PGC-1α及其在肌纤维类型转化中的作用

PGC-1α属于与能量代谢关系最密切的PGC-1转录辅助活化因子家族成员,最早在酵母双杂交体系中作为调控脂肪细胞分化的核受体PPARγ的辅激活因子被发现。PGC-1α在肌纤维类型转化中发挥重要作用,肌纤维类型及其组成是肌肉生长和肉品质形成的生物学基础,直接影响肌肉色泽、嫩度内脂肪含量。因此,研究PGC-1α在肌纤维类型转化中的调控作用,将为改善肉品质提供重要的理论依据。主要从PGC-1α的结构特点、作用特征及其在陆上动物和鱼类肌纤维类型转化中的最新进展等方面进行综述。     

FoxO调控细胞增殖、分化与凋亡

与细胞发育和代谢相关的转录因子中,2000年才正式发布并统一命名的Fox家族受到了研究者的高度重视,其广泛存在于从酵母到哺乳类的真核生物中.FoxO转录因子作为Fox家族主要成员,是INS/IGF-1信号通路中的关键因子,通过转录调控和信号转导途径在动物的生理调节、代谢和细胞周期等方面起重要作用.     

FoxO1转录因子及其翻译后修饰的生物学意义

FoxO1转录因子属于Fox家族成员,主要参与细胞凋亡、应激、DNA损伤/修复、肿瘤发生、血管生成和糖代谢等生命过程.PI-3K和Akt信号通路可磷酸化FoxO1,使其由胞核转运至胞质,导致转录活性灭活,从而抑制FoxO1所调控的下游基因表达.FoxO1的乙酰化可削弱FoxO1结合同源DNA序列的能力,同时加强FoxO1的磷酸化,进一步降低其转录活性.正是由于FoxO1本身的翻译后修饰可调节FoxO1的功能,使得其在肿瘤发生、免疫反应、细胞周期、分化、代谢、应激和凋亡中都起着重要的作用.本文对FoxO1及其翻译后修饰的生物学意义进行综述.     

FoxO1抑制猪骨骼肌MyHC Ⅰ的表达

为研究FoxO1与骨骼肌纤维类型之间的关系,本试验以大白猪为实验材料,利用RT-PCR和Western印迹技术,检测了FoxO1与肌纤维类型标志基因MyHCⅠ、MyHCⅡa、MyHCⅡb和MyHCⅡx在特定骨骼肌中的表达规律,以及调控肌纤维类型关键基因Mef2c和NFAT的表达,并用Wortmannin处理原代培养的猪骨骼肌成肌细胞,检测了FoxO1与肌纤维类型相关基因的表达.结果显示,FoxO1在不同骨骼肌类型中mRNA表达差异不显著(P0.05),其蛋白表达与MyHC各亚型显著相关.Wortmannin处理结果显示,在处理的第3和5d,FoxO1蛋白与MyHCⅡb,MyHCⅡx和NFAT表达显著正相关,而与MyHCⅠ,MyHCⅡa和Mef2c表达显著负相关.结果表明,FoxO1通过抑制MyHCⅠ的表达调控肌纤维类型.     

脂肪酸诱导胰岛β细胞凋亡过程中FoxO1对MTP的转录调控研究

目的研究微粒体甘油三酯转移蛋白MTP在脂肪酸诱导的胰岛B细胞凋亡过程中,转录水平受FoxO1调控的情况。方法脂肪酸处理胰岛8细胞系MIN6细胞,MTF和Hoechst染色检测细胞活力和凋亡情况;ReahimePCR检测MTP相对表达量;染色质免疫共沉淀技术检验FoxO1与肘即启动子区的结合情况;荧光素酶报告基因系统检测Fox01对MTP的转录调控情况。结果脂肪酸处理引起MIN6细胞活力下降、凋亡增加,使MIN6细胞中MTP mRNA水平上升;糖尿病模型小鼠胰岛中MTPmRNA水平上升;转录因子FoxO1的过表达可上调MTP的转录活性;ChIP—PCR结果显示FoxO1能与MZP的启动子区相结合。结论MTP在脂肪酸诱导胰岛B细胞凋亡的过程中,作为转录因子FoxO1的下游靶基因,转录水平受到FoxO1的调控。     

FoxO转录因子

FoxO家族是转录调节因子 ,也是INS IGF 1信号通路中的关键分子。FoxO基因在进化上高度保守 ,其氨基酸序列中含有 3个高度保守PKB磷酸化基序。FoxO受PI3K PKB磷酸化级联通路的调节 ,其活性与磷酸化状态直接相关。FoxO对细胞增殖、细胞凋亡等生理过程有重要调节作用 ,并可能在免疫系统发育中对免疫细胞的凋亡及亚群间的平衡起一定调节作用。     

转录调控因子Fox的功能及分子机制研究进展

Fox (Forkhead box)蛋白家族有19个亚族, 它们通过结合DNA, 激活或抑制目的基因的转录活性, 同时还能参与细胞信号转导、 细胞周期调控和新陈代谢的调节, 在生物体发育及其成熟的组织器官中均能发挥重要作用, 目前, 有关Fox蛋白家族的功能及分子机制已逐步成为免疫学、 遗传学、 医学以及肿瘤学领域的研究热点。本文综述了Fox家族成员的命名及分类、 蛋白结构及其DNA识别机制以及该家族成员如何参与Hh, TGF-β/SMAD, MAPK, Wnt/β-catenin和IGF信号通路的调控。Fox家族可调控线虫的咽、 果蝇的唾液腺以及哺乳动物的肝脏和眼睛等器官的发育, 能够影响细胞周期, 其家族成员FoxA可以和CREB、 GR结合调控新陈代谢。不同物种的Fox家族成员个数存在差异, 并且受到严格的进化选择。对其功能和分子进化机制进一步研究可为阐明生物的发育机理和人类疾病的防治提供新的思路。     

FoxO1的功能及其与人类疾病的关系

FoxO1是FoxO亚家族中发现最早的转录因子。PI3K/PKB信号通路主要通过调控FoxO1中的苏氨酸、丝氨酸以及赖氨酸残基的磷酸化修饰而使其穿梭于细胞核内外,最终导致FoxO1转录活性的改变。这种改变在机体细胞的增殖、凋亡、分化和抵抗氧化应激等方面发挥重要作用。对转录因子FoxO1在糖尿病、肿瘤及代谢疾病中的作用机制进行综述。     

JunD的结构功能特征及其在肿瘤发展中的作用

JunD是一种属于多功能激活剂蛋白-1（activating protein-1,AP-1) 家族的转录因子,可以激活或抑制多种靶基因的表达.在生长发育过程中,在各种细胞类型中都呈现出组成性表达.近20年的临床数据及分子生物学研究表明,JunD蛋白的功能受多个复杂过程调控,包括转录控制、转录后调节、蛋白质翻译后修饰及蛋白-蛋白相互作用等.JunD基因表达的精细调控及JunD蛋白与其它蛋白之间的相互作用可调节细胞增殖、分化和凋亡等过程.JunD蛋白活性异常会导致肿瘤、代谢及病毒类疾病的发生.JunD蛋白的转录激活及抑制受1个复杂调控网络调控,在这个网络调节下,JunD蛋白在细胞的生长调控过程中发挥重要作用.本文就JunD基因表达的调控机制及其与肿瘤之间关系的最新研究进展做一综述.     

高表达FoxO1抑制猪骨骼肌成肌细胞的分化

FoxO1(Forkhead box O1)是调控肌肉生长、代谢和细胞分化的重要转录因子,但其在成肌细胞分化中的作用还不甚清楚。为了研究FoxO1对哺乳动物成肌细胞分化的影响,以原代培养的长白仔猪成肌细胞作为实验材料,用2%马血清诱导分化,采用实时荧光定量PCR、Western blotting和脂质体转染等方法检测FoxO1及早期和晚期生肌调节因子MyoD和myogenin在猪成肌细胞分化过程中的表达变化。结果显示,在猪成肌细胞分化过程中,FoxO1mRNA表达量显著增加,但总蛋白量变化不显著,其磷酸化水平显著上调。同时,高表达FoxO1的猪成肌细胞中,生肌调节因子MyoD和myogenin mRNA表达受到显著抑制,而MyoD蛋白变化不显著,myogenin却显著下调(P0.05)。以上结果表明,FoxO1能够推迟猪成肌细胞的分化时间并抑制分化;同时推测,FoxO1可能通过抑制生肌调节因子的表达控制骨骼肌纤维类型的终末分化。     

Role of FoxO3a as a negative regulator of the cardiac myofibroblast conversion induced by TGF-β1

Cardiac fibroblasts (CFs) are necessary to maintain extracellular matrix (ECM) homeostasis in the heart. Normally, CFs are quiescent and secrete small amounts of ECM components, whereas, in pathological conditions, they differentiate into more active cells called cardiac myofibroblasts (CMF). CMF conversion is characteristic of cardiac fibrotic diseases, such as heart failure and diabetic cardiomyopathy. TGF-β1 is a key protein involved in CMF conversion. SMADs are nuclear factor proteins activated by TGF-β1 that need other proteins, such as forkhead box type O (FoxO) family members, to promote CMF conversion. FoxO1, a member of this family protein, is necessary for TGF-β1-induced CMF conversion, whereas the role of FoxO3a, another FoxO family member, is unknown. FoxO3a plays an important role in many fibrotic processes in the kidney and lung. However, the participation of FoxO3a in the conversion of CFs into CMF is not clear. In this paper, we demonstrate that TGF-β1 decreases the activation and expression of FoxO3a in CFs. FoxO3a regulation by TGF-β1 requires activated SMAD3, ERK1/2 and Akt. Furthermore, we show that FoxO1 is crucial in the FoxO3a regulation induced by TGF-β1, as shown by overexpressed FoxO1 enhancing and silenced FoxO1 suppressing the effects of TGF-β1 on FoxO3a. Finally, the regulation of TGF-β1-induced CMF conversion was enhanced by FoxO3a silencing and suppressed by inhibited FoxO3a degradation. Considering these collective findings, we suggest that FoxO3a acts as a negative regulator of the CMF conversion that is induced by TGF-β1.     

脊椎动物FoxO基因亚族的进化

本研究以脊椎动物FoxO作为研究对象,选取NCBI上公布的多个FoxO基因编码蛋白的核苷酸序列,重点分析Fox O蛋白质结构和功能的相似性与差异性,重建FoxO基因的系统发育树并进行选择压力分析,对FoxO基因亚族的起源和进化进行研究分析。结果显示:脊椎动物FoxO蛋白间Forhead结构域十分保守但核定位信号区结构差异较明显,尤其是FoxO6蛋白,并且多个磷酸化位点在哺乳动物FoxO6中缺失,削弱核输出信号,但在斑马鱼和原鸡的FoxO6中未缺失这些位点,推测其胞质定位调控作用仍十分重要。FoxO3中多个磷酸化位点可能与寿命延长作用相关。系统发育树表明FoxO1是FoxO基因的祖先基因,不同FoxO基因进化速率不同。选择压力分析结果显示FoxO基因过程每个位点经历不同的选择压,并且获得25个正选择位点,这些正选择位点可能对FoxO不同基因的形成和新功能的产生中具有十分重要的作用。