整合素研究新进展

整合素是一类广泛存在于细胞表面的粘连分子．文章介绍了整合素的结构和功能,整合素是由α和β亚基（均属跨膜蛋白）通过非共价键形成异质二聚体分子,可参与细胞与胞外基质、细胞与细胞之间的粘连,并通过酪氨酸蛋白激酶系统和丝氨酸蛋白激酶系统介导细胞的信息传递．细胞恶变时,整合素表达的种类和数量均可发生改变．     

整合素αVβ3与病毒感染

整合素αvβ3是一类表达于细胞表面的跨膜糖蛋白粘附分子,由α和β两种Ⅰ型膜蛋白亚单位以非共价键形式连接形成异源二聚体分子。整合素αvβ3可表达于多种细胞,细胞外信号通过不同分子可与其发生相互作用,经整合素αvβ3将细胞外信号传递至细胞内,引起钙离子、Pyk2和磷脂酰肌醇-3(PI-3)激酶等细胞内信号发生变化。整合素αvβ3在血管生成、胚胎发育、肿瘤转移、免疫应答等多种生理和病理过和中发挥着重要的作用。近几年,整合素αvβ3与病毒感染的相关研究进展迅速,本文就整合素αvβ3与病毒感染作一综述。1整合素αvβ3概述1·1整合素αv…     

整合素相关微环境调控肿瘤转移

整合素是肿瘤微环境的重要组成部分,是广泛存在于细胞膜表面的黏附分子,可以识别并结合细胞外基质中相应的配体,参与许多重要的生理过程,包括肿瘤转移.整合素可以促进肿瘤转移的各个阶段,肿瘤微环境也会反过来影响整合素的表达,从而促进癌症的发生发展.     

综述: 整合素相关微环境调控肿瘤转移

整合素是肿瘤微环境的重要组成部分,是广泛存在于细胞膜表面的黏附分子,可以识别并结合细胞外基质中相应的配体,参与许多重要的生理过程,包括肿瘤转移．整合素可以促进肿瘤转移的各个阶段,肿瘤微环境也会反过来影响整合素的表达,从而促进癌症的发生发展．     

苯胺嘧啶衍生物X-9通过下调整合素β1表达抑制肝细胞癌迁移侵袭

整合素在许多肿瘤细胞中高表达,并且参与肿瘤细胞的侵袭转移。在肝细胞癌中,整合素β1被报导高表达,并促进肿瘤细胞的侵袭。目前,对于整合素的表达调控癌细胞机制以及干预其表达进而抑制肿瘤细胞转移的研究较少。本研究探讨利用小分子化合物抑制整合素表达来抑制肿瘤细胞迁移和侵袭的可能。首先,对临床肝癌细胞患者癌组织和癌旁组织中的整合素β1的表达进行检测,发现其在癌组织中的表达显著高于癌旁组织（P<0.05）。对TCGA肿瘤数据库的生物信息学分析结果同样显示,整合素β1的高表达与肝癌的分期（P=0.019）和预后（P=0.013）相关。通过筛选发现,苯胺嘧啶衍生物X09可以抑制肝癌细胞中整合素β1的mRNA和蛋白质的表达（P<0.01）。细胞划痕愈合实验和细胞穿孔实验结果显示,苯胺嘧啶衍生物X-9能够抑制肝癌细胞的迁移和侵袭（P<0.01）。进一步的研究证实,在肝癌细胞中外源表达整合素β1可以逆转X-9对肝癌细胞迁移和侵袭的抑制;而在敲低整合素β1的细胞中,X-9对细胞的迁移和侵袭的抑制被消除。因此,鉴定出苯胺嘧啶衍生物X-9可以通过下调整合素β1表达,进而抑制肝癌细胞的迁移和侵袭。     

苯胺嘧啶衍生物X-9通过下调整合素β1表达抑制肝细胞癌迁移侵袭

整合素在许多肿瘤细胞中高表达,并且参与肿瘤细胞的侵袭转移。在肝细胞癌中,整合素β1被报导高表达,并促进肿瘤细胞的侵袭。目前,对于整合素的表达调控癌细胞机制以及干预其表达进而抑制肿瘤细胞转移的研究较少。本研究探讨利用小分子化合物抑制整合素表达来抑制肿瘤细胞迁移和侵袭的可能。首先,对临床肝癌细胞患者癌组织和癌旁组织中的整合素β1的表达进行检测,发现其在癌组织中的表达显著高于癌旁组织（P<0.05）。对TCGA肿瘤数据库的生物信息学分析结果同样显示,整合素β1的高表达与肝癌的分期（P=0.019）和预后（P=0.013）相关。通过筛选发现,苯胺嘧啶衍生物X09可以抑制肝癌细胞中整合素β1的mRNA和蛋白质的表达（P<0.01）。细胞划痕愈合实验和细胞穿孔实验结果显示,苯胺嘧啶衍生物X-9能够抑制肝癌细胞的迁移和侵袭（P<0.01）。进一步的研究证实,在肝癌细胞中外源表达整合素β1可以逆转X-9对肝癌细胞迁移和侵袭的抑制;而在敲低整合素β1的细胞中,X-9对细胞的迁移和侵袭的抑制被消除。因此,鉴定出苯胺嘧啶衍生物X-9可以通过下调整合素β1表达,进而抑制肝癌细胞的迁移和侵袭。     

CXCL12过表达促进骨髓基质干细胞整合素 /介导的黏附和增殖

目的 研究利用骨髓基质干细胞移植治疗急性心肌梗死时趋化因子CXCL12过表达对由整合素介导αV/β3的干细胞黏附和增殖过程的影响。方法 采用重组DNA技术使得骨髓基质干细胞过表达趋化因子CXCL12,采用Western-blot法检测CXCL12过表达后骨髓基质干细胞整合素αV/β3表达量的变化。在体外通过黏附实验观察趋化因子CXCL12过表达对整合素介导的细胞与细胞外基质黏附过程的影响,并在心肌梗死大鼠模型中通过检测报告基因观测CXCL12对移植后整合素介导骨髓基质干细胞增殖的作用。结果 基因重组后骨髓基质干细胞过表达了具有生物活性的趋化因子CXCL12,趋化因子CXCL12过表达使骨髓基质干细胞整合素αV/β3表达明显增多,并促进了整合素介导的细胞与细胞外基质黏附。CXCL12还使细胞移植后位于梗死区的细胞数量增多,且这一作用也与整合素αV/β3有关。结论CXCL12过表达通过促进骨髓基质干细胞整合素αV/β3表达提高了移植干细胞黏附和增殖能力,有利于骨髓基质干细胞移植后在心肌梗死区域的生长和分化。     

沉默ST3Gal III抑制MDA-MB-231细胞黏附和侵袭能力

我们前期研究表明α2,3-唾液酸水平与乳腺癌侵袭转移密切相关。人α2,3-唾液酸转移酶（ST3Gal Ⅲ）可催化合成细胞表面的α2,3-唾液酸,并在乳腺癌组织中高表达,此酶活性与肿瘤转移潜能密切相关,但其机制尚未阐明。本研究中我们将继续探讨ST3Gal Ⅲ在对乳腺癌转移关键步骤粘附和侵袭中的作用。构建特异靶向ST3Gal Ⅲ的短发夹RNA（shRNA）序列的慢病毒载体,采用细胞转染沉默乳腺癌MDA-MB-231细胞的ST3Gal Ⅲ,经实时定量PCR及Western印迹检测转染后细胞ST3Gal Ⅲ mRNA及蛋白表达,验证构建了稳定下调ST3Gal Ⅲ表达的两个细胞克隆,分别记作shRNA-2、shRNA-4。细胞表面α2,3-唾液酸是ST3Gal Ⅲ下游产物,可代表酶活性。流式细胞术分析结果证实,shRNA-2、shRNA-4细胞表面α2,3-唾液酸的含量显著降低（P<0.05）。细胞黏附、细胞迁移及侵袭能力等功能学检测结果表明,shRNA细胞黏附能力及侵袭能力明显降低（P<0.05）。β1整合素表达与肿瘤侵袭能力获取密切相关。本研究中,沉默ST3Gal Ⅲ可抑制β1整合素表达（P<0.05）。这些结果提示,ST3Gal Ⅲ在乳腺癌转移关键步骤黏附和侵袭中具有重要作用,沉默ST3Gal Ⅲ抑制MDA MB-231细胞黏附和侵袭能力,其作用机制可能是通过下调β1整合素表达。此研究从新的视角认识了乳腺癌转移的机制,并可能提供乳腺癌转移治疗的新靶点。     

原子力显微镜研究粘附分子与细胞膜上整合素分子的相互作用

目的：研究肝癌细胞弹性变化对其表达的整合素分子与配体分子相互作用的影响。方法：以壳聚糖/ 聚丙烯酰胺水凝胶作为 可变基底材料,并将人肝肿瘤细胞（HepG2）接种到不同软硬度壳聚糖/ 聚丙烯酰胺水凝胶基底上,利用原子力显微镜力与距离模 式定量测定不同软硬基底上生长的HepG2 肝瘤细胞膜表面整合素分子与层粘连蛋白分子之间相互作用力。结果：功能化的原子 力显微镜探针与不同软硬基底上生长的细胞所产生的粘附情况不相同,细胞生长在培养皿的为对照组;细胞生长在硬度为1000 Pa 壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶基底上的为实验组,表达在HepG2 肝瘤细胞膜上的alpha-6-beta-1 整合素与其配体层粘连蛋白相互作用力 的大小分别为19± 7 pN和38.85± 19.7 pN。结论：基底软硬度会影响细胞整合素与配体分子间的相互作用。     

G蛋白与整合素αⅡbβ3的双向信号转导

整合素是一类细胞表面受体家族分子,通过双向信号转导参与细胞与细胞外基质、细胞与细胞的粘附以及细胞的迁移.整合素αⅡbβ3(GPⅡb-Ⅲa)特异表达于巨核/血小板系,并且是其含量最多的膜糖蛋白,介导血小板的粘附、伸展、聚集等.G蛋白在整合素αⅡbβ3双向信号转导中发挥重要作用,其中较受关注的是:异源三聚体G蛋白和小G蛋白Rap1参与整合素αⅡbβ3的内向外信号转导;小G蛋白(Rho A、Rac等)和Gα13参与整合素αⅡbβ3的外向内信号转导.在蛋白质结构与功能关系的层面,本文总结了G蛋白的结构、分类、功能以及近年来G蛋白在整合素αⅡbβ3双向信号转导中作用的研究进展.     

多聚甲醛固定对流式细胞术检测HepG2细胞整合素αVβ3的影响

目的:检测HepG2细胞表面整合素αVβ3的表达情况,同时探讨多聚甲醛的固定处理对HepG2细胞表面αVβ3检测的影响。方法:分别用0.25%的胰蛋白酶和1%的EDTA消化收集HepG2细胞,以FITC标记的抗αVβ3单抗检测细胞表面αVβ3的表达情况;在检测中,用2%浓度的多聚甲醛固定细胞后,采用流式细胞仪测定多聚甲醛固定组和未固定组HepG2细胞的平均荧光强度和阳性细胞率,对结果进行统计学分析。结果:以胰蛋白酶消化HepG2细胞后,抗αVβ3单抗标记的阳性细胞率为3.6%,远低于EDTA消化组的阳性细胞率(47%)。多聚甲醛固定组的平均荧光强度为2.23,阳性细胞率为4.6%;而未固定组的平均荧光强度为6.97,阳性细胞率为30.1%。以上结果经统计学分析,均具有显著性差异(P<0.05)。结论:HepG2细胞表达整合素αVβ3,多聚甲醛固定处理可干扰对HepG2细胞αVβ3的检测。     

肝癌细胞整合素受-配体比与其粘附稳定性的相关性实验研究

整合素与其胞外基质配体间的相互作用对调节细胞的粘附和运动起着重要的作用.肝癌细胞的胞外基质减少,而整合素β1的表达却增高,其比例失衡影响肝癌细胞的粘附与运动行为.作者通过细胞形态学观察、图像分析,微管吸吮和流式细胞仪等手段,对肝癌细胞、正常肝细胞的整合素表达水平、裱衬Fn前后肝癌细胞的运动能力及粘附力进行检测和定量分析,发现肝癌细胞的整合素表达量高于正常肝细胞;肝癌细胞粘附力较正常肝细胞低,迁移速度增快,补充适当浓度胞外配体Fn可使胞外受配体比例恢复到正常肝细胞的整合素表达水平,裱衬Fn后肝癌细胞的粘附力增强,细胞运动能力减弱.这些结果说明胞外配体Fn对肝癌细胞整合素表达有下调作用,肝癌细胞的受.配体比例是影响其粘附和运动的因素之一.     

整合素与配体结合的特征决定细胞游走速度

整合素与配体结合的特征决定细胞游走速度高等动物细胞在组织中的游走主要由细胞表面的粘附受体如整合素（ｉｎｔｅｇｒｉｎｓ）介导。整合素的作用包括：将细胞与胞外基质配体连结,传递作用力和细胞运动的必须信号。细胞在特定基质中是否能游走及游走速度取决于整合素与...     

整合素β1表达上调对肺癌细胞迁移和粘附能力的影响

目的:构建整合素β1的全基因表达载体,并探讨上调整合素β1蛋白表达对肺癌细胞生物学行为的影响.方法:根据GenBank数据库提供的整合素β1基因核苷酸序列,构建整合素β1的全基因表达载体,同时将空载体pCDNA3.1作为阴性对照.将载体转入感受态大肠杆菌,挑选阳性克隆,抽取重组栽体.2种重组栽体转染非小细胞肺癌细胞株PC-9细胞,用G418筛选后挑选单克隆并扩增获得稳定株.荧光显微镜、Real-time RT-PCR、Western blot检测整合素β1的基因及蛋白水平的表达情况.细胞划痕试验和粘附试验比较整合素β1对细胞迁移、粘附能力的影响.结果:G418筛选出稳定转染整合素β1全基因表达栽体和空载体的细胞,分别命名为PC-9/D6和PC-9/PCD.荧光显微镜见满视野带绿色荧光的细胞,PC-9/D6细胞整合素β1的mRNA、蛋白表达明显高于对照的PC-9/PCD细胞及母细胞PC-9.划痕试验和粘附试验表明整合素β1过表达的细胞株的迁移和粘附能力明显提高.结论:成功转染并筛选出整合素β1过表达细胞株,整合素β1过表达的细胞株的迁移和粘附能力明显升高.     

整合素α6亚单位和肿瘤的发生、发展与转移

整合素为跨膜糖蛋白,属于细胞表面的粘附分子。胞外域介导细胞与细胞及细胞与细胞外基质间的识别与结合,胞质域与细胞骨架和信号转导系统相连。α6亚单位与β1或β4亚单位非共价结合形成异二聚体,是细胞外基质蛋白质——层粘连蛋白的单特异性受体,与肿瘤的发生、发展和转移有着非常密切的关系。多种肿瘤的发生伴有整合素α6表达水平的变化,包括表达水平的升高、降低或极性分布的变化。表现为一些不表达α6β1的细胞,如肝细胞癌变后通过新合成的α6β1介导了肿瘤细胞与基底膜间相互作用而促进了肿瘤细胞的转移;表达α6β1的细胞α6β1失去沿基底膜的极性分布,导致细胞与基底膜的结合减弱,癌细胞易于脱落而发生转移;还可以通过促进细胞基质金属蛋白酶的分泌而促进肿瘤的转移,并导致肿瘤细胞的低分化表型。整合素α6可以促进肿瘤新生脉管的生成,一方面增加瘤组织的血供和营养,促进肿瘤的生长;另一方面促进脱落的肿瘤细胞进入血循环发生转移。     

CXCL12过表达促进骨髓基质干细胞整合素αv／β3介导的黏附和增殖

研究利用骨髓基质干细胞移植治疗急性心肌梗死时趋化因子CXCL12过表达对由整合素介导αv/β3的干细胞黏附和增殖过程的影响.采用重组DNA技术使得骨髓基质干细胞过表达趋化因子CXCL12,采用western blot法检测CXCL12过表达后骨髓基质干细胞整合素αv/β3表达量的变化.在体外通过黏附实验观察趋化因子CXCL12过表达对整合素介导的细胞与细胞外基质黏附过程的影响,并在心肌梗死大鼠模型中通过检测报告基因观测CXCL12对移植后整合素介导骨髓基质干细胞增殖的作用.基因重组后骨髓基质干细胞过表达了具有生物活性的趋化因子CXC12,趋化因子CXCL12过表达使骨髓基质干细胞整合素αv/β3表达明显增多,并促进了整合素介导的细胞与细胞外基质黏附.CXCL12还使细胞移植后位于梗死区的细胞数量增多.且这一作用也与整合素αv/β3有关.CXCL12过表达通过促进骨髓基质干细胞整合素αv/β3表达提高了移植干细胞黏附和增殖能力,有利于骨髓基质干细胞移植后在心肌梗死区域的生长和分化.     

α3β1整合素在糖尿病大鼠肾脏的表达及其与足细胞减少的关系

目的动态观察1型糖尿病大鼠肾小球足细胞及粘附分子α3β1整合素表达的时相变化,探讨α3β1整合素与足细胞减少,蛋白尿发生的关系。方法以1型糖尿病大鼠为动物模型,于第2,4,6,8,12周以肾小球足细胞表面标志物肾母细胞瘤抑制基因（Wilm’Stumorl,WTl）水平检测足细胞密度变化,同时以免疫比浊法检测大鼠24h尿微量白蛋白水平,及RT—PCR法测定各组大鼠肾皮质α3β1整合素mRNA的表达水平。结果与对照组相比,糖尿病大鼠从2周起出现明显的足细胞密度减低,24h尿量和尿微量白蛋白增加,4周开始出现血尿素氮升高,8周开始出现血清肌酐升高,并且随着病程进展,足细胞密度和24h尿微量白蛋白水平变化更加明显。α3β1整合素mRNA水平从第2周起比正常对照组明显降低,而在4周、8周和12周并没有呈现持续的减少。结论在糖尿病肾病早期,α3β1整合素水平降低可能是导致足细胞减少和蛋白尿发生的主要原因,而随着糖尿病病程进展,可能有其他机制参与,从而导致了糖尿病肾病足细胞减少、蛋白尿发生和肾小球损伤的进展。     

神经干细胞移植对脑损伤大鼠整合素表达的影响

目的探讨神经干细胞（NSCs）移植对大鼠创伤性脑损伤（TBI）整合素（integrin）表达的影响。方法从E14大鼠胚胎分离NSCs,进行原代培养及传代培养;对NSCs进行诱导分化;采用免疫细胞化学技术对NSCs和其分化为神经元的表型进行鉴定。采用改良的Feeney法制备创伤性脑损伤模型。利用脑立体定位仪和微量注射泵进行NSCs脑内移植。采用免疫组织化学技术、免疫印迹技术和RT—PCR技术检测在移植后不同时间脑组织损伤区整合素的表达。结果在培养基中,NSCs呈球团状悬浮生长,Nestin表达阳性。用含10％胎牛血清的培养基对NSCs进行体外诱导分化后第2d,多数细胞伸出突起,以后突起逐渐延长,分支增加。分化后第5d,部分细胞呈βⅢ-微管蛋白阳性。整合素阳性产物主要表达于细胞膜,呈棕黄色。在对照组及移植组均可见阳性细胞表达。在不同时间点,NSCs移植组移植点及其周围脑组织中整合素的mRNA表达均显著高于对照组（P〈O．01）。整合素的蛋白表达结果和tuRNA表达结果相一致。结论移植NSCs至TBI大鼠损伤脑组织,在移植点周围脑组织中整合素的表达显著增加。     

基底膜和肿瘤转移

基底膜是一种特化的细胞外基质,是肿瘤转移过程中必须穿越的物理屏障。基底膜的组成成分通过和细胞表面受体整合素相互作用,在调节肿瘤转移的过程中发挥了重要作用。另一方面,肿瘤细胞通过分泌基质降解酶类破坏基底膜的组织结构,同时调节细胞外基质受体整合素的表达,为穿过：基底膜和在靶器官粘附、增殖创造有利条件。了解细胞和基底膜的相互作用可以为抗转移药物的研发提供新的策略。     

汉坦病毒感染细胞整合素受体信号转导相关差异表达基因筛选

通过基因芯片技术观察汉坦病毒感染细胞后整合素受体信号转导相关基因的差异表达,以探讨汉坦病毒进入细胞的分子机制。用汉滩病毒76—118株感染原代人胚肺成纤维细胞,同时设立正常对照细胞,于感染后第6h、24h和96h同时抽提感染组与正常对照组细胞总RNA,利用荧光标记dUTP逆转录制备cDNA探针,与人类受体及信号转导类表达谱芯片杂交,并对Cy3、Cy5荧光信号做扫描分析。结果显示有37项基因出现差异表达,其中31项基因在感染后6h出现差异表达,13项下调、18项上调;但在感染后24h和96h分别只有5项和4项基因出现表达差异;而且整合素信号转导通路中的重要基因如一些蛋白激酶相关基因在感染6h表达增强,丝化增强子1在感染6h和96h表达下调,微管相关蛋白1A在感染6h表达上调、感染24h和96h表达下调。这些进一步说明汉坦病毒感染细胞与整合素有关。