抗衰老的GDF11生物学特征与功能表现

生长分化因子11（growth differentiation factor-11, GDF11）是转化生长因子β(transforming growth factor-β, TGF-β) 超家族中骨形态发生蛋白（bone morphogenetic proteins,BMPs）亚家族中的一个重要成员,在哺乳动物的骨骼、肾等多种器官组织上均有表达,且在胚胎发育、骨骼和肌肉形成等方面起着重要作用。近年研究发现,GDF11与哺乳动物的抗衰老作用联系越来越紧密。本文整理国内外关于GDF11与衰老关系的研究,对 GDF11生物学基础以及对动物心脏的衰老、认知能力以及骨骼肌肉等方面的影响进行了综述。我们认为,GDF11作为一种新的细胞因子,可以调控多种下游信号通路,其作用的方式及影响还有待研究。GDF11研究可为在抗衰老以及与衰老相关疾病的治疗提供一定的理论基础。     

GDF15基因在卵巢上皮性癌组织中的表达及其临床意义

目的:探讨生长分化因子GDF15(Growth Differentiation Factor 15)基因在卵巢上皮性癌组织中的表达及其与铂类耐药的相关性。方法:应用免疫组化、western blot、RT-PCR等方法对80例原发性卵巢癌组织和卵巢癌顺铂敏感/耐药株A2780和CP70、SKOV3和SKOV3/DDP中生长分化因子GDF15表达水平进行测定。结果:生长分化因子GDF15的表达强度与卵巢癌铂类耐药性显著相关。在卵巢癌顺铂耐药株CP70、SKOV3/DDP中GDF15表达水平较顺铂敏感株A2780、SKOV3明显增高。结论:GDF15表达水平与卵巢癌发生发展及铂类耐药相关,对于卵巢癌患者早期筛选、预测预后具有一定的临床指导价值。     

GDF11对Ⅱ型糖尿病小鼠心肌损伤的保护作用

目的观察GDF11对Ⅱ型糖尿病C57BL/6J小鼠心肌损伤的保护作用及心肌凋亡水平的变化情况。方法 60只体重20~25 g的雄性C57BL/6J小鼠,随机分为3个组:正常对照组(control)、II型糖尿病模型组(DM)和GDF11干预组(DM+GDF11)。高脂高糖饲料饲养4周后,连续3次腹腔注射60 mg/kg链脲佐菌素(STZ),建立II型糖尿病小鼠模型,持续高脂高糖饲料饲养4周后,小动物超声检测心功能,取心肌组织,TUNEL染色检测心肌组织凋亡比例,Western blot法检测凋亡相关蛋白cleaved-caspase-3、Bcl-2和Bax的表达。结果糖尿病损伤显著下调左室射血分数和左室短轴缩短率,增加心肌凋亡率,而给予重组GDF11蛋白能够明显改善心功能并减轻心肌凋亡。结论外源性的GDF11可以显著减轻糖尿病损伤后心肌凋亡水平,改善心功能。     

GDF15在气道慢性炎症性疾病中的研究进展

气道慢性炎症性疾病是指炎症累及上和(或)下气道的慢性疾病。近年来,由于环境变化和社会经济发展,流行病学显示气道慢性炎症性疾病的患病人数不断上升,严重影响患者的生活质量和期望寿命。生长分化因子15(growth differentiation factor 15,GDF15)是一种应激反应性细胞因子,属于转录生长因子-β超家族。越来越多的研究发现,GDF15水平与气道炎症程度密切相关,并影响气道黏液高分泌,与气道慢性炎症性疾病的发生、进展及预后密切相关,是具有潜力的血清检测标志物。本文主要阐述GDF15的活化机制及其与炎症的关系,以慢性鼻-鼻窦炎、慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘等常见疾病为例,总结了GDF15在气道慢性炎症性疾病发生发展过程中的表达水平变化,以及对疾病生理病理过程和病情转归预后的影响,以期为临床气道慢性炎症性疾病的诊断和治疗提供理论依据和参考。     

转化生长因子5在发育性髋关节发育不良中的作用研究进展

发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是一种主要因髋臼、股骨近端和关节囊等存在结构性畸形而导致的不稳定关节病变,进而发展成为髋关节的脱位。髋关节内软骨发育不良、骨骼及肌腱的异常均可导致髋关节结构的畸形,最终造成DDH。因此,早期预防与诊断是DDH治疗的关键。研究表明,DDH具有遗传基础,其易感基因包括GDF5、HOXD9、COL2AL、PAPPA2等,其中遗传因子转化生长因子5(growth differentiation factor 5,GDF5)对软骨细胞的增殖、分化具有重要作用,是当前研究治疗DDH的热点之一。因而,了解GDF5基因对软骨发育及分化的影响,对于DDH的发病机制和治疗具有重要意义。基于此,综述了国内外近期探讨的GDF5在基因层面上对DDH的影响,以及通过关节内注射重组人GDF5等基于GDF5的DDH治疗方案,以期为DDH的临床治疗提供新的策略。     

鸡GDF5基因遗传多样性及生物信息学分析

为分析鸡GDF5基因的遗传多样性及结构与功能,本试验采用DNA池结合PCR产物直接测序法和生物信息学对9个鸡品种11种样品的GDF5基因进行研究。试验共检测出10个SNPs,且全为同义突变,突变后RNA二级结构发生变化,自由能变小,稳定性随之增强;GDF5蛋白存在信号肽,成熟肽始于第19位氨基酸;同源模建预测得到的蛋白结构模型理想可靠。结果表明GDF5基因具有丰富的多态性,生物信息学结果可为进一步研究GDF5基因的作用机制和GDF5蛋白功能提供理论基础。     

组蛋白去乙酰化酶（HDAC）在间充质干细胞C3H10T1/2成脂分化过程中的表达及HDAC11的作用

组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase, HDAC）通过参与调节组蛋白乙酰化修饰调控基因表达. 研究发现多种HDAC参与成脂分化,但其机制尚不清楚. 本研究旨在探讨间充质干细胞C3H10T1/2成脂分化过程中组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的表达变化及其对成脂分化的影响. 本研究首先建立了C3H10T1/2体外成脂分化的模型并以油红O染色鉴定成功诱导成脂分化. PCR检测C3H10T1/2细胞成脂分化过程中11种HDAC的变化趋势,发现成脂分化过程中,HDAC1、2、5、9和10的mRNA表达量下降而HDAC3、6、8和11的mRNA表达量明显上升,其中HDAC11上升最为显著. 进一步通过RNA干扰沉默HDAC11表达, PCR检测成脂分化的关键转录因子PPARγ2和成脂标志物Perilipin、Adipoq 的mRNA表达量下降,但Fabp4表达变化不明显. 油红O染色结果表明,诱导C3H10T1/2成脂分化过程中,干扰HDAC11表达,胞浆内脂滴形成数量减少,成脂分化受到抑制. 总之,我们实验的结果提示C3H10T1/2细胞成脂分化伴随着多种HDAC表达的变化,其中HDAC11的增加最显著,干扰HDAC11的表达可以抑制C3H10T1/2细胞的成脂分化.     

GDF5基因真核表达载体的构建及其在恒河猴骨髓间充质干细胞中的表达

目的克隆人软骨组织生长分化因子5（GDF5）基因及构建GDF5基因真核表达载体,观察其在恒河猴骨髓间充质干细胞（MSCs）中的表达情况。方法采用反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）从人胎儿软骨组织克隆hGDF5基因全长cDNA,插入pEGFP-C2载体,构建重组真核表达质粒pEGFP-C2-GDF5。重组质粒脂质体介导法转染MSCs细胞,荧光显微镜观察报告基因的表达,RT-PCR法检测目的基因表达。结果成功克隆人软骨组织GDF5基因和构建GDF5真核表达质粒pEGFP-C2-GDF5,克隆在载体上的基因长度为1505bp,包含全部cDNA编码序列1505bp,测序显示与Genbank上的序列一致。重组质粒转染恒河猴MSCs细胞得到表达,绿色荧光蛋白在转染24h后开始表达,72h达高峰,然后表达逐渐减弱。转染后72h可检测到GDF5mRNA表达。结论人GDF5基因在恒河猴MSCs细胞的成功表达为应用恒河猴模型开展基于细胞的基因疗法修复骨和软骨损伤研究奠定了必要基础。     

组蛋白去乙酰化酶在间充质干细胞C3H10T1/2成脂分化过程中的表达及HDAC11的作用

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)通过调节组蛋白乙酰化修饰参与调控基因表达.研究发现多种HDAC参与成脂分化,但其机制尚不清楚.本研究探讨间充质干细胞C3H10T1/2成脂分化过程中HDAC的表达变化及其对成脂分化的影响.本研究首先建立了C3H10T1/2体外成脂分化的模型,并以油红O染色鉴定成功诱导成脂分化.PCR检测C3H10T1/2细胞成脂分化过程中11种HDAC的变化趋势,发现成脂分化过程中,HDAC1、2、5、9和10的m RNA表达量下降,而HDAC3、6、8和11的m RNA表达量明显上升,其中HDAC11上升最为显著.进一步通过RNA干扰沉默HDAC11表达,PCR检测成脂分化的关键转录因子PPARγ2和成脂标志物Perilipin、Adipoq的m RNA表达量下降,但Fabp4表达变化不明显.油红O染色结果表明,诱导C3H10T1/2成脂分化过程中,干扰HDAC11表达,胞浆内脂滴形成数量减少,成脂分化受到抑制.实验结果提示,C3H10T1/2细胞成脂分化伴随着多种HDAC表达的变化,其中HDAC11的增加最显著,干扰HDAC11的表达可以抑制C3H10T1/2细胞的成脂分化.     

卵巢癌患者血清HB-EGF、TK1、GDF15水平与临床病理特征和预后的关系

摘要 目的：研究卵巢癌患者血清肝素结合性表皮生长因子（HB-EGF）、胸苷激酶1(TK1)、生长分化因子15(GDF15)水平与临床病理特征和预后的关系。方法：利用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测94例卵巢癌患者和60例健康体检志愿者的血清HB-EGF、TK1、GDF15水平。Pearson相关分析卵巢癌患者血清HB-EGF、TK1、GDF15三者的相关性。分析卵巢癌患者血清HB-EGF、TK1、GDF15水平与临床病理特征的关系。Kaplan-Meier生存分析不同血清HB-EGF、TK1、GDF15水平的卵巢癌患者的生存率差异。单因素及多因素COX回归分析影响卵巢癌患者生存预后的因素。结果：与健康对照组相比,卵巢癌组患者血清HB-EGF、TK1、GDF15水平明显较高（均P<0.05）。卵巢癌组患者血清HB-EGF与TK1、GDF15水平呈正相关,TK1与GDF15水平呈正相关（均P<0.05）。卵巢癌患者血清HB-EGF、TK1、GDF15水平与FIGO分期、分化程度有关（均P<0.05）。血清HB-EGF、TK1、GDF15高水平的卵巢癌患者3年总体生存率分别低于低水平患者（P<0.05）。血清HB-EGF、TK1、GDF15高水平、FIGO分期为Ⅲ期及低分化程度是影响卵巢癌患者预后的独立危险因素。结论：卵巢癌患者血清中HB-EGF、TK1、GDF15水平升高,三者水平与卵巢癌肿瘤FIGO分期、肿瘤分化程度有关,检测血清HB-EGF、TK1、GDF15水平有助于评估卵巢癌患者的预后。     

人胚胎干细胞和拟胚体基因表达谱的初步分析

利用人类全基因组Affymetrix芯片检测人胚胎干细胞与其自发分化7d的拟胚体之间的差异表达基因.结果显示:与未分化的人胚胎干细胞相比.在分化7d的拟胚体中表达下调2倍及以上的已知和未知基因共有1100个,表达上调2倍及以上的已知或未知基因共有2283个.利用Gostat对这些差异表达基因进行功能分析,发现它们分别与细胞的生物代谢过程、信号传导通路、系统发育、细胞分化、分子功能及亚细胞组分相关.胚胎干细胞具有自我更新能力,是研究早期胚胎发育理想的细胞模型,因此对差异表达基因的功能研究有助于了解维持人胚胎干细胞自我更新的分子机制以及胚胎发育早期的分子事件.     

生长分化因子15及其特异性受体GFRAL信号通路

生长分化因子 15(growth differentiation factor 15,GDF15)属于转化生长因子 β(transforming growth factor β,TGF-β)超家族的成员之一,是与转化生长因子β家族成员同源性很低的新一类二聚体多肽.GDF15最初发现于活化的巨噬细胞中,可通过2种不同的细...     

牦牛GDF9和BMP15基因的克隆、表达分析及miRNA研究

以牦牛GDF9和BMP15基因为研究对象,采用PCR方法分别克隆出GDF9和BMP15的两个外显子片段,RT-PCR方法分析了GDF9和BMP15及靶定mi RNA在各组织中的表达情况。实验结果显示,克隆扩增获得外显子区进行生物信息学分析。牦牛GDF9基因外显子片段长分别411 bp和1 082 bp,编码453个氨基酸;BMP15基因外显子片段长分别为323 bp和802 bp,编码372个氨基酸。GDF9编码蛋白是亲水蛋白,含有一个信号肽和15个潜在磷酸化位点;BMP15编码蛋白是亲水蛋白,不含信号肽,有6个潜在磷酸化位点。通过实时荧光定量PCR方法分析牦牛GDF9和BMP15基因在不同组织中的表达量,结果表明GDF9在卵巢和子宫中表达相对较高,且卵巢表达显著高于其他组织,心、肾、胰和脾中无表达。BMP15仅在卵巢中表达。Target Scan预测靶定牦牛GDF9和BMP15基因的靶定mi RNA,分析GDF9靶基因bta-mi R-193a-3p和bta-mi R-193b在心、脾、肺、肾和子宫中的表达量,结果显示bta-mi R-193a-3p脾中表达量显著高于其他组织,但在心、肺和子宫中均不表达。bta-mi R-193b在心和肾中没检测到表达,在肺中的表达量显著低于脾和子宫中。     

长非编码RNA-UCA1影响红细胞增殖

造血是一个高度协调、精密调控的过程。在正常造血分化过程中, lncRNA不仅调控造血干/祖细胞自我更新、分化、凋亡等过程,还决定造血谱系分化命运。关于lncRNA在人的不同造血谱系分化中的功能以及作用机制的研究已比较深入,但其在红系分化过程中的功能和机制的研究很少,仍处于建立差异基因表达谱的阶段。现有的研究表明, lncRNA-UCA 1(urothelial cancer associated 1)作为原癌基因与多种癌症的发生、发展、转移、产生化疗耐药性等密切相关。该研究发现,在体外诱导脐带血来源的CD34+干/祖细胞向红细胞分化的过程中,采用慢病毒感染的方法敲降UCA 1的表达抑制了红细胞的增殖及活力,对RNA-seq数据进一步分析发现,降低UCA 1的表达会影响与细胞周期相关基因的表达。     

Gdf15对酒精性脂肪肝代谢异常的影响

摘要 目的：探讨生长分化因子15（Growth and Differentiation Factor 15, GDF15）对于酒精性脂肪肝(alcoholic fatty liver, AFL)代谢异常的影响。方法：用白酒构建酒精性脂肪肝小鼠模型然后分别给对照组和模型组尾静脉注射AAV8-GDF15过表达肝脏的GDF15分子,将小鼠共分为四组：正常+尾静脉注射对照AAV8-NC组(Con+AAV8-NC)、模型(酒精)+尾静脉注射AAV8对照病毒组(AFL+AAV8-NC)、正常+尾静脉注射过表达AAV8-Gdf15组(Con+AAV8-Gdf15)、酒精+尾静脉注射过表达AAV8-Gdf15组(AFL+AAV8-Gdf15)。对其体重、空腹血糖、葡萄糖耐量、胰岛素释放、血清脂、肝脏脂、谷丙转氨酶、谷草转氨酶含量的测定;其肝脏活组织切片使用苏木精-伊红染色法染色检测肝脏结构异常;q-PCR检测脂代谢相关分子RNA水平等观察过表达GDF15对酒精性脂肪肝的影响。结果：与Con+AAV8-N组相比,AFL+AAV8-NC组的体重下降,而过表达GDF15后AFL+AAV8-Gdf15组体重比AFL+AAV8-NC组的体重下降减少。与Con+AAV8-NC组相比,AFL+AAV8-NC组的空腹血糖升高、糖耐量及胰岛素耐量下降,过表达GDF15后AFL+AAV8-Gdf15组与AFL+AAV8-NC相比空腹血糖显著下降、糖耐量及胰岛素耐量显著升高。AFL+AAV8-NC组与Con+AAV8-NC组相比血脂TG明显升高,过表达GDF15后AFL+AAV8-Gdf15组血脂与AFL+AAV8-NC的血脂相比显著下降。与Con+AAV8-NC组相比,AFL+AAV8-NC组的肝脏重量增加,肝功能损伤程度更严重,肝脏脂肪含量增加,而过表达GDF15后AFL+AAV8-Gdf15与AFL+AAV8-NC组相比,肝脏重量、损伤程度及肝脏的脂肪含量均有显著性下降。结论：酒精性脂肪肝增加GDF15的表达,而GDF15的表达增加会改善酒精性脂肪肝的损伤及代谢异常。     

Galanin(甘丙肽)及其受体在成年小鼠脑内神经新生部位的表达及对神经干细胞分化的作用

Galanin(甘丙肽)是一种在中枢神经系统中广泛分布的神经肽,功能涉及摄食、睡眠和觉醒、疼痛、认知和生殖等各方面.我们在成年小鼠脑的神经细胞新生部位如SVZ,DG和RMS发现有galanin及其受体的mRNA表达,同时在SVZ来源的神经干细胞中也检测到有galanin及其受体的表达.细胞实验中,在分化后特定时间段GALKO小鼠来源的神经干细胞产生神经突的细胞比例及神经突的长度明显小于正常小鼠来源的神经干细胞.而加入galanin或受体激动剂GAL2-11后.该神经干细胞则在产生神经突的细胞比例及神经突的长度都明显上升.受体拮抗剂M35的添加可减弱galanin或GAL2-11所产生的作用.这些结果表明galanin及其受体与神经干细胞的分化及神经突的生长有着密切的联系,并可能参与了神经系统的发育.     

离子通道对间充质干细胞增殖、骨向分化的作用

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类具有向中胚层多向分化的干细胞,其细胞表面的离子通道表达多样,功能复杂。近年来,离子通道对间充质干细胞的功能调节备受关注。越来越多研究发现离子通道参与各种信号传递,调控细胞功能,如增殖、分化等基因的表达等。本文主要从离子通道表达的角度介绍离子通道在间充质干细胞的增殖、骨向分化中的作用。     

生长分化因子11对甲醛诱导的海马神经细胞凋亡的影响

目的探讨生长分化因子11（GDF11）对甲醛诱导的海马神经（HT22）细胞毒性的影响。 方法把HT22细胞分为对照组（细胞未做任何处理）、甲醛组（50、100、200 μmol/ L甲醛处理细胞）和GDF11+甲醛组（GDF11转染细胞后用100 μmol/L甲醛处理）。细胞计数试剂盒（CCK8）法检测HT22细胞的活力;蛋白免疫印迹法检测HT22细胞凋亡相关蛋白Bax以及Bcl-2的变化;caspase-3活性检测试剂盒检测HT22细胞内caspase-3活性;DCFDA染色流式细胞仪检测HT22细胞中活性氧（ROS）水平。三组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验。 结果与对照组比较,甲醛组HT22细胞活力（92.23±0.20比56.12±0.61）和Bcl-2蛋白表达（220.32±2.21比150.25±0.31）水平均降低,差异具有统计学意义（P均< 0.05）;而caspase-3活性（95.36±1.74比190.17±2.14）、Bax蛋白表达（132.19±1.21比150.17±1.06）和ROS水平（1099.32±75.47比2802.17±126.49）均升高,差异具有统计学意义（P均< 0.05）。GDF11转染HT22细胞后,与甲醛组比较,GDF11+甲醛组HT22细胞活力升高（56.12±0.61比83.11±1.64）,Bax蛋白表达（270.03±0.17比150.17±1.06）降低,Bcl-2蛋白表达（150.25±0.31比187.34±1.52）升高,caspase-3活性降低（190.17±2.14比105.31±4.12）和ROS水平降低（2802.17±126.49比1305.36±68.45）,差异具有统计学意义（P均< 0.05）。 结论GDF11能够逆转甲醛对HT22细胞凋亡的诱导作用以及降低甲醛对HT22细胞ROS水平的增加作用,此机制对防治甲醛的神经毒性具有重要意义。     

miR-181在人类疾病中的研究进展

miRNA-181是一个进化中极其保守的明星分子.在人类基因组中,miR-181家族成员包括miR-181a-1、miR-181a-2、miR-181b-2、miR-181b-2、miR-181c和miR-181d.miR-181最早是在小鼠B淋巴细胞中发现其特异高表达,且能调控早期造血系统的形成,从而引起了人们的关注.miR-181在小鼠胸腺、脑、肺等器官中高表达,骨髓和脾脏中也可检测到它的存在,而在造血前体细胞中低表达.其中,miR-181a被认为参与B细胞的分化成熟过程.其后,大量研究证实miR-181是一个重要的基因表达调控因子,功能涉及生物体免疫、炎症,细胞周期调控、细胞凋亡及分化等病理生理过程.另一方面miR-181在多种肿瘤中表达异常,包括白血病、神经母细胞瘤、神经胶质瘤等,但其功能及调控机制不太清楚.本文就miR-181分子的基因结构、基因表达与调控、生物学功能以及与疾病发生的相关性作一综述.     

GDF15及其受体GFRAL在肥胖治疗上的相关研究进展

肥胖症是一种由于营养物质过剩导致体内脂肪堆积而引起的代谢性疾病,与糖尿病、心脏病等一系列疾病相关。近年来肥胖症的发病率不断攀升,严重威胁人类健康。药物是治疗肥胖症的重要手段,目前治疗肥胖症的药物多为小分子化学药物,存在较严重的副反应,亟待开发更加安全有效的新型药物。生长与分化因子15(GDF15)属于TGF-β超家族,是一类具有抗炎和抗细胞凋亡效应的细胞因子,近年来被发现具有强大的改善能量代谢和控制体重的作用,从而成为潜在治疗肥胖症的新型药物。简要综述了GDF15及其特异性受体——胶质细胞源性神经营养因子家族受体α相似蛋白(GFRAL)在治疗肥胖症中的研究进展。