细胞肥大过程中hhLIM的亚细胞定位变化及其对细胞骨架的影响

hhlim (humanheartlim)是从人胎心cDNA文库中筛选克隆的一个新基因 ,作为LIM家族的新成员参与心肌肥大的发生发展过程 .为了进一步研究hhLIM在心肌肥大发生过程中的作用 ,以C2C12细胞为研究对象 ,以心肌肥大强效刺激因子内皮素 1(ET 1)为诱导因素 ,探讨hhLIM与肌动蛋白的相互作用及其影响细胞骨架的分子机制 .RT PCR、Western印迹和细胞免疫荧光分析结果表明 ,心肌肥大刺激因子ET 1在诱导心肌肥大标志基因BNP和肌动蛋白表达的同时 ,使hhLIM蛋白在C2C12细胞胞核与胞质之间进行重新定位 .激光共聚焦显微镜观察结果显示 ,hhLIM与肌动蛋白在胞质中共定位 .蛋白分步提取、鉴定及hhLIM与F肌动蛋白结合与沉降实验证明 ,hhLIM多存在于细胞骨架及其相关蛋白部分 ,在体外可与F肌动蛋白共结合 .这些结果表明 ,胞质中的hhLIM作为细胞骨架相关蛋白与肌动蛋白相互作用 .进一步研究hhLIM与细胞骨架的关系时发现 ,hhLIM过表达可使C2C12细胞的骨架变成致密网状纤维并使其对细胞松弛素导致的细胞骨架解聚产生一定的抵抗作用 ,抑制hhLIM表达则使细胞骨架稀疏 ,结构模糊 .提示hhLIM参与细胞骨架组织及重构的机制与其结合并稳定F肌动蛋白有关 .     

细胞运动、细胞迁移与细胞骨架研究进展

细胞定向运动与细胞骨架的动态循环密切相关。运动细胞在其伪足前沿依靠细胞骨架的不断聚合推动细胞膜的前进,在基部靠近细胞体部位通过细胞骨架的不断解聚收缩拖拉细胞体向前运动,细胞骨架的聚合与解聚通过伪足与支撑表面的吸附与解吸附而偶连。肌动蛋白组成的微丝骨架是大多数运动细胞的主要成分。外界刺激引起微丝细胞骨架动态变化的信号通路已逐步明了。线虫精子细胞的运动行为与阿米巴变形运动相似,但是在线虫精子细胞中没有肌动蛋白,而是以精子主要蛋白为基础形成细胞骨架驱动精子细胞的运动。与肌动蛋白不同,精子主要蛋白没有分子极性、ATP结合位点和马达蛋白。通过比较研究以上两种运动体系将有助于在分子水平上进一步阐明细胞运动的机理。     

钙调蛋白结合蛋白通过调节细胞骨架稳定性影响肿瘤细胞运动能力

轻链钙调蛋白结合蛋白（light-chain Caldesmon,l-CaD）是一种重要的肌动蛋白结合蛋白,普遍存在于众多非肌肉细胞中。体外研究证明,l-CaD能通过与肌动蛋白的结合起到促进原肌动蛋白（G-actin）聚合、稳定肌动蛋白纤维（F-actin）结构的作用。在磷酸化作用下,l-CaD能从肌动蛋白纤维上脱离并促进肌动蛋白纤维的解聚。该研究拟考察l-CaD在细胞内对细胞肌动蛋白骨架的调节作用,阐明l-CaD对细胞运动能力的影响,作者将天然低表达l-CaD的人源性乳腺癌细胞MCF-7作为细胞模型,在MCF-7胞内以基因转染的方式高表达外源野生型l-CaD及其磷酸化突变株A1234-CaD（不可磷酸化CaD）、D1234-CaD（完全磷酸化CaD）。首先,通过激光共聚焦扫描,探讨了l-CaD对细胞骨架重排的调节;其次,通过细胞迁移transwell阵列,检测了l-CaD对细胞迁移能力的影响;最后,在单细胞层次上测定了细胞基底牵张力、胰酶刺激下的细胞基底脱附能力,并进一步检测了l-CaD对细胞迁移子过程中细胞伸张、收缩的影响。研究结果显示,l-CaD在胞内对细胞骨架的形成有显著的调控作用。非磷酸化l-CaD主要富集在细胞骨架上,增强了细胞骨架的强度,导致细胞基底牵张力以及对胰酶的耐受性增强,但对细胞的迁移能力有显著的抑制作用;磷酸化l-CaD跟细胞骨架结合能力很弱,对细胞的运动能力没有显著影响。通过磷酸化,l-CaD起到了一个“蛋白开关”的作用,通过控制细胞骨架的解聚、重排来调节细胞的运动能力。     

微丝的基本性质与细胞核肌动蛋白

微丝,作为细胞骨架的重要成员,普遍存在于所有的真核细胞中。构成微丝的肌动蛋白,与肌球蛋白一起作用,使细胞产生和传导机械力,并促进细胞运动。尽管人们很早就已经认识到体细胞核中存在单体肌动蛋白,但细胞核中聚合的微丝如何动态调控及行使何种功能,仍存在争议。该文概述了微丝细胞骨架的基本性质和成核过程,并讨论细胞核内肌动蛋白的功能。     

肌动蛋白集束调控因子及G蛋白信号转导通路

细胞骨架由微丝、微管及中等纤维组成受不同蛋白因子调控以不同方式组装成不同直径的纤维 ,遍布于一切细胞 ,决定细胞的形状 ,赋予其抗压强度 ,对细胞器及大分子进行空间组织 ,实现胞内的能量转换。在肌动蛋白 (ａｃｔｉｎ)组装成张力纤维和张力纤维解离成肌动蛋白单体过程中有多种蛋白因子参与调控 ,从而使细胞骨架处于一个生理的动态平衡中 ,执行和完成不同的生化反应。在众多的调控蛋白中 ,肌动蛋白集束调控蛋白因子 (ａｃｔｉｎｂｕｎｄｌｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ)不仅参与肌动蛋白结构调节 ,还与细胞内信号传导有密切关系。已发现的肌动蛋…     

Hippo/YAP和Wnt/β-catenin通路的对话

Hippo/YAP通路和Wnt/β-catenin通路是在细胞的生长分化、组织器官形成以及成体干细胞的维持等方面都起着重要作用的两条信号通路。在哺乳动物细胞中,Wnt/β-catenin通路通过一系列胞质蛋白的相互作用,使β-catenin蛋白在胞质内累积,进而入核传递生长刺激信号。Hippo/YAP通路通过激酶级联反应磷酸化YAP/TAZ,使其滞留在细胞质中,抑制了YAP/TAZ的转录活性,从而限制细胞的生长增殖,诱导细胞凋亡。这两条通路的异常调控往往会导致肿瘤的发生。近年来越来越多的研究证实,Hippo/YAP和Wnt/β-catenin在很多方面相互影响,共同参与组织生长和胚胎发育的调控。研究这两个通路在肿瘤发生过程中的转导和调控以及它们相互作用的机制,有助于为肿瘤的防治提供新的思路与策略。文章对这两条通路的协同作用及其分子机制进行了综述。     

Hippo-YAP通路在多种干细胞尤其是卵巢生殖干细胞自我更新中作用的研究

干细胞(stem cell,SC)是一类具有自我复制能力(self-renewal)的多潜能细胞,在干细胞微环境中能不断地进行自我更新,即通过自身增殖分裂和抑制分化来增加细胞的数目,且保持细胞的多能性。Hippo通路下游效应分子YAP为一癌基因,可与转录因子TEAD结合,形成一种强效的转录共激活因子。在生理条件下,通过激酶级联反应,YAP被磷酸化,其转录活性被抑制,从而限制器官的过度生长和抑制肿瘤的发生。研究已经证实,YAP的活化可以促进细胞的增殖并抑制细胞的分化,是一个高效的增长诱导剂。YAP在多能干细胞、神经干细胞、造血干细胞及表皮干细胞等的增殖和分化中起重要的作用,并可能调节卵巢生殖干细胞的增殖和分化。     

高血压相关基因hrg-1在血管平滑肌细胞再分化过程中的表达及功能

研究高血压相关基因hrg 1表达与血管平滑肌细胞 (VSMC)再分化的关系及其在细胞生物学行为调节方面的作用 .采用血清饥饿培养和全反式维甲酸诱导使处于增殖状态的去分化型VSMC再分化 ,观察细胞再分化过程中HRG 1表达变化 ,并探讨其功能 .在血清饥饿和维甲酸诱导VSMC再分化过程中 ,hrg 1基因表达显著上调 ,其表达活性在诱导 2 4h达高峰之后 ,一直维持在较高水平上 ,且其表达量和变化规律与细胞收缩蛋白SMα肌动蛋白和SM2 2α相类似 .免疫共沉淀和免疫双荧光染色结果证实 ,HRG 1抗体可与SMα肌动蛋白共沉淀 ,且两者在同一细胞共定位 .用HRG 1表达质粒转染去分化型VSMC可显著抑制其迁移能力 .结果提示 ,HRG 1在胞质中以与SMα肌动蛋白相互缔合的方式存在 ,其表达与VSMC分化有关 ,该蛋白通过参与细胞骨架构成而调节VSMC收缩与迁移     

ADF／cofilin分子家族的研究进展

细胞骨架中的肌动蛋白参与了一系列重要生理活动,如肌肉收缩、胞质环流、细胞运动、胞质分裂等。这些过程的发生除了需要肌动蛋白以外,还需要一些与之结合的调节蛋白参与,现在已经发现了100多种肌动蛋白结合蛋白,其中有一类分子量为15—20KD的蛋白,如肌动蛋白解聚因子(actin depolymerizing factor,ADF)、cofilin、profilin、actophorin、depactin、de-strin、UNC-60)等,在一定条件下可以使肌动蛋白微丝解聚,统称为ADF/cofilin分子家族。     

hhLIM的表达及其在F肌动蛋白交联中的作用

为进一步研究hhLIM的功能及其与F肌动蛋白(F-actin)之间的相互关系,利用PCR扩增hhlim基因并将其克隆到pGEX-3X表达质粒上,重组表达质粒转化宿主菌得到稳定表达的可溶性产物,表达产物经Glutathione-Sepharose亲和纯化得到纯度达90%的融合蛋白GST -hhLIM.进而研究其在F肌动蛋白交联中的作用,以鬼比环肽和细胞松弛素处理C2C12细胞,诱导细胞骨架聚合和解聚.荧光显微镜下观察, hhLIM的分布变化与细胞骨架的形态学变化具有相关性.Western印迹证实,hhLIM主要作为细胞骨架相关蛋白而分布于F肌动蛋白组分中,肌动蛋白交联实验显示,hhLIM蛋白与F肌动蛋白具有较高的亲和力,具有促进F肌动蛋白纤维的交联并将其捆聚成束的作用.结果表明,hhLIM是一种F肌动蛋白交联蛋白,通过将F肌动蛋白纤维捆聚成束而参与骨架重构     

不同应变对骨髓间充质干细胞系细胞骨架影响的研究

目的:探讨不同应变对骨髓间充质干细胞系细胞骨架形态的影响。方法:实验分为六组,Ⅰ组(静态培养)、Ⅱ组(静态培养 细胞松驰素B)、Ⅲ组(10%应变12h)、Ⅳ组(10%应变12h 细胞松驰素B)、Ⅴ组(10%应变24h)、Ⅵ组(10%应变24h 细胞松驰素B)。分别对其施加10%0.5Hz的周期性应变,采用激光共聚焦显微镜技术和考马斯亮蓝染色方法对小鼠骨髓间充质干细胞系(D1细胞)细胞骨架进行形态观察、细胞F-肌动蛋白表达定量分析。结果:细胞受到不同周期性应变后,细胞的排列方向发生改变,细胞内的F-肌动蛋白排列同细胞的方向一致,随着拉伸时间的延长,F-肌动蛋白发生部分的断裂,F-肌动蛋白的荧光强度同静态组相比明显减弱(P<0.01);当加入细胞松驰素B后,细胞内F-肌动蛋白结构发生改变,在力的作用下,细胞内微丝断裂明显,随着拉伸时间的延长,微丝断裂更为加剧,F-肌动蛋白的荧光强度同静态组相比显著减弱(P<0.01)。结论:不同周期性应变对细胞微丝结构产生一定的影响,微丝在细胞感应力的响应中起重要作用。     

荧光标记法检测不同毒物对细胞骨架的影响

细胞骨架(Cytoskeleton)主要由微管(Microtubule,MT)、微丝(Microfilament,MF)以及中间丝(Intermediate filament,IF)这三种类型组成。它们在细胞的形态维持、物质运输、信号转导、能量转换及细胞的运动和分裂等多个过程中发挥着重要的作用。其中,由肌动蛋白组成的微丝是真核细胞中含量最丰富的一种蛋白复合体,以解聚时的球状肌动蛋白G-actin(Globular actin)或聚合时的纤丝状肌动蛋白F-actin(Filamen-tous actin)形式存在。正常细胞中肌动蛋白两种形态的转换处于动态平衡,共同行使细胞的变形运动、胞质分裂、基质附着和胞间连接等多…     

细胞的骨架系统

细胞骨架是一类复杂的蛋白质纤维结构,广泛地存在于动物细胞、植物细胞甚至一些原生动物与酵母中。细胞骨架按分布区域可分为胞质骨架和细胞核骨架,胞质骨架又具有三种类型:微管、微丝和中等纤维.胞质骨架和核骨架以及三种胞质骨架之间的结构、性质和功能上是有所区别的,但另一方面它们又协调地参予细胞的一系列生理活动,共同组成了细胞的骨架系统。六十年代初,波特(K·Porter)等第一次用电镜证明了细胞质中骨架结构的多样性,他们发现几乎每一个真核细胞的胞质中都存在三种类型的骨架结构,即微管、微丝和中等纤维。之后,对它们的结构、性质和功能进行了深入的研究。七十年代以来,在细胞核中又发现了一个形态类似于胞质骨架、蛋白质性质的网架结构——细胞核骨架(简称核骨架)对它可能的作用也有了初步的认识,这些发现丰富了骨架系统的内容。现在,已经证实胞质骨架和核骨架在结构与功能上是密切联系的,两者构成了统一的细胞骨架体系,对细胞生长、运动及细胞分化等过程起着重要的作用。     

肌动蛋白与纽蛋白在神经干细胞定向分化为神经元过程中的表达

目的研究新生大鼠大脑皮层神经干细胞定向分化为神经元过程中肌动蛋白(actin)的时空表达变化及其与纽蛋白(vinculin)的关系.方法采用神经干细胞培养、免疫细胞化学技术对神经干细胞定向分化为神经元的过程中actin的时空表达进行研究;采用免疫荧光双标术及共聚焦激光扫描显微术对定向分化神经元过程中,actin与vinculin关系进行探讨.结果在神经干细胞向神经元定向分化过程中, actin在胞体与突起中有表达,且与日渐增,核周表达逐渐增强,分化成熟时胞体与突起中可见丝状细胞骨架随着突起伸展而延伸.免疫荧光双标actin、vinculin在CLSM下观察,分化早期,胞体和突起内均有分布,actin明显强于vinculin,而vinculin于核周及一侧突起较强.分化近成熟期,vinculin反应增强,随着细胞突起生长,在突起中两蛋白共存处可见节段状分布的黄色融合光,直达突起的末端.结论本研究揭示在大脑皮层神经干细胞定向分化为神经元过程中,actin表达变化与神经元发育成熟呈正相关,且actin与vinculin共存.     

α辅肌动蛋白的结构和功能

α辅肌动蛋白是近年来在细胞骨架与细胞运动研究中的热点蛋白 .目前发现有α辅肌动蛋白 1、2、3和 4四种类型 ,呈细胞或组织特异性分布 .这四种蛋白的共同结构特征是在细胞内均为反向平行的二聚体 ,并具有N末端肌动蛋白结合结构域 (ABD)、血影蛋白样中央重复结构域和C末端“EF手”结构域 .作为细胞骨架中一种重要的肌动蛋白交联蛋白 ,α辅肌动蛋白通过与其相关蛋白包括整合素 (integrins)、钙粘素 (cadherin)以及细胞信号传导通路中的信号分子等的协同作用 ,在稳定细胞粘附、调节细胞形状及细胞运动中发挥着重要作用 .因此 ,肿瘤的发生、发展和恶化与α辅肌动蛋白的结构、功能密切相关 .本文结合本实验室的研究工作 ,综述了α辅肌动蛋白家族成员的结构、功能及其与肿瘤发生的相关性 .     

hhlim基因表达产物的亚细胞定位及其在细胞肥大中的意义

hhlim是从胎儿心脏中新近分离和克隆得到的与心脏发生相关的基因,其表达产物作为转录因子参与多种基因的转录调控和细胞的发育与分化过程.用细胞转染方法将外源性hhlim基因导入处于分化过程中的小鼠成肌细胞C2C12,发现该基因强制性表达可使C2C12细胞体积明显增大.RT-PCR和蛋白质印迹结果表明,hhlim促细胞肥大与诱导α-肌动蛋白(α-actin)过表达及重新启动胚胎基因BNP表达有关.用绿色荧光蛋白-hhlim融合蛋白表达载体转染处于分化过程的C2C12细胞,发现转染不同时间,表达产物的亚细胞定位发生动态变化,表现为先在胞核和胞质中均有分布,而后定位于胞质的变化规律.应用免疫共沉淀证实,hhlim在胞质中以与α-actin 相互缔合的方式存在.     

在三维结构上对百合花粉母细胞actin的免疫定位

传统的切片仅仅能够显示样品的平面结构,不能用于细胞中三维网络结构的研究。笔者在DGD(diethylene glycol distearate)包埋去包埋的基础上,结合电镜免疫胶体金技术对大卫百合花粉母细胞胞间及胞内细胞的骨架系统进行了研究,观察到高反差细胞微梁结构的三维网络,actin这一细胞骨架的主要成员被定位在该微梁结构纤维上。三维结构上的研究表明,actin不但是植物细胞核及细胞质骨架的成员,而且也存在于胞间连接结构(胞质桥和胞间连丝)中,推测它可能与细胞融合有关。实验结果同时表明,三维结构免疫胶体金技术对于细胞骨架和核基质的结构蛋白研究是行之有效的。     

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。     

神经干细胞分化过程中微管蛋白表达变化的光电镜观察

目的对神经干细胞向神经元定向分化过程中微管蛋白的表达变化进行光、电镜观察研究。方法采用细胞培养技术、免疫荧光技术以及免疫电镜技术对神经干细胞向神经元定向分化过程中微管蛋白的表达变化进行观察。结果在神经干细胞向神经元定向分化的不同时期,存在微管蛋白的表达变化,在分化初期以核周附近分布明显,随神经元的成熟散在分布于胞质中及突起内,形成细网状,构成细胞骨架,维持细胞形态。结论在神经干细胞向神经元定向分化过程中伴随有微管蛋白的表达变化,随神经元的成熟而构成细胞骨架,维持细胞形态。     

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。