mRNA稳定机制在低氧反应基因表达调控中的作用

几乎所有生物的信使RNA稳定性都影响基因表达。而mRNA的稳定性除了由其本身的序列和识别该序列的结合蛋白共同决定外,还受特异性的顺式作用元件和mRNA结合蛋白的影响。真核细胞中有3个独特的顺式作用元件：富AU元件（ARE）、茎环结构和富嘧啶结构,在mRNA稳定性调节中发挥重要作用。本文着重论述mRNA稳定机制在低氧诱导的一系列基因表达调控中的作用。     

RNA结合蛋白调节mRNA稳定性的作用机制

免疫稳态的维持涉及多种细胞因子的基因表达调控,其中在转录后水平对mRNA稳定性的调控起重要作用。ARE(AU-rich element)位于mRNA 3'UTR(非编码区),富含AU碱基,某些RNA结合蛋白通过识别结合ARE影响mRNA的稳定性。本文综合最新研究,概述了TTP、HUR等RNA结合蛋白对mRNA稳定性的调节机制及其在信号通路中的作用。     

洛伐他汀抑制Rho激酶信号通路增强人内皮一氧化氮合酶信使RNA稳定性

他汀类药物可上调内皮一氧化氮合酶（ENOS）的表达,并由甲羟戊酸（MVA）途径介导,但具体机制未完全阐明．本研究旨在探索洛伐他汀(LVT)上调ENOS表达的分子信号机制并明确同ENOS表达相关的顺式作用元件的定位．洛伐他汀通过减少细胞内固醇,如MVA和geranylgeranyl pyrophosphate （GGPP）,从而增加ENOS mRNA的稳定性．因GGPP是细胞内信号蛋白如Ras、Rho GTPase进行翻译后修饰和膜定位所必需的,因此很可能洛伐他汀的作用与细胞内信号途径有关．进一步的实验结果显示Rho激酶抑制剂 hydroxyfasudil和细胞松弛素D均可在转录后水平上调ENOS mRNA表达,表明Rho途径介导的细胞骨架状态在ENOS mRNA降解率的调控中起一定作用． 细胞转染实验证明调控ENOS mRNA 降解的顺式作用元件位于其mRNA序列上的3′未翻译区(3′UTR)和相邻的编码区．其中调控GGPP介导ENOS mRNA稳定性的顺式作用元件位于序列的3 751～4 606位点间;而hydroxyfasudil通过位于3 751～ 4 468位点间的顺式作用元件稳定ENOS mRNA;细胞松弛素D通过位于3 904～4 188位点间的元件稳定ENOS mRNA．洛伐他汀可能通过抑制Rho激酶途径稳定ENOS mRNA,此过程由位于mRNA序列上3′UTR及相邻编码区的多样顺式作用元件介导．另外,细胞骨架的空间构造也可影响ENOS mRNA的稳定性,此过程由位于其mRNA序列编码区的顺式作用元件介导．本研究为转录子稳定性调控机制的进一步研究提供了有力根据,或许可为心血管疾病的治疗提供新的分子靶点．     

AUF1在病毒感染及相关炎症反应中的调控作用

富含AU元件的RNA结合蛋白1(AU-rich element binding factor 1,AUF1)具有剪接加工前体mRNA、转运和降解成熟mRNA的功能,同时调节带有富含AU元件(AU-rich element,ARE)的mRNA翻新。AUF1通过介导炎性细胞因子及其反应从而控制炎症进程。研究表明,AUF1与肠道病毒71型的内部核糖体进入位点(internal ribosome entry site,IRES)结合并与其交互负性调节病毒翻译与复制,它还可被募集到柯萨奇病毒B3型和肠道病毒71型诱导的应激颗粒中。     

昆虫抗菌肽结构、性质和基因调控

昆虫抗菌肽是昆虫先天免疫系统中非常重要的一类效应分子。昆虫抗菌肽带正电荷,分子量小,大多数少于100个氨基酸残基。根据结构可以将昆虫抗菌肽分为一些不同的家族。昆虫抗菌肽不同的抗菌谱表明,它具有不同的作用机制。以果蝇为模式生物研究表明,昆虫抗菌肽的基因调控涉及到多个信号通路及大量的信号分子。     

Notch信号途径中的Su(H)和E(spl)基因对果蝇天然免疫的影响

天然免疫系统是多细胞生物抵抗各种入侵微生物的第一道防线.Notch途径介导相邻细胞之间的相互作用,调节细胞、组织、器官的分化和发育.为了进一步探索Notch信号途径在果蝇天然免疫中的功能,利用Notch途径下游基因Su(H)和E(spl)的低表达突变体果蝇,通过体外注射病原体分析了生存率、血细胞的噬菌功能和抗菌肽的表达量以及突变体的血细胞数量.结果表明,革兰氏阴性细菌和真菌感染后果蝇E(spl)突变体的生存率、噬菌能力及抗菌肽的表达量明显降低,而且幼虫期血细胞出现异常增殖;Su(H)突变体只对真菌表现出敏感性,抗菌肽的表达量降低,但是对真菌的噬菌能力正常.此结果表明,Notch途径不仅影响个体的生长发育,而且在果蝇天然免疫中也起重要的调节作用.     

家蚕抗菌肽-死亡素杂合肽基因在大肠杆菌中的克隆与表达

近年来的研究发现,抗菌蛋白在生物体非专一性防御系统有着重要的作用,已有数十种具有抗菌活性的多肽被分离,这些多肽可大致分为3类,即含分子内二硫桥的抗菌肽;具有双亲a-螺旋结构的抗菌肽;以及富含某种氨基酸残基的抗菌肽[1],一般来说,这些抗菌肽具有分子量小,稳定性好,无细胞毒性,抗菌谱广等特点.多种抗菌肽的一级结构和二级结构已经确定[2],但作用机理仍不明了.一般认为可能存在两种作用模式,即1)通过肽-脂膜相关作用杀菌;2)通过受体介导的识别过程起作用[1].     

内皮细胞和平滑肌细胞氧化应激时Nrf2/ARE信号通路对抗氧化基因表达的调控:与动脉粥样硬化和先兆子痫的关系

动脉粥样硬化、糖尿病、慢性肾功能衰竭和先兆子痫等血管疾病时活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成增加,容易导致内皮依赖性血管舒张功能的损害和血管损伤,而细胞可以诱导多种编码Ⅱ相解毒酶和抗氧化蛋白的基因表达,从而减轻ROS和亲电子物质介导的细胞损伤。一个被称为抗氧化反应元件(antioxidant response element,ARE)或亲电子反应元件(electrophile response element,EpRE)的顺式转录调控元件,可以介导诸如亚铁血红素加氧酶1、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、硫氧还蛋白还原酶、谷胱甘肽-S转移酶和NAD(P)H:苯醌氧化还原酶等基因的转录。其他抗氧化酶,如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和非酶清除剂(如谷胱甘肽)等也参与ROS的清除。转录因子NF-E2相关因子2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2, Nrf2)是属于Cap‘n’Collar家族的转录因子,具有碱性亮氨酸拉链(basic region-leucine zipper,bZIP),它在ARE介导的抗氧化基因表达中起重要的作用。在正常情况下,Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Kelch-like ECH-associated protein-1,Keapl)与Nrf2耦联,并与肌动蛋白细胞骨架结合被锚定于胞浆,但是在半胱氨酸残基发生氧化的情况下,Nrf2和Keapl解耦联,进入细胞核并与ARE结合,从而激活多种抗氧化基因和Ⅱ相解毒酶基因的转录。蛋白激酶C、丝裂原活化蛋白激酶和磷脂酰肌醇-3激酶参与Nrf2／ARE信号转导的调控。本文综述了有关Nrf2／ARE信号转导通路在血管稳态和动脉硬化、先兆子痫等疾病情况下内皮及平滑肌细胞对抗持续性氧化应激中起的作用。     

家蚕抗菌肽-死亡素杂合肽基因在大肠杆菌中的克隆与表达

近年来的研究发现 ,抗菌蛋白在生物体非专一性防御系统有着重要的作用 ,已有数十种具有抗菌活性的多肽被分离 ,这些多肽可大致分为 3类 ,即含分子内二硫桥的抗菌肽 ;具有双亲α 螺旋结构的抗菌肽 ;以及富含某种氨基酸残基的抗菌肽[1 ] ,一般来说 ,这些抗菌肽具有分子量小 ,稳定性好 ,无细胞毒性 ,抗菌谱广等特点。多种抗菌肽的一级结构和二级结构已经确定[2 ] ,但作用机理仍不明了。一般认为可能存在两种作用模式 ,即 1)通过肽 脂膜相关作用杀菌 ;2 )通过受体介导的识别过程起作用[1 ] 。ＣｅｃｒｏｐｉｎＢ是一种较早从家蚕中分离得到 ,由 …     

酵母菌中表达的新疆家蚕抗菌肽（Cecropin-XJ）的特性研究

研究酵母菌中表达的新疆家蚕抗菌肽 (CecropinXJ)的抗菌特性。根据琼脂孔穴扩散法,检测抗菌肽的热稳定性、抑菌效价、对氨苄青霉素抗性菌的抑菌作用,并检测了抗菌肽对酸碱盐、人造胃液的耐受性及其抗菌谱。结果显示新疆家蚕抗菌肽具有很强的热稳定性、能够杀灭氨苄青霉素抗性菌、对酸碱盐、人造胃酸有一定的耐受性,其杀菌活力为：1mg抗菌肽与1200U的氨苄青霉素杀菌活力相当。新疆家蚕抗菌肽能够不同程度地杀灭革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,这一发现将为抗菌肽在农业、医疗卫生、畜牧业等方面的应用奠定基础,同时为深入研究抗菌肽作用机制提供了依据。     

内含肽介导PHB纯化人源抗菌肽LL-37体系的构建

新颖的内含肽介导PHB纯化蛋白体系,是一种高效表达、自动切割、纯化方便、费用低廉的蛋白表达纯化体系,有利于蛋白规模化纯化。本研究选用对原核细胞具有毒害作用的小肽--人源抗菌肽LL-37作为纯化对象,通过基因工程技术,构建内含肽介导PHB纯化人源抗菌肽LL-37体系,并利用该体系纯化LL-37。研究结果表明,本研究构建的内含肽介导PHB纯化人源抗菌肽LL-37体系可高效表达LL-37融合蛋白,利用构建的纯化体系能对目的蛋白进行纯化。     

mRNA定位的主动运输机制

mRNA定位的意义在于使特定的蛋白质定位于细胞内特定的区域,特别是在胚胎发育过程中和在极性细胞中,mRNA的定位具有极其重要的作用,顺式作用元件和反式作用因子参与介导mRNA的定位,有多种机制调控其定位,其中主动运输机制是最主要的定位机制,需要细胞骨架系统和蛋白马达的参与。mRNA定位机制与其它水平上的表达调控机制,特别是mRNA转录后加工,核转运和翻译调控机制紧密偶联。     

新生仔猪肠道抗菌肽的表达特征

肠道抗菌肽(AMPs)由肠粘膜上皮细胞合成或分泌的一类防御性肽类活性物质,在肠道的先天性免疫过程中具有重要的作用。猪肠粘膜上皮细胞可分泌β-防御素2(BD2)、β-防御素3(BD3)、RegIIIγ、溶菌酶(LYS)和血管生成素4 (ANG4)等多种抗菌肽。文章通过荧光定量PCR(real-time Q-PCR)分析新生仔猪RegIIIγ、ANG4、BD2、BD3和溶菌酶等抗菌蛋白在十二指肠、空肠、回肠内不同发育阶段的mRNA的表达变化。结果表明,所有抗菌肽的mRNA水平在出生后均逐渐升高,但在断奶后的表达水平降低,随后又显著升高。此外在肠道中最主要的抗菌肽是溶菌酶和RegIIIγ,意味着这两种抗菌肽在肠粘膜的先天免疫中具有十分重要的作用。     

GAL4/UAS系统在果蝇Tis11基因RNA干扰中的应用

TTP在哺乳动物许多关键基因表达的转录后水平上起调控作用,Tis11是TTP蛋白在果蝇中的同源物.目前还没有现成的可用于研究Tis11功能的基因敲除或敲低的果蝇.为了获得肌动蛋白启动子或者热激蛋白启动子驱动表达Tis11 mRNA干扰序列的具有较高干扰效率的Tis11基因干扰果蝇,将肌动蛋白启动子或者热激启动子驱动表达的GAL4果蝇品系与融合有Tis11 mRNA干扰序列的UAS品系杂交,收集同时带有GAL4基因和UAS序列的子一代果蝇.提取所收集果蝇的总RNA,将其中的mRNA逆转录成cDNA,并设计检测Tis11基因的特异性引物,然后通过Real-time PCR检测Tis11 mRNA的表达情况.结果显示所收集的能表达Tis11基因干扰序列的子一代果蝇与不能表达Tis11基因干扰序列的对照果蝇相比,其体内Tis11 mRNA的表达水平下降明显.收集的果蝇其体内所表达的干扰序列对Tis11 mRNA干扰效果显著,我们成功获得了Tis11基因的RNA干扰果蝇.     

富甘氨酸果蝇抗菌肽在大肠杆菌中的直接表达和纯化

利用RT-PCR技术从果蝇总RNA中克隆出富甘氨酸果蝇抗菌肽基因,将该基因插入原核表达载体pET-32a(+)的Nde I和Xho I酶切位点之间,然后用重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)利用乳糖操纵子的葡萄糖效应IPTG诱导表达,经15%SDS-PAGE、Western blot分析,在大约8 kD处出现了含6×His标签的抗菌肽蛋白.再以Ni-N TA纯化树脂进行亲和层析、脱盐、冻干,成功制备了富甘氨酸果蝇抗菌肽蛋白.     

抗菌肽临床应用前景分析

抗菌肽是生物天然免疫的重要组成部分,几乎存在于所有种类的生物中。目前已发现的抗菌肽超过2 000种。抗菌肽具有广谱抗菌活性,对大多数革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌具有强大的抑制作用（包括多药物耐受微生物）,而且这种作用具有较好的选择性。这些特点使抗菌肽具有成为抗感染药物的重大潜力;但抗菌肽的临床应用也面临着一些困难,如抗菌肽大量生产、体内稳定性、微生物耐受等。对抗菌肽临床应用面临的问题及正在进行临床研究和临床前研究的抗菌肽做一简要综述。     

Toll样受体研究进展

Toll最早在果蝇中被发现。Toll受体蛋白（dToll）不仅参与果蝇胚胎发育时背腹的形成,而且参与成蝇对病原体侵袭的先天性免疫应答,是微生物诱导成年果蝇产生抗菌肽的信号转导通道的门户。Toll样受体是先天性模式识别受体,在细胞活化信号的转导中起重要作用。它作为联系先天性与获得性免疫系统的桥梁,备受人们关注。     

果蝇先天免疫分子机制研究进展

以果蝇为模式生物,在胚胎发育、基因表达调控、疾病发病机制以及昆虫先天免疫等方面的研究发挥了重要的作用。果蝇的先天免疫系统包括细胞免疫和体液免疫,当其遭受细菌、真菌和病毒等病原体攻击时,果蝇能通过细胞吞噬、集结、包囊作用以及产生抗菌肽等方式来清除入侵的微生物。结合近年来果蝇先天性免疫分子机制的研究进展,对其在病原体识别、信号转导途径及效应机制方面进行综述,为深入研究家蚕、蜜蜂等经济昆虫的免疫机制以及提高它们的经济效益提供参考。     

一新富含甘氨酸果蝇抗菌肽在大肠杆菌中的优化表达

目的：探索大肠杆菌原核表达系统制备具有生物功能的抗菌肽的最佳诱导条件。方法：将富甘氨酸果蝇抗菌肽基因的核心片段构建表达载体pET32a＋中,经序列分析证实基因序列的正确性。在不同温度、不同时间和不同IPTG浓度进行诱导后,用15％SDS—PAGE检测融合蛋白的表达,发现有一条分子量约8kD的新增蛋白条带。结果：研究表明在37℃菌液OD值0．8时诱导7h蛋白表达量最高（IPTG0．7mmol/L,AMP100μg/ml,0．3％Glu）。结论：获得了抗菌肽表达的最佳诱导条件,为大量诱导产生该抗菌肽奠定了理论基础。     

西瓜果实AGPL1基因启动子的序列分析

利用PCR技术从西瓜嫩叶中扩增出1.2 kb AGPL1基因启动子,通过PlantCARE和PLACE数据库对启动子序列进行生物信息学分析。结果表明,AGPL1启动子具有多个典型的TATA-Box和CAAT-Box等基本元件,以及高水平转录顺式作用元件5UTR Py-rich stretch,光响应元件ACE、ATCC-motif、Box 4、I-Box、Sp1、TCCC-motif、GAG-motif、MNF1,2个赤霉素响应元件GARE-motif、P-box,参与蛋白代谢调节的顺式作用元件O2-site,参与水杨酸反应的顺式作用元件TCA-element,厌氧诱导所需的顺式作用元件ARE、逆境胁迫响应元件TC-rich repeats、生理昼夜节律控制元件circadian等,为研究外源基因在果实中的特异表达提供参考。