窖蛋白-1与乳腺癌

 窖蛋白(caveolin)是分子量为21～24 kD的整合膜蛋白,是胞膜窖(caveolae)的标志性结构分子.目前已克隆并鉴定出窖蛋白基因家族的3个成员：窖蛋白-1,窖蛋白-2和窖蛋白-3.其中窖蛋白-1参与细胞内的许多生命活动,如胆固醇的运输,细胞膜的组装,细胞信号传导,细胞周期调控,细胞转化和肿瘤形成.窖蛋白-1还可以与转录因子相互作用,调节相关基因的表达,抑制肿瘤发生.另外,在乳腺癌、前列腺癌、胃癌、肝癌等多种恶性肿瘤中均发现窖蛋白-1的异常;近年来发现,窖蛋白-1与乳腺上皮细胞转化和乳腺癌发生密切相关.本文概括介绍了窖蛋白-1的结构特点、窖蛋白-1介导的信号通路及与乳腺癌发生的关系方面的研究进展.     

窖蛋白-1通过增强氧连接的N-乙酰葡糖胺糖基转移酶表达诱导小鼠肝癌细胞的迁移和侵袭

窖蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)是胞膜窖的主要结构和功能蛋白质,参与调控多种细胞信号转导过程.然而,Cav-1调节蛋白质糖基化修饰和肿瘤转移作用机制尚不明确.本研究在小鼠肝癌细胞中证明,Cav-1能够促进蛋白质的氧连接的N-乙酰葡糖胺(O-linked N-acetylglucosamine,O-Glc-...     

窖蛋白-1在细胞增殖和肝再生中的作用

窖蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)是组成胞膜窖(caveolae)的主要功能蛋白.作为质膜上的独立结构,胞膜窖参与多种细胞活动,如胆固醇运输、信号转导以及细胞膜的组装等.通常,窖蛋白-1可以通过其N端的窖蛋白脚手架区(caveolin scaffolding domain,CSD)寡聚细胞外信号激酶(Erk1/2)的上游蛋白,抑制Erk1/2的活化,从而抑制细胞增殖和肿瘤转移.新近研究表明,窖蛋白-1通过促进甘油三酯的储存和利用而对肝再生起重要的调控作用.因此,窖蛋白-1可能是调控肝实质细胞增殖的关键蛋白.     

窖蛋白-1、基质金属蛋白酶-2与乳腺肿瘤的侵袭和转移

窖蛋白(caveolin)是分子量为21～24 kD的整合膜蛋白,是胞膜窖(caveolae)的标志性结构分子,其家族成员窖蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)参与细胞内许多重要的生命活动.近来研究发现,窖蛋白-1与乳腺上皮细胞转化及乳腺癌的发生密切相关.基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)是基质降解代谢的主要酶类,几乎能降解细胞外基质和基底膜的所有成分,其家族成员明胶酶A(MMP-2)在乳腺癌的浸润和转移过程中起重要作用.新近发现,窖蛋白-1与基质金属蛋白酶-2在胞膜窖中共定位,窖蛋白-1通过抑制基质金属蛋白酶-2的激活来抑制乳腺癌的侵袭和转移,起到肿瘤抑制因子的作用.本文对窖蛋白-1与基质金属蛋白酶-2各自在乳腺肿瘤侵袭转移中的作用及两者关系的研究进行综述.     

Cavins: 胞膜窖相关蛋白新视野

胞膜窖 (Caveolae) 是细胞膜内陷形成的一种特殊的脂筏结构,含有丰富的胆固醇和鞘磷脂,并在调节细胞信号转导中发挥重要作用。大量的研究显示caveolae相关蛋白窖蛋白 (Caveolins) 在维持caveolae的结构及其功能的调节中发挥重要作用。然而,最近研究发现caveolae的形成同样需要另一类蛋白家族cavins蛋白家族的参与。此外,cavins蛋白家族成员之一cavin-1能够与caveolins主要成员窖蛋白-1 (Caveolin-1) 相互作用参与调节caveolae的结构和功能。文中将就近年来cavins与caveolins的关系及其在调节caveolae中的作用进行综述。     

斑马鱼窖蛋白-1基因cDNA克隆及功能初步研究

窖蛋白-1(Cav-1)是胞膜窖的主要结构蛋白, 可与多种信号分子相互作用, 调节细胞的增殖、分化和凋亡, 其异常表达与多种人体疾病的发生和发展密切相关, 而在斑马鱼发育中的功能尚不很清楚。研究克隆出斑马鱼窖蛋白-1基因两个亚型的全长cDNA, 与其他物种窖蛋白-1的氨基酸序列进行比较, 发现该蛋白在脊椎动物中非常保守。利用逆转录多聚酶链反应检测发现, 在斑马鱼多个成年组织中窖蛋白-1的两个亚型均有转录表达。利用胚胎整体原位杂交检测组织或器官特异基因的时空表达变化发现, 过表达或利用Morpholino反义寡聚核苷酸(MO)抑制cav-1α的表达可影响脊索和体节的发育, 而过表达或MO抑制cav-1β可导致肝脏发育的异常;此外, 过表达或MO抑制cav-1α或-1β均可影响斑马鱼神经系统的发育。因此, 斑马鱼Cav-1在维持组织器官的生理功能和调控胚胎的正常发育中起着重要作用。       

窖蛋白-1在干细胞增殖、分化及组织修复中的作用

干细胞(stem cell)是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞.在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞,是组织修复和再生的重要资源.胞膜窖(caveolae)是细胞膜内陷形成的一种特殊的脂筏结构, 含有丰富的胆固醇和鞘磷脂,在调节细胞內吞作用、蛋白质转运及细胞的信号转导中发挥重要作用.窖蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)是组成胞膜窖的主要功能蛋白质,它不但参与胞膜窖的形成,在胆固醇平衡、膜泡运输等方面也发挥重要作用.最新研究发现,Cav-1在干细胞的增殖、分化及组织修复中发挥一定的作用.这里将Cav-1在干细胞中的主要作用进行综述     

miR-145通过靶向吞噬和细胞活力蛋白1抑制乳腺癌细胞侵袭

吞噬和细胞活力蛋白1（engulfment and cell motility protein 1,ELMO1）可以促进多种癌细胞的侵袭和转移,但ELMO1的表达是否受miRNA的调控鲜有研究。本研究旨在探讨miR-145与ELMO1表达的相关性,以及miR-145通过结合ELMO1的mRNA对乳腺癌侵袭的影响。通过TargetScan (http://www.targetscan.org/)靶基因预测软件预测与ELMO1的3′UTR结合的miR-145。荧光素酶结果证实两者互补结合。Transwell侵袭结果显示,miR-145组和siELMO1+miR-145组MDA-231乳腺癌细胞穿膜数较对照组分别降低40%（P＜0.05）和79%（P＜0.05）。siELMO1+miR-145组和siELMO1组细胞穿膜数则无显著差异（P>0.05）。结果提示,miR-145通过与ELMO1的mRNA结合抑制细胞侵袭。qRT-PCR显示,低侵袭的MCF-7乳腺癌细胞miR-145的表达量较高侵袭的MDA-435细胞高80%（P＜0.05）,较MDA-231乳腺癌细胞高75%（P＜0.05）,即miR-145与癌细胞侵袭能力呈负相关。Western印迹结果表明,miR-145组ELMO1表达量低于阴性对照组,miR-145 抑制组ELMO1表达量高于抑制剂NC组（P＜0.05）,证明miR-145抑制ELMO1的表达。qRT-PCR显示,过表达miR-145后ELMO1 mRNA含量与对照组无显著差异（P>0.05）。结果提示,miR-145对ELMO1的调控作用通过抑制其翻译实现。F-肌动蛋白聚合实验表明,miR-145组和阴性对照组于20 s和60 s时F-肌动蛋白聚合结果存在明显区别（P＜0.05）。Western 印迹结果表明,miR-145组活化的Rac1表达量较阴性对照组降低60%（P<0.05）,抑制剂NC组活化的Rac1较miR-145 抑制组降低55%（P<0.05）;miR-145组磷酸化的整合素β1较对照组于15 min时降低42%（P<0.05）,于30 min时降低31%（P<0.05）。由此得出的miR-145过表达显著促进乳腺癌细胞F-肌动蛋白聚合、Rac1活化和整合素β1磷酸化结论。综上所述,miR-145通过靶向ELMO1的 mRNA抑制ELMO1翻译,从而抑制乳腺癌的侵袭。     

miR-145通过靶向吞噬和细胞活力蛋白1抑制乳腺癌细胞侵袭

吞噬和细胞活力蛋白1（engulfment and cell motility protein 1,ELMO1）可以促进多种癌细胞的侵袭和转移,但ELMO1的表达是否受miRNA的调控鲜有研究。本研究旨在探讨miR-145与ELMO1表达的相关性,以及miR-145通过结合ELMO1的mRNA对乳腺癌侵袭的影响。通过TargetScan (http://www.targetscan.org/)靶基因预测软件预测与ELMO1的3′UTR结合的miR-145。荧光素酶结果证实两者互补结合。Transwell侵袭结果显示,miR-145组和siELMO1+miR-145组MDA-231乳腺癌细胞穿膜数较对照组分别降低40%（P＜0.05）和79%（P＜0.05）。siELMO1+miR-145组和siELMO1组细胞穿膜数则无显著差异（P>0.05）。结果提示,miR-145通过与ELMO1的mRNA结合抑制细胞侵袭。qRT-PCR显示,低侵袭的MCF-7乳腺癌细胞miR-145的表达量较高侵袭的MDA-435细胞高80%（P＜0.05）,较MDA-231乳腺癌细胞高75%（P＜0.05）,即miR-145与癌细胞侵袭能力呈负相关。Western印迹结果表明,miR-145组ELMO1表达量低于阴性对照组,miR-145 抑制组ELMO1表达量高于抑制剂NC组（P＜0.05）,证明miR-145抑制ELMO1的表达。qRT-PCR显示,过表达miR-145后ELMO1 mRNA含量与对照组无显著差异（P>0.05）。结果提示,miR-145对ELMO1的调控作用通过抑制其翻译实现。F-肌动蛋白聚合实验表明,miR-145组和阴性对照组于20 s和60 s时F-肌动蛋白聚合结果存在明显区别（P＜0.05）。Western 印迹结果表明,miR-145组活化的Rac1表达量较阴性对照组降低60%（P<0.05）,抑制剂NC组活化的Rac1较miR-145 抑制组降低55%（P<0.05）;miR-145组磷酸化的整合素β1较对照组于15 min时降低42%（P<0.05）,于30 min时降低31%（P<0.05）。由此得出的miR-145过表达显著促进乳腺癌细胞F-肌动蛋白聚合、Rac1活化和整合素β1磷酸化结论。综上所述,miR-145通过靶向ELMO1的 mRNA抑制ELMO1翻译,从而抑制乳腺癌的侵袭。     

窖蛋白-3及其与人类肌肉疾病的关系

窖蛋白-3(caveolin-3,Cav-3)是整合在窖上的肌细胞特异性蛋白质。人cav-3基因定位于3p25,其主要突变包括跨膜区的错义突变及支架区的染色体微缺失,所导致的表现型包括肢带型肌营养不良(1imb-girdle muscular dystrophy-1C,LGMD-1C)、杜氏肌营养不良(Duchenne muscular dystrophy,DMD)、自发性和家族性高CK血症(hyper CKemia,HCK)、末端肌病(distal myopathy,DM)和波形肌肉疾病(rippling muscle disease．RMD)等。Cav-3不仅与肌肉营养不良症相关,也是维持心脏正常功能的必要因素。     

caveolin-1 mRNA在小鼠牙发育过程中的表达

目的:检测caveolin-1基因mRNA在小鼠牙发育不同时期间充质细胞中的表达,初步探讨caveolin-1在小鼠牙胚发育过程中的作用。方法:以E9.5第一鳃弓间充质细胞及E16.5下颌第一磨牙牙胚细胞作为研究发育机制的模型,应用RT-PCR技术检测caveolin-1 mRNA的表达。结果:caveolin-1 mRNA在两种细胞中均有表达,其在牙胚细胞中的表达水平高于第一鳃弓间充质细胞。结论:caveolin-1可能在牙发育过程中发挥作用。     

Caveolin-1促进乳癌Hs578T耐药细胞株侵袭和转移

通过基因转染技术培育caveolin-1过表达乳癌HS578T耐药细胞株Hs578T/Dox cav-1和空载体细胞株Hs578T/Dox vector,探讨caveolin-1蛋白对耐药肿瘤细胞体内和体外侵袭转移能力的影响.由于caveolin-1表达的增加,Hs578T/Dox cav-1细胞形态变为长梭形,伪足更长而伸展,其粘附能力高于空载体Hs578T/Dox vector细胞株((0.897±0.163)vs(0.633±0.053),P<0.01).侵袭小室试验发现,Hs578T/Dox cav-1侵袭转移能力增强,培养6h迁徙进入微孔膜的细胞数比Hs578T/Dox vector细胞株明显增多((107.8±10.9)vs(80.8±8.07),P<0.01),侵袭破坏matrigel基质蛋白胶进入膜内的细胞数也明显增多((68.8±9.88)vs(25.6±5.41),P<0.01).悬浮培养的Hs578T/Dox cav-1细胞比Hs578T/Dox vector细胞更容易聚集,形成相对较致密的细胞团块,24h检测流式细胞凋亡指数下降((8.79±1.54)%vs(16.42±1.42)%,P<0.01).这表明其具有更强的抗失巢凋亡和继续生存的能力,为循环转移的肿瘤细胞定植前取了更多时间.Hs578T/Dox vector细胞在裸鼠皮下种植成瘤试验中不能成瘤,而Hs578T/Dox cav-1细胞接种15只裸鼠,全部形成肿瘤,平均直径(0.8±0.45)cm.发现一只成瘤裸鼠双肺可见瘤样肿块转移.HE病理组织染色见肿瘤细胞弥漫性分布,细胞核异型性明显.上述结果表明,caveolin-1对Hs578T耐药肿瘤细胞侵袭、转移和成瘤性具有明显的促进作用.     

特异小干扰RNA敲除PLK1基因的表达

为研究特异小干扰RNA（siRNA）作用于大肠癌细胞株SW480中PLK1 (Polo-like kinase 1)基因表达的mRNA对该细胞分裂生长的影响,设计了对应于PLK1基因表达mRNA不同位点的10种特异siRNA,经化学合成后,用脂质体转染SW480细胞,实时定量PCR检测PLK1基因的表达,观察不同的siRNA作用强度,并计数细胞了解相应细胞的生长情况,western-blot观察PLK1表达蛋白的变化和流式细胞计数分析细胞周期改变。发现10种siRNA均可敲除PLK1基因表达的20 %以上,其中P1、P4和P9 3组敲除mRNA达80 ％以上,这3种siRNA及其混合物对PLK1基因mRNA的作用具有相应浓度效应,在25 nmol/L时达到最佳作用效果,而且相同浓度的混合物作用效果更好（超过95%）,PLK1表达蛋白质明显降低,细胞周期在G2期受到阻碍。72 h后的各种siRNA浓度下细胞生长变化与PLK1基因的mRNA水平变化相一致。结果表明化学合成的特异siRNA对SW480细胞中PLK1基因表达具有消除作用,混合物作用更强,在细胞水平上抑制了SW480细胞的分裂生长。     

Caveolin-1抑制胰腺癌细胞PANC1的体内外生长和增殖

窖蛋白-1(caveolin-1)是胞膜窖(caveolae)中重要的结构和功能蛋白.Caveolin-1参与细胞的多种生命活动并与恶性肿瘤的发生相关.为探讨caveolin-1对胰腺癌细胞PANC1的体外增殖、迁移、侵袭以及裸鼠体内成瘤能力的影响,通过基因转染技术培育caveolin-1过表达细胞株PANC1/cav-1作为实验组,转染空载体细胞株PANC1/vector作为对照组,采用RT-PCR及Western blot方法检测caveolin-1的表达量,流式细胞术分析细胞周期,软琼脂细胞克隆实验检测细胞增殖能力,侵袭小室实验检测癌细胞迁移和侵袭的能力,建立裸鼠皮下种植瘤模型并检测肿瘤组织的增殖与凋亡.PANC1/cav-1中的caveolin-1表达稳定,表达量明显高于对照组细胞株和亲本细胞株(P<0.01),细胞周期检测显示大量PANC1/cav-1细胞被抑制于G0/G1期,caveolin-1抑制PANC1的增殖,迁移和侵袭能力.在裸鼠的体内实验中,caveolin-1显著抑制PANC1细胞在裸鼠体内的生长,Ki-67染色和TUNEL染色表明在PANC1细胞中过表达caveolin-1,可以抑制肿瘤增殖并诱导肿瘤凋亡.上述结果表明,caveolin-1可能通过对胰腺癌细胞周期的影响(抑制于G0/G1期),抑制胰腺癌PANC1细胞在体内外的增殖、迁移和侵袭,并导致肿瘤凋亡.     

Caveolin-1: an ambiguous partner in cell signalling and cancer

Caveolae are small plasma membrane invaginations that have been implicated in a variety of functions including transcytosis, potocytosis and cholesterol transport and signal transduction. The major protein component of this compartment is a family of proteins called caveolins. Experimental data obtained in knockout mice have provided unequivocal evidence for a requirement of caveolins to generate morphologically detectable caveolae structures. However, expression of caveolins is not sufficient per seto assure the presence of these structures. With respect to other roles attributed to caveolins in the regulation of cellular function, insights are even less clear. Here we will consider, more specifically, the data concerning the ambiguous roles ascribed to caveolin-1 in signal transduction and cancer. In particular, evidence indicating that caveolin-1 function is cell context dependent will be discussed.     

Caveolin-1 regulates human trabecular meshwork cell adhesion,endocytosis, and autophagy

Impaired trabecular meshwork (TM) outflow is implicated in the pathogenesis of primary open-angle glaucoma (POAG). We previously identified the association of a caveolin-1 (CAV1) variant with POAG by genome-wide association study. Here we report a study of CAV1 knockout (KO) effect on human TM cell properties. We generated human CAV1-KO TM cells by CRISPR/Cas9 technology, and we found that the CAV1-KO TM cells less adhered to the surface coating than the wildtype TM cells by 69.34% ( P < 0.05), but showed no difference in apoptosis. Higher endocytosis ability of dextran and transferrin was also observed in the CAV1-KO TM cells (4.37 and 1.89-fold respectively, P < 0.001), compared to the wildtype TM cells. Moreover, the CAV1-KO TM cells had higher expression of extracellular matrix-degrading enzyme genes ( ADMTS13 and MMP14) as well as autophagy-related genes ( ATG7 and BECN1) and protein (LC3B-II) than the wildtype TM cells. In summary, results from this study showed that the CAV1-KO TM cells have reduced adhesion with higher extracellular matrix-degrading enzyme expression, but increased endocytosis and autophagy activities, indicating that CAV1 could be involved in the regulation of adhesion, endocytosis, and autophagy in human TM cells.     

小窝蛋白-1在细胞衰老及衰老相关疾病中的作用

胞膜小窝(caveolae)是细胞质膜内陷所形成的囊状结构.小窝蛋白(caveolin)是胞膜小窝区别于其它脂筏结构的特征性蛋白分子,维持胞膜小窝的结构和功能,包括3个家族成员小窝蛋白-1、小窝蛋白-2和小窝蛋白-3.其中,小窝蛋白-1是参与胆固醇平衡、分子运输和跨膜信号发放事件的主要结构成分,从而调节细胞的生长、发育和增殖．小窝蛋白-1在细胞衰老中起着重要调控作用,主要通过p53-p21及p16-Rb信号通路抑制细胞增殖、酪氨酸激酶的级联反应,调控粘连信号级联、胰岛素信号及雌激素信号系统等途径调控衰老进程．衰老过程中不同器官小窝蛋白-1变化趋势不尽一致．近年研究还发现,小窝蛋白-1与神经系统退行性疾病、糖尿病、动脉粥样硬化等衰老相关疾病密切相关,通过调节多条信号通路参与这些疾病的发生发展．本文结合最新研究进展,对小窝蛋白-1在细胞衰老进程的作用及参与衰老相关疾病进行综述．     

小窝蛋白-1在免疫调节中的作用

小窝（caveolae）是一类特殊的膜脂筏,富含鞘磷脂和胆固醇。小窝蛋白-1（caveolin-1）是小窝的标志蛋白质,分子量约22 kD。后者不但直接参与小窝结构的形成、膜泡运输、胆固醇稳态维持,还通过其脚手架结构域（caveolin scaffolding domain,CSD）与众多信号分子相互作用调控细胞的生长、发育和分化,最终影响机体的生理和病理过程。近年发现,小窝蛋白-1和胞膜窖不但存在于内皮细胞、脂肪细胞、血管平滑肌细胞和纤维细胞中,还广泛表达于免疫细胞中,参与调节免疫细胞活化引起的炎症应答反应。本文结合最新的研究进展和前期结果,简要综述小窝蛋白-1在巨噬细胞、T细胞、B细胞以及中性粒细胞等免疫细胞内的调节作用,以及在细菌感染如绿脓杆菌、沙门氏菌和克雷伯杆菌的炎症中的信号转导研究进展。     

Expression and Localization of Caveolin-1, and the Presence of Membrane Rafts, in Mouse and Guinea Pig Spermatozoa

In somatic cells, caveolin-1 plays several roles in membrane dynamics, including organization of detergent-insoluble lipid rafts, trafficking of cholesterol, and anchoring of signaling molecules. Events in sperm capacitation and fertilization require similar cellular functions, suggesting a possible role for caveolin-1 in spermatozoa. Immunoblot analysis demonstrated that caveolin-1 was indeed present in developing mouse male germ cells and both mouse and guinea pig spermatozoa. In mature spermatozoa, caveolin-1 was enriched in a Triton X-100-insoluble membrane fraction, as well as in membrane subdomains separable by means of their light buoyant densities through sucrose density gradient centrifugation. These data indicated the presence of membrane rafts enriched in caveolin-1 in spermatozoa. Indirect immunofluorescence analysis revealed caveolin-1 in the regions of the acrosome and flagellum in sperm of both species. Confocal immunofluorescence analysis of developing mouse male germ cells demonstrated partial co-localization with a marker for the acrosome. Furthermore, syntaxin-2, a protein involved in acrosomal exocytosis, was present in both raft and nonraft fractions in mature sperm. Together, these data indicated that sperm membranes possess distinct raft subdomains, and that caveolin-1 localized to regions appropriate for involvement with acrosomal biogenesis and exocytosis, as well as signaling pathways regulating such processes as capacitation and flagellar motility.