成和细胞黏附,下调的生物学过程则主要和代谢相关;上调通路主要有与细胞增殖、分化、凋亡有关的ERK、血管生成和Akt等通路,下调通路主要有与细胞代谢和生物合成相关的萜类化合物骨架生物合成、Cholesterot Biosynthesis II和磷酸肌醇代谢等通路,其中特别的是,维持胚胎干细胞多能性的Nanog通路出现在下调通路中;蛋白互作网络分析发现,与血管生成、细胞黏附相关的蛋白VEGFA、IL-6、FGF2、MMP和IL-8有较高的degree值。结论影响h UC-MSCs神经向分化和去分化的因素很多,其中,促进血管生成、细胞黏附及细胞繁殖相关的基因、生物反应过程、信号通路及相关蛋白起着重要作用。上述基于生物信息学的筛查分析结果为进一步开展h UC-MSCs神经向分化与去分化实验研究提供了一定的参考信息。