蛋白质错误折叠相关疾病的多肽药物研究进展

蛋白质和多肽发生错误折叠形成不可溶的淀粉样纤维的过程,与阿尔茨海默病、帕金森病等多种神经退行性疾病密切相关。这些疾病可导致认知能力下降以及运动缺陷等症状。虽然已有多种相关治疗方案处于临床试验中,但目前仍无明确有效的方法可治愈或长期减缓疾病的进展。探寻和研究抑制淀粉样聚集、识别并促进毒性聚集物清除的抑制剂分子是药物研发的重要策略之一。在不同类型的抑制剂中,多肽类抑制剂因具有高特异性、低毒性、多样性,以及修饰后的抗水解稳定性和血脑屏障通透性,有望成为候选药物分子。本文总结了针对阿尔茨海默病相关的Aβ和Tau蛋白以及帕金森病相关的α-synuclein蛋白淀粉样纤维化的多肽抑制剂研究进展。基于淀粉样纤维化核心序列及纤维核心结构进行合理设计,或通过随机筛选,均可获得多肽抑制剂。这些天然和非天然的多肽分子大多具有抑制淀粉样纤维化、解聚成熟纤维和降低细胞毒性的作用,其中一些多肽在退行性疾病动物模型实验中,显示出降低脑损伤和缓解认知及运动障碍的效果。这些研究揭示了多肽作为蛋白质错误折叠和聚集相关疾病药物的特点,为研发一类新的有效药物奠定了基础。     

综述与专论：蛋白质错误折叠相关疾病的多肽药物研究进展

蛋白质和多肽发生错误折叠形成不可溶的淀粉样纤维的过程,与阿尔茨海默病、帕金森病等多种神经退行性疾病密切相关。这些疾病可导致认知能力下降以及运动缺陷等症状。虽然已有多种相关治疗方案处于临床试验中,但目前仍无明确有效的方法可治愈或长期减缓疾病的进展。探寻和研究抑制淀粉样聚集、识别并促进毒性聚集物清除的抑制剂分子是药物研发的重要策略之一。在不同类型的抑制剂中,多肽类抑制剂因具有高特异性、低毒性、多样性,以及修饰后的抗水解稳定性和血脑屏障通透性,有望成为候选药物分子。本文总结了针对阿尔茨海默病相关的Aβ和Tau蛋白以及帕金森病相关的α-synuclein蛋白淀粉样纤维化的多肽抑制剂研究进展。基于淀粉样纤维化核心序列及纤维核心结构进行合理设计,或通过随机筛选,均可获得多肽抑制剂。这些天然和非天然的多肽分子大多具有抑制淀粉样纤维化、解聚成熟纤维和降低细胞毒性的作用,其中一些多肽在退行性疾病动物模型实验中,显示出降低脑损伤和缓解认知及运动障碍的效果。这些研究揭示了多肽作为蛋白质错误折叠和聚集相关疾病药物的特点,为研发一类新的有效药物奠定了基础。     

蛋白质错误折叠循环扩增技术

目前发现有多种人类及动物疾病是由体内蛋白质的错误折叠引起的,其中朊毒粒病因具有传染性而备受关注.朊毒粒病研究的核心问题之一是正常细胞朊蛋白（PrPc）向异常致病朊毒粒（PrPsc）转变的机制.蛋白质错误折叠循环扩增技术（protein misfolding cyclic amplification,PMCA）就是最新发明的在体外诱导朊蛋白（PrPc）产生错误折叠生成朊毒粒（prpsc）的技术.该文将概要介绍此项技术的原理、技术要点及在诊断与基础研究方面的应用前景.     

错误折叠蛋白质的聚集效应及其对策

错误折叠蛋白质大量聚集将引发蛋白质构象紊乱症(protein conformational disorder,PCD)。目前的研究发现,蛋白质聚集过程中的中间体(纤维前体,pre—fibfillar)导致细胞膜结构受损,从而诱发细胞凋亡。根据这一原理设计出的抗纤维前体抗体和干扰肽可以作为PCD治疗的一般性方法。此外,该就消除错误折叠蛋白质聚集的研究方向作了展望。     

蛋白质的错误折叠与疾病

蛋白质是生物体内一切功能的执行者.人体内的任何功能,从催化化学反应到抵御外来侵略都是蛋白质作用的结果.蛋白质折叠是生命活动的最基本过程,近年发现蛋白质的错误折叠可以导致一些疾病.蛋白质的错误折叠与疾病的关系已成为分子生物学新的研究前沿.介绍了细胞内保证蛋白质正常功能的“质量控制”系统,重点讨论了翻译后的质量控制、与蛋白质错误折叠有关的一些疾病和治疗这一类疾病的原则方法.     

蛋白质错误折叠循环扩增及其在朊病毒蛋白检测中的应用研究进展

朊病毒蛋白（prion protein,PrP）是传染性海绵状脑病的病原体,其检测是该病诊断的重要依据。该文从原理、方法、影响因素和检测应用方面对蛋白质错误折叠循环扩增（protein mis-folding cyclic amplification,PMCA）这种朊病毒蛋白新型检测技术做了介绍,旨在为朊病毒蛋白的检测和发病机制研究提供理论参考。     

一个强大的蛋白质

肌萎缩侧索硬化（ALS）是一种致命性的神经退行性疾病,主要特征是运动神经元功能的急剧丧失。从研究者第一次命名这个疾病开始,引起ALS或者因为患病累积的蛋白仍然是一个谜。     

类泛素修饰蛋白质ISG15及其修饰酶系的功能

受干扰素诱导表达的干扰素刺激基因15编码蛋白质(ISG15)是第1个被鉴定的类泛素修饰蛋白质.目前已在病毒感染细胞和肿瘤细胞中发现了多种ISG15的作用靶蛋白,提示ISG15可能在免疫调节和肿瘤发生等方面发挥重要作用.本文介绍ISG15的结构与生化特点,探讨ISG15在相关酶系作用下修饰目标蛋白质的机制,总结ISG15及其修饰酶系的抗病毒和抗肿瘤作用及其相关机制.     

O-GlcNAc修饰蛋白质的生理功能和研究方法

氧连N-乙酰葡糖胺（O-GlcNAc）修饰是与磷酸化相类似的蛋白质翻译后修饰方式,它主要发生在细胞核和细胞质中的蛋白质上．与细胞信号通路密切相关,成为近年来的研究热点。该文主要从O-GlcNAc修饰蛋白质的生理功能和研究方法两方面介绍该领域近年来的研究成果。     

一氧化氮的功能及其作用机制(Ⅱ)——蛋白质巯基亚硝基化修饰

一氧化氮的功能多样,其作用机制也是复杂而相互关联的,是多靶点、多机制同时作用的调控网络。除了经典的cGMP依赖的信号通路外,一氧化氮还能通过对蛋白质的半胱氨酸巯基进行蛋白质翻译后修饰而起作用。蛋白质巯基亚硝基化修饰(protein S-nitrosation)是活性氮对蛋白质半胱氨酸巯基的一种蛋白质翻译后修饰,在一氧化氮的作用机制中占有重要位置。本综述简要总结蛋白质巯基亚硝基化修饰的功能及作用机制。     

pNEgr-mIL-12真核表达载体的体外和体内生物学活性检测

肿瘤的基因-放射治疗是近年来发展起来的新技术.分别于体外和体内检测含辐射敏感启动子和mIL-12基因的真核表达载体（pNEgr-mIL-12）的生物学活性.体外经酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)法检测转染pNEgr-mIL-12重组质粒的COS-7和B16细胞可经辐射诱导mIL-12 p70表达,于1.5～2.0 Gy照射后表达增高最明显,COS-7细胞于照后4 h 达峰值,B16细胞的表达水平随照射后时间延长而逐渐增高;pNEgr-mIL-12重组质粒联合电离辐射治疗小鼠移植肿瘤,单次或多次注射pNEgr-mIL-12重组质粒,联合局部照射能够抑制小鼠移植肿瘤生长,与单纯照射组比较肿瘤生长速度减慢,瘤重降低,尤以多次给予质粒治疗组效果明显.为进一步探讨最佳治疗方案及临床肿瘤病人的基因放射治疗提供了初步依据.     

大鼠BTCe对体外培养胰岛保护作用及对糖尿病大鼠降糖作用的研究

β细胞素(betacellulin,BTC)是目前较受关注的胰岛再生因子,但其促胰腺、胰岛再生的机制不清.BTCe是betacellulin的功能片段,促细胞增殖能力与BTC相同.实验通过原核表达方法获得BTCe蛋白,MTT法证实其促3T3-L1细胞增殖能力.将BTC或BTCe作用于原代培养的大鼠胰岛,观察其对胰岛分泌的急性及长期影响作用,实时定量PCR及免疫荧光检测胰岛内关键基因的表达.将质粒pcDNA3.1-BTCe注射入链脲霉素(STZ)诱导的糖尿病大鼠肌肉中,观察对大鼠血糖的影响作用.加入BTC或BTCe可明显提高体外培养大鼠胰岛的GSIS水平,但实时定量PCR及免疫荧光显示胰岛内4种关键基因的表达并无明显变化;pcDNA3.1-BTCe转染糖尿病大鼠15～20天后血糖出现下降,糖耐量明显改善;免疫荧光显示:胰腺内有大量PDX-1 的导管细胞及胰岛素阳性细胞出现.推测BTC及BTCe对体外长期培养的大鼠胰岛具有一定的保护作用,可能通过促进胰腺内PDX-1 的导管细胞及胰岛素阳性细胞的增殖、诱导对STZ诱导的糖尿病大鼠的高血糖具有一定缓解作用.     

以转录因子AP-1为靶的decoy核酸体内外抗肿瘤研究

合成了双链寡聚核苷酸——decoy核酸,其与靶转录因子AP-1有高亲和性,可进入细胞作为decoy顺式元件,通过抑制特异的转录因子和调控区域的结合,调控基因转录而改变基因的表达.在体内外抗肿瘤试验中, decoy核酸有显著抑制肿瘤细胞增殖的作用,可以成为潜在性的肿瘤基因治疗药物.     

金属硫蛋白与红细胞的相互作用

根据金属硫蛋白(MT)对标记在膜上的马来酰亚胺自旋标记物的ESR波谱的影响,研究了MT与红细胞膜的相互作用,发现不同种属的MT对膜构象的影响不同.体外实验表明,MT可以吸附在红细胞的表面,用CdCl₂诱导家兔,对血浆和红细胞溶血液中的MT组分进行色谱分离,发现血液中的MT主要存在于血细胞中.进而对血液MT的来源、分布及其重要的生物学意义进行了讨论.     

环指蛋白RING1与A型核纤层蛋白的细胞内相互作用

环指蛋白RING1能结合DNA并抑制基因的转录.采用酵母双杂交方法从人骨骼肌文库中筛选出了与A型核纤层蛋白(lamin A)结合的RING1蛋白,回复杂交酵母能在缺陷培养基上生长.RING1与绿色荧光蛋白融合载体转染HEK293细胞,激光共聚焦显微观察发现RING1能与带红色荧光蛋白的lamin A蛋白在细胞核周围共定位.免疫共沉淀结果证明RING1与lamin A能够相互作用.结果证明了一个新的lamin A结合蛋白,为揭示lamin A影响基因表达乃至细胞衰老提供了依据.     

In vivo anti-osteoporotic activity of isotaxiresinol, a lignan from wood of Taxus yunnanensis

Isotaxiresinol, the main lignan isolated from the water extract of wood of Taxus yunnanensis, was investigated for its effect on bone loss, on serum biochemical markers for bone remodeling and on uterine tissue, using ovariectomized (OVX) rats as the model of postmenopausal osteoporosis. After oral administration of isotaxiresinol (50 and 100mg/kg/d) for 6 weeks, bone mineral content (BMC) and bone mineral density (BMD) in total and cortical bones were increased as compared to those of OVX control rats, and decreases of three bone strength indexes induced by OVX surgery were prevented. Serum biochemical markers for bone remodeling revealed that isotaxiresinol slightly increased bone formation and significantly inhibited bone resorption without side effect on uterine tissue. These results suggest that isotaxiresinol may be useful for treatment of postmenopausal osteoporosis, especially for prevention of bone fracture induced by estrogen deficiency.     

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.