高糖诱导骨髓来源MAPC细胞TGF-β1表达并干扰其分化趋势的研究

利用骨髓来源MAPC细胞(Multipotent Adult Progenitor Cell)作为细胞模型,通过检测高糖对骨髓来源MAPC细胞TGF-β1表达水平的影响,探讨高糖干预MAPC细胞TGF-β1表达的机制及其对MAPC细胞分化趋势的影响.研究发现,高糖可以上调特异性平滑肌标记物α-SMA和SM22-α表达水平,同时抑制内皮细胞特异性标记物vWF、CD31以及Flk1表达水平,从而诱导MAPC细胞向平滑肌细胞方向分化,并且高糖是通过调控MAPC细胞TGF-β1表达及分泌来影响其自身分化趋势的,其机制是高糖通过ERK1/2信号途径抑制STAT3(Tyr705)磷酸化,最终干预MAPC细胞TGF-β1表达水平.     

血管平滑肌细胞中ERK通路与TGF-β_1/Smad通路的相互作用

目的:探讨血管平滑肌细胞(VSMC)中TGF-β/Smad与ERK信号转导通路是否存在相互调节关系。方法:原代培养的大鼠胸主动脉平滑肌细胞,分四组:①对照组,②TGF-β1组,③ERK阻断剂(PD98059)组和④TGF-β1+ERK阻断剂(PD98059)组。分别用Western blot法检测VSMC内Smad2/3、ERK1/2蛋白表达及磷酸化Smad2/3、磷酸化ERK1/2蛋白含量,RT-PCR方法测VSMC中Smad2、Smad3mRNA的表达。结果:①与对照组相比,TGF-β1组P-Smad2/3、P-ERK1/2蛋白含量增多(P0.05),ERK阻断剂组P-Smad2/3、P-ERK1/2蛋白含量减少(P0.05),TGF-β1+ERK阻断剂组P-Smad2/3、P-ERK1/2蛋白含量无差异;与TGF-β1组相比,TGF-β1+ERK阻断剂组P-Smad2/3、P-ERK1/2蛋白含量减少(P0.05)。各组间Smad2/3、ERK1/2蛋白表达无差异。②各组的Smad2、Smad3mRNA表达无差异。结论:TGF-β1诱导的Smad2/3蛋白磷酸化依赖ERK通路激活,但ERK通路对Smad2/3蛋白和mRNA表达水平无影响。     

肌肽对高糖环境下心肌成纤维细胞胶原表达的影响

目的:探讨肌肽对高糖环境下心肌成纤维细胞中胶原生成的影响及作用机制。方法:原代培养心肌成纤维细胞,将细胞分为正常糖组(NG,5.5mmol/L glucose)、高糖组(HG,25mmol/L glucose)、高糖+10mmol/L肌肽组、高糖+20mmol/L肌肽组、高糖+40mmol/L肌肽组、高糖+SB组(HG+10μmol/L SB203580)、高糖+PD组(HG+10μmol/L PD98059)。ELISA检测胶原Ⅰ、Ⅲ的含量,Western blot检测TGF-β1、p-p38 MAPK和p-ERK(1/2)等蛋白的表达。结果:与正常糖组相比,高糖组中胶原Ⅰ和胶原Ⅲ含量增加(P<0.01);TGF-β1、p-p38和p-ERK等表达增加(P<0.01);与高糖组相比,高糖+肌肽组中胶原Ⅰ、Ⅲ、TGF-β1、p-p38、和p-ERK等均降低(P<0.05);高糖+SB组和高糖+PD组中胶原Ⅰ、Ⅲ表达减少(P<0.05)。结论:肌肽对心肌成纤维细胞中胶原生成具有抑制作用,且通过MAPK通路实现。     

胃癌细胞中SMAD-4与TGF-β通过抑制RAS/ERK途径促进PTEN表达

SMAD-4在肿瘤抑制方面有重要作用,但它在肿瘤发生中的作用及其与细胞周期进程中的一种关键调控因子——PTEN(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10)的关系仍存在争议.分别在人胚肾细胞(293T)及人胃癌细胞(MGC-803)中研究SMAD-4及TGF-β信号通路对PTEN基因表达的影响.结果发现,在293T细胞中,SMAD-4与TGF-β促进PTEN表达,而MGC-803细胞中,SMAD-4与TGF-β抑制PTEN转录.进一步研究发现,胃癌细胞中,SMAD-4与转化生长因子β(TGF-β)对PTEN的抑制可被PD98059(MEK抑制剂)解除.此外,SMAD-4的核转移也明显促进PTEN表达,并且PD98059存在下,SMAD-4与TGF-β协同刺激可促进胃癌细胞凋亡.综上,实验发现,SMAD-4作为一种co-Smad蛋白,通过TGF-β信号途径影响PTEN表达.     

高糖通过下调FoxO1磷酸化诱导β细胞去分化

胰岛β细胞发生去分化现象是导致其功能减退的机制之一。已有研究证明,FoxO1与β细胞去分化密切相关。然而,高糖是否可通过FoxO1诱导β细胞发生去分化目前尚未见报告。本研究通过不同浓度高糖干预MIN6细胞,采用葡萄糖刺激胰岛素分泌试验（GSIS）检测β细胞功能|实时荧光定量PCR及蛋白免疫印迹、免疫荧光方法检测高糖干预后β细胞内祖细胞标志基因、β细胞标志基因及FoxO1的表达变化。结果显示,不同浓度高糖干预β细胞后,当浓度达到35 mmol/L时,β细胞祖细胞标志基因表达明显增加。且在该浓度时,检测到β细胞标志基因表达明显降低,MIN6细胞葡萄糖刺激胰岛素分泌功能减退,磷酸化FoxO1表达减少。上述结果提示,高糖可诱导胰岛β细胞去分化的发生,其机制可能是通过FoxO1介导。     

黄芪甲苷激活TGF-?茁1/Smad2信号通路诱导骨髓间充质干细胞向周细胞分化的作用研究

摘要 目的：观察黄芪甲苷促进大鼠骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cell,MSCs)向周细胞分化的作用,揭示中药黄芪治疗缺血性心脏病的意义。方法：本研究以大鼠骨髓间充质干细胞为研究对象,采用全骨髓培养法,从SD大鼠乳鼠（5d-7d）股骨提取原代细胞,体外传代纯化,P4-P5代用于实验。实验分阴性对照组,大鼠BMSCs 15%胎牛血清(Fetal Bovine Serum, FBS)向周细胞分化的作用,揭示中药黄芪治疗缺血性心脏病的意义。方法：本研究以大鼠骨髓间培养基培养,不给予药物干预;阳性对照组,给予转化生长因子β1(TGF-β1) 5 ng/mL干预3天;黄芪甲苷(Astragaloside,Ast) 组,给予黄芪甲苷4 μg/mL分别干预1 d、2 d、3 d、5 d、7 d;阻断剂组,TGF-β1 受体阻断剂 sb431542 预处理后,再加入黄芪甲苷4 μg/mL分别诱导1 d、2 d、3 d。实时定量PCR( RT-PCR) 检测神经元-胶质细胞抗原2(Neuron-glial antigen 2,NG2)、α-平滑肌肌动蛋白( alpha smooth muscle actin,α-SMA )信使核糖核酸(mRNA)表达;印迹法(Western blot) 检测NG2、α-SMA、Smad2/3、p-Smad2蛋白表达。结果：经黄芪甲苷诱导刺激后,大鼠骨髓间充质干细胞在mRNA和蛋白水平上,NG2、α-SMA 的表达量均升高;Ast 3d组,与阴性对照组和阳性对照组相比,NG2、?-SMA蛋白和mRNA的表达量均显著升高(p<0.05)。黄芪甲苷刺激细胞后,TGF-β1/Smad2信号传导通路被激活,从第一天开始,p-Smad2蛋白表达量升高,第3天到达顶峰,随后降低;其中第三天,p-Smad2蛋白表达量显著高于Ast 0d组(p<0.01) 。加入阻断剂后,黄芪甲苷受到 sb431542影响,对细胞的作用减弱,NG2、α-SMA蛋白和mRNA表达量均下调;sb431542+Ast 3d组,与Ast 3d组相比,NG2、α-SMA 蛋白和mRNA的表达量显著降低(p<0.001)。受阻断剂的影响,黄芪甲苷对TGF-β1/Smad2信号传导通路的作用减弱,前三天p-Smad2蛋白的表达量均降低,sb431542+Ast 3d组,与Ast 3d组相比,p-Smad2蛋白的表达量显著降低(p<0.001)。结论：黄芪甲苷具有促进大鼠BMSCs向周细胞分化的作用,其机制与激活TGF-β1/Smad2信号传导通路相关。     

波动性高糖对肾小管上皮细胞Wnt／β-catenin信号途径的影响

肾脏纤维化分为肾小球硬化和肾小管间质纤维化（tubular interstitial fibrosis,TIF）,而TIF过程与肾损伤具有密切的关系。TIF是由于细胞外基质的过度沉积造成的,肌成纤维细胞是TIF发生发展过程中产生细胞外基质的主要细胞,该过程被成纤维细胞激活,涉及上皮细胞向肌成纤维细胞的转分化^[1-2]。Wnt／β-catenin信号途径涉及细胞增殖、肿瘤发生与转移的调控。β-catenin是Wnt信号途径的关键分子,在细胞的生长与分化过程中起着重要的作用,     

TGF-β1以受体和Smad7依赖的方式活化ERK

目的:探讨人永生化BEP2D细胞中TGF-β活化ERK/MAPK通路的机制。方法:用RNA干扰的方法设计siRNAs使人永生化BEP2D细胞中TβRⅡ、Smad7基因沉默,用Westernblot分析TGF-β1诱导的ERK激酶磷酸化的变化。结果:当Smad7表达沉默后,TGF-β1诱导的ERK激酶磷酸化水平显著降低;当TβRⅡ和Smad7表达同时发生沉默后,细胞内TGF-β1诱导的ERK激酶磷酸化水平进一步降低到基础水平以下。结论:TGF-β1以受体和Smad7依赖的方式活化ERK/MAPK通路。     

高转移倾向乳腺癌细胞中p-ERK促进增殖和迁移作用的信号转导途径

在建立乳腺癌细胞MCF-7高转移倾向亚克隆LM-MCF-7细胞株的基础上,为阐明LM-MCF-7细胞具有更强增殖和迁移能力的分子机制,对其相关分子及其信号转导途径进行了探讨.免疫印迹结果显示,与MCF-7细胞相比,LM-MCF-7细胞中p-ERK1/2水平显著升高.流式细胞术和“伤口愈合”实验结果表明,ERK1/2的特异性抑制剂PD98059可明显抑制LM-MCF-7细胞的高增殖和高迁移能力.免疫印迹检测发现,与MCF-7细胞相比,LM-MCF-7细胞中与增殖和迁移相关的因子,如β-catenin、细胞周期蛋白D1、磷酸化肌球蛋白轻链（p-MLC）和肌球蛋白轻链激酶（MLCK）的水平呈明显增高,PD98059对这些因子水平的增高具有抑制作用.免疫荧光染色显示,LM-MCF-7细胞中β-catenin分布在细胞核中,应用PD98059处理后,β-catenin主要分布在胞浆中.上述研究结果表明,在LM-MCF-7细胞中活化的ERK1/2水平升高,是导致该细胞增殖和迁移能力增强的重要原因之一,与ERK1/2-MLCK-p-MLC和ERK1/2-β-catenin 细胞周期蛋白D1等信号转导途径有密切的关系.     

PARP-1对高糖诱导的心肌细胞增殖的影响及机制研究

目的:研究PARP-1对高糖诱导的心肌细胞增殖的影响及可能机制。方法:用高糖处理H9C2细胞,qRT-PCR和Western blot检测细胞中PARP-1 m RNA和蛋白水平。H9C2细胞转染PARP-1 si RNA和si RNA control,q RT-PCR和Western blot检测细胞中PARP-1 m RNA和蛋白水平。用高糖处理转染PARP-1 si RNA后的H9C2细胞,CCK-8检测细胞增殖情况,硫代巴比妥酸法检测丙二醛(MDA)水平,黄嘌呤氧化酶法检测超氧化物歧化酶(SOD)水平,Western blot检测增殖细胞核抗原(PCNA)、p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)、磷酸化的p38MAPK(p-p38MAPK)蛋白的表达。结果:高糖诱导的H9C2细胞中PARP-1 m RNA和蛋白水平明显高于正常培养的H9C2细胞(P0.05)。PARP-1 si RNA能够明显下调H9C2细胞中PARP-1 m RNA和蛋白水平。高糖处理后H9C2细胞存活率明显降低,细胞中MDA水平升高,细胞中SOD水平降低,细胞内的PCNA水平降低,p38MAPK磷酸化水平升高,与正常培养的H9C2细胞相比,差异均具有统计学意义(P0.05)。用高糖培养下调PARP-1的H9C2细胞,细胞存活率有所升高,细胞中MDA水平降低,细胞中SOD水平也升高,细胞中PCNA水平升高,细胞中p38MAPK磷酸化水平降低,与单纯高糖培养的细胞相比,差异均具有统计学意义(P0.05)。结论:PARP-1在高糖诱导的心肌细胞中表达上调,可能通过激活p38MAPK信号途径,增加细胞脂质氧化应激抑制心肌细胞增殖。     

Cell Cycle Regulation

Drosophila researchers met in sunny San Diego for the 49th annual meeting of The Genetics Society of America. It was cold outside and even colder inside. Like last year, ‘Mitosis, Meiosis and Cell Division’ was no longer a session. Instead, we searched out and covered talks and posters in ‘Cell Division and Growth Control’, ‘Gametogenesis’, ‘Cytoskeleton and Cell Biology’ and ‘Genome and Chromosome Structure’. We split up for maximal coverage and re-grouped later for the Workshop on Cell Cycle and Checkpoints. We apologize in advance for the brevity or omission of some reports.     

细胞周期和调控因子

近期对细胞周期调控的研究获得了突破性进展.人们深入地研究了周期蛋白家族和pp³⁴蛋白家族在周期调控中的作用及二者之间的相互关系,同时还发现了很多与之相关的调控因子,它们彼此相互作用,形成了极为复杂的级联调控网络.     

细胞周期中MicroRNA的调控作用

MicroRNA是近年来发现并热点研究的一类重要的非编码RNA,在干细胞的更新与分化、体细胞性状与数量的维持、甚至肿瘤细胞的恶性增生等生物学过程中都具有重要的调控作用.microRNA通过与靶位点结合而快速有效地降解靶基因mRNA或抑制蛋白的翻译,下调E2F、CDK、cyclin、p21、p27、DNA多聚酶α等关键的细胞周期调控因子的表达,加速或减慢细胞增殖的速度.microRNA对细胞周期的调控还将涉及到微生物感染机体的过程、免疫系统的调控、妊娠期母体的变化、组织的修复、细胞的凋亡与衰老等诸多方面.随着对microRNA调控细胞周期机制的深入研究,microRNA及其靶基因不仅可以作为某些疾病的分子标记物,而且可以用于指导疾病的预防和治疗.     

miR-217参与高糖诱导的内皮细胞凋亡的调控

目的:研究miR-217对高糖诱导的内皮刺激内皮细胞凋亡的作用。方法:培养人冠状动脉内皮细胞,用含D-葡萄糖(30mmol/L)的培养液刺激:(1)利用实时定量PCR检测内皮细胞相关微小RNA(miR-217、miR-137、miR-29c、miR-218、miR-451、miR-328、miR-517c和miR-216a等)的表达变化;(2)利用慢病毒感染技术干预内皮细胞miR-217水平,利用流式细胞术检测细胞凋亡水平;(3)生物信息学预测、双荧光素酶报告基因验证以及蛋白免疫印迹法(western blot)确定miR-217的靶基因。结果:(1)实时定量PCR检测发现高糖刺激内皮细胞后,miR-217、miR-137、miR-29c、miR-218等的表达上调(P0.01),miR-451、miR-328、miR-517c和miR-216a的表达下调(P0.01),其中miR-217比对照细胞升高了5.67倍;(2)慢病毒感染内皮细胞后再经高糖刺激,流式细胞术检测发现过表达miR-217的内皮细胞凋亡水平有显著提高;(3)生物信息学分析发现SIRT1基因的3'非翻译区上存在一个miR-217的结合位点,双荧光素酶报告基因和western blot结果均证明SIRT1是miR-217的靶基因。结论:miR-217可能通过抑制SIRT1的表达参与高糖诱导的内皮细胞凋亡的调控。     

植物细胞周期及其调控

概述了植物细胞周期的特点及其调控.     

心肌细胞周期调控的研究进展

尽管分子心脏学在很多方面已经取得了较大的进展,但是有关心脏形成细胞的起源、诱导心脏发生的机理、胚胎期和成人期心肌细胞增殖的调控途径仍然不是很清楚.在最近的研究中,人们对心肌细胞周期调控已有所了解.主要就心肌细胞周期活动和成人心肌细胞发生的研究进展进行了综述.     

Hsp90 Activation and Cell Cycle Regulation

The widely-expressed molecular chaperone heat shock protein 90 (Hsp90) regulates several important cellular processes via its’ repertoire of ‘client’ proteins. Signal transduction pathways controlled by Hsp90 contribute to all major components of the malignant phenotype, so Hsp90 inhibitors are under investigation as anticancer agents. Since Hsp90 is also expressed at high levels in many normal tissues, it was unclear why Hsp90 inhibitors such as 17-allylamino-geldanamycin (17-AAG) have selective antitumor activity in animals and are well tolerated clinically. Recent findings indicate that Hsp90 is largely latent in unstressed normal cells, but tumor Hsp90 becomes completely utilized during malignant progression, resulting in an activation-dependent conformational shift that radically increases 17-AAG binding affinity in cancer cells. In this article, the implications of this discovery are discussed, with particular reference to cell cycle regulation in normal and malignant cells, and the consequences of inducing cell cycle arrest with Hsp90 inhibitors.