环腺苷酸应答元件结合蛋白与学习记忆

环腺苷酸(cAMP)应答元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)是一种核转录因子,可与cAMP反应元件结合,调节基因转录,具有调节精子生成,昼夜节律,学习记忆等功能.近年来关于其在学习记忆中的作用成为医学研究热点.CREB是神经元内多条信息传递途径的汇聚点,参与长时记忆形成和突触可塑性.长时记忆(long-term memory)形成需依赖CREB介导的基因转录,干扰或抑制CREB活性可破坏长时记忆.长时程增强(long-term potentiation,LTP)是研究学习记忆的理想模型,在LTP诱导和维持过程中均可观察到CREB活性持续升高.但增龄过程中,海马CREB活性下降,影响学习记忆功能,与许多神经退行性疾病发生有关.     

转录调节因子TORCs的研究进展及其参与神经保护作用的展望

随着基础研究的深入,人们对于cAMP反应元件结合蛋白（cAMP response element binding protein,CREB）及其家族的功能了解越来越多。在多种细胞中,这些转录因子作为效应分子介导细胞外环境变化所引起基因表达和长时程生理功能改变。存神经系统,许多胞外信号,包括细胞膜去极化、膜受体通道开放以及神经损伤等,都可以引起CREB及其家族成员分子的激活,从而引起CREB依赖的基因转录。CREB的激活及其下游綦因的转录在多种复杂的发育、神经可塑性和病理过程中都具有十分重要的作用。TORCs（transducers of regulated CREB）是新近被发现的一类CREB的共激活列子,但其对CREB的精确调控机制尚不明确。目前已知TORCs可以促进CREB依赖的基因转录,并且这种增强作用不依赖于CREB丝氨酸133位点的磷酸化,而足增加CREB和其辅助因子的结合,从而实现其下游基因在启动予水平的活性增加。在神经系统的各类疾病中,CREB对于促进神经元存活、再生、细胞修复等过程具有十分重要的作用。因此,作为CREB的共激活因子,TORCS在神经损伤修复中也具有潜在作用,本文主要针对新近发现的CREB共激活因了TORCs进行简要的文献综述和其在神经保护作用中的展望。     

神经元活动依赖工具开发应用的研究进展与展望

大脑存在数量众多而功能异质的神经元,在响应刺激输入时,特定的神经元类群集结成印迹,构成细胞和环路水平的功能编码单元.为了解析这些功能编码单元,即早基因(IEG)激活、环腺苷酸反应元件结合蛋白(CREB)表达增高及Ca~(2+)内流等细胞活化的特性被相继开发成活动依赖工具,并被大量应用于记忆印迹和事件编码神经集群的解析研究.本文对LacZ-Daun02失活系统、CREB过表达系统、四环素标签工具(TetTag)、活性类群靶向重组工具(TRAP)、活化神经集群捕获工具(CANE)、人工改造的活性启动子工具(E-SARE和RAM)以及光控钙离子依赖工具(Ca-Light和FLARE)等活动依赖工具的原理及应用进行了综述,并展望了活动依赖工具的开发前景.     

CREB信号通路在神经系统中的调控及功能

cAMP应答元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)在神经元生成、突触可塑性及学习记忆等方面都具有重要的调节作用,这使得与CREB信号通路相关的分子成为较受关注的神经系统疾病干预的药物靶点.本文概述了CREB的基本构成、相关信号通路、其目的基因表达调控及其在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)中的作用.     

《中国应用生理学杂志》总目次2007年第23卷第1～4期

第1期低氧预适应对小鼠海马组织HIF-1与EPO低氧应答元件结合活性的影响…………………邵国周卫华高翠英等(1)鞘内注射U0126对吗啡戒断大鼠脊髓神经元磷酸化CREB表达的影响……………………刘海林曹君利戴培静等(5)地高辛抗血清阻断内洋地黄素对心肌缺血/再灌注损伤的影响………     

CREB4基因的表达谱分析和功能初步研究

cAMP反应元件结合蛋白(cAMPresponseelement-bindingproteins,CREB)是一个哺乳动物转录因子家族,通过cAMP反应元件(cAMPresponseelement,CRE)介导cAMP和钙离子依赖性基因表达。CREB4是CREB转录家族的新成员。人肿瘤MTCpanel结果显示,CREB4在人肺癌LX-1、结肠腺癌CX-1、前列腺癌PC-3、结肠癌G1-112和胰腺癌G1-103中有表达。构建表达CREB4-LexA和CREB215~395aa-LexA的pLexA融合质粒分别转化含p8opLacZ报告质粒的酵母EGY48菌株,诱导表达后发现CREB4蛋白为转录激活因子,N端决定其转录激活活性。亚细胞定位结果显示,全长CREB4蛋白定位于细胞质,而缺失C端假定转膜结构域的CREB41~275aa蛋白突变体则转移至细胞核内。表达谱结果显示CREB4蛋白可能在人多种肿瘤组织的基因表达调控中起作用,其C端假定的转膜结构域与其转录激活功能密切相关。     

CREB与其相关的非编码RNA在肿瘤发生发展中的作用

cAMP反应元件结合蛋白（cAMP responsive element binding protein, CREB）是亮氨酸拉链家族转录因子。新近研究发现,其在肿瘤组织中的表达显著高于癌旁,被认为是体内的原癌基因之一。非编码RNA（non-coding RNA, ncRNA）是生物体内不能翻译成蛋白质的RNA,主要包括微小RNA（microRNA, miRNA）和长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）等,其异常表达与肿瘤的发生发展密切相关,是目前肿瘤研究的热点。研究表明,CREB与ncRNA之间存在互动效应,并且二者之间的相互作用影响肿瘤的发生发展,然而miRNA和lncRNA的作用机制却不相同。肿瘤细胞内高表达的CREB在影响下游靶基因表达时能够正调控miRNA,而对lncRNA则有促进和抑制两方面的作用。反之,肿瘤细胞中一些低表达的miRNA能促进CREB的表达;有趣的是,高表达的lncRNA能够促进CREB的表达和诱导其活性增强。在影响下游靶基因表达时miRNA仅仅发挥抑制作用,而lncRNA则分别具有促进和抑制作用。本文结合我们的系列报道和最新的研究结果,对ncRNA与CREB的互动效应及其与肿瘤的发生发展之间的关系作一综述。     

血清CREB、FoxO1、NLRP3与妊娠期糖尿病患者胰岛素抵抗的相关性分析及对妊娠结局的影响

摘要 目的：探讨血清环磷腺苷效应元件结合蛋白（CREB）、叉头框蛋白O1（FoxO1）、NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NLRP3）与妊娠期糖尿病（GDM）患者胰岛素抵抗（IR）的相关性分析及对妊娠结局的影响。方法：选取2019年12月～2022年8月邵阳学院附属第一医院收治的136例GDM患者为GDM组,根据妊娠结局分为结局不良组（42例）和结局良好组（94例）,另选取55名健康孕妇为对照组。收集GDM患者临床资料,检测血清CREB、FoxO1、NLRP3水平并计算稳态模型评估-胰岛素抵抗（HOMA-IR）。采用Pearson相关性分析GDM患者血清CREB、FoxO1、NLRP3水平与HOMA-IR的相关性,多因素Logistic回归分析GDM患者妊娠结局不良的影响因素,受试者工作特征（ROC）曲线分析血清CREB、FoxO1、NLRP3水平对GDM患者妊娠结局不良的预测价值。结果：与对照组比较,GDM组血清CREB、FoxO1、NLRP3水平和HOMA-IR升高（P＜0.05）。Pearson相关性分析显示,GDM患者血清CREB、FoxO1、NLRP3水平与HOMA-IR呈正相关（P均＜0.001）。136例GDM患者妊娠结局不良发生率为30.88%。多因素Logistic回归分析显示,HOMA-IR、CREB、FoxO1、NLRP3升高为GDM患者妊娠结局不良的危险因素（P＜0.05）。ROC曲线分析显示,血清CREB、FoxO1、NLRP3水平联合预测GDM患者妊娠结局不良的曲线下面积大于CREB、FoxO1、NLRP3单独预测。结论：血清CREB、FoxO1、NLRP3水平升高与GDM患者IR和妊娠结局不良密切相关,可能成为GDM患者妊娠结局不良的辅助预测指标。     

胎脑提取液对衰老小鼠海马神经元酶活性影响的实验研究

目的 观察胎脑提取液对衰老小鼠海马神经元酸性磷酸酶（ACP）和琥珀酸脱氢酶（SDH）活性的影响,探讨胎脑提取液的抗衰老作用。方法 选用健康昆明种小白鼠30只,随机分为3组;采用D-半乳糖制备亚急性衰老模型;酶组织化学方法结合显微图像分析。观察各组小鼠海马神经元ACP和SDH的活性。结果 衰老模型组与正常对照组相比,小鼠海马神经元ACP活性明显升高,SDH活性明显降低;给药组与衰老模型组相比,小鼠海马神经元ACP活性明显降低。SDH活性明显升高。结论 胎脑提取液可以延缓海马神经元的衰老进程,具有一定的抗衰老作用。     

CREB和CXCR2在非小细胞肺癌组织中的表达及意义

目的：探讨c AMP反应原件结合蛋白（cyclic AMP response element-binding protein,CREB）和CXC趋化因子受体2（CXC chemokine receptor 2,CXCR2）在非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）组织中的表达及与肺癌发生、发展的关系。方法：采用免疫组化Elivision法检测CREB和CXCR2在49例NSCLC组织中的表达,同时随机选取20例癌旁正常肺组织作为对照。结果：NSCLC中CREB和CXCR2的表达阳性率分别为57.1%和69.4%,均显著高于癌旁正常组织中的10.0%和15.0%（P〈0.05）;同时,CREB和CXCR2在NSCLC组织中的表达不仅与肿瘤的TNM分期有关（P〈0.05）,而且还与肿瘤的分化程度有关（P〈0.05）;另外,CREB在吸烟患者中的表达明显高于非吸烟患者（P〈0.05）,在鳞癌组织中的表达明显高于腺癌（P〈0.05）;CREB和CXCR2的表达呈正相关。结论：CREB和CXCR2可能参与了NSCLC的发生和发展,为NSCLC的靶向治疗提供了新的依据。     

MicroRNA-134/CREB/pCREB通路在癫痫中的表达及意义

目的探讨miR-134、CREB、pCREB在癫痫大鼠海马及难治性癫痫患者颞叶脑组织中的表达及意义。方法难治性癫痫患者及非癫痫对照组颞叶组织、氯化锂-匹罗卡品癫痫大鼠及空白对照组海马组织中,应用实时荧光定量PCR技术检测microRNA-134（miR-134）的表达,用Western blot方法检测CREB及p CREB的表达,用免疫组织化学方法检测人脑颞叶皮质及大鼠海马区CREB、p CREB的表达。结果与对照组相比miR-134表达在难治性癫痫患者中明显降低（P〈0.05）,在癫痫模型组中点燃后3、7、14、60 d明显降低（P〈0.05）,1 d与30 d表达降低较对照组差异无显著性（P〉0.05）;癫痫模型组CREB在3、7、14、60 d时间点明显升高（P〈0.05）、pCREB各时间点表达均高于空白对照组（P〈0.05）。结论难治性癫痫患者颞叶皮质及癫痫动物海马中miR-134表达下降,CREB、pCREB表达升高,提示其可能在癫痫发生发展机制中起重要作用。     

MSCs线粒体转移对脑缺血后损伤修复的作用研究

目的探索骨髓基质细胞（MSCs）中线粒体转移在脑缺血后的损伤保护作用。 方?法采用小鼠骨髓MSCs分离与原代培养方法,培养MSCs并通过流式细胞仪进行鉴定;取出生后第0天（P0）SD幼鼠的皮层,进行原代神经元培养,并进行氧糖剥夺（OGD）处理,将含有线粒体的MSCs培养基（MCM）组和不含有线粒体的MSCs培养基（mdMCM）组与OGD神经元进行共培养,另以未经过OGD处理的神经元（Neuron组）和经过OGD处理的神经元（OGD组）作为对照;通过MitoTracker追踪线粒体,分析线粒体从MSCs向OGD神经元的转移情况;通过检测试剂盒对神经元内ATP含量和神经元活性进行分析;通过对线粒体膜电势检测,分析线粒体的功能;采用Western Blot分析线粒体Miro1蛋白的表达水平;通过MCAO造模和计算梗死体积,分析MSCs移植对脑缺血的保护作用。采用方差分析和t检验进行统计学分析。 结?果原代培养的骨髓MSCs纯度达到99﹪以上。取原代培养MSCs的培养基分别去除线粒体（mdMCM）与不去除线粒体（MCM）,与OGD神经元共培养,在MCM组,观察到神经元中存在MSCs来源的线粒体;经过OGD处理的神经元,其胞内ATP水平降低至0.634±0.023,给予MCM处理后,神经元胞内ATP水平上升至1.623±0.039,当给予mdMCM处理后,神经元胞内ATP水平降低至0.645±0.011,ATP比率变化的差异具有统计学意义（F?= 3413.62,P?< 0.01）;经过OGD处理,神经元活性降低至（73.7±1.12）﹪;给予MCM处理后,神经元活升高到（83.3±1.57）﹪,当给予mdMCM处理后,神经元活性降低至（72.9±1.25）﹪,与MCM组相比差异具有统计学意义（F?= 654.280,P?< 0.01）。在未经过处理的对照组中,线粒体膜电势丢失1.7﹪;经过OGD处理后,膜电势丢失70.3﹪;添加MCM后的OGD神经元,线粒体膜电势丢失44.7﹪,与OGD组相比,差异具有统计学意义（P?= 0.036）;而添加mdMCM的OGD处理神经元,线粒体膜电势丢失67.7﹪,与OGD+MCM组相比,差异具有统计学意义（P?= 0.041）。给予CCCP处理后的阳性对照神经元,膜电势丢失为99.3﹪。在Miro1表达干预中,空白对照组神经元胞内的ATP平均水平记为1,神经元活性为100﹪,计算其余各组相对空白对照组的ATP水平和神经元活性。在Miro1高表达组,胞内ATP水平为2.304,与对照质粒组（ratio = 1.611）相比,差异具有统计学意义（P?= 0.034）;神经元活性检测中,Miro1高表达组相比对照质粒组（90.4﹪vs 81.7﹪）,差异具有统计学意义（P?= 0.040）。在MCAO手术后,小鼠的脑梗死体积达到38.4﹪,而给予MSCs后的小鼠,梗死面积降低到14.4﹪,差异具有统计学意义（P?= 0.004）。 结论MSCs来源的线粒体可以向损伤神经元转移,提升神经元胞内ATP水平和神经元活性,降低缺血损伤中小鼠的脑梗死体积。线粒体Miro1蛋白参与了线粒体向神经元转移保护过程。     

梓醇对Aβ损伤SH-SY5Y细胞BDNF表达的影响及机制研究

摘要 目的：探讨梓醇对β-淀粉样肽（β-amyloid, Aβ）损伤SH-SY5Y细胞脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）表达的影响及调节BDNF表达的机制。方法：以全反式维甲酸诱导分化的神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y为研究对象，研究梓醇对Aβ 损伤细胞的作用。采用MTT实验测定细胞存活率，ELISA测定BDNF的含量，Western blot检测转录因子cAMP反应元件结合蛋白（cAMP response element binding protein, CREB）及其活化形式磷酸化CREB（pCREB）表达量，RT-PCR测定BDNF mRNA及转录子的表达水平；用RNA干扰的方法阻断CREB表达后，用RT-PCR测定BDNF mRNA表达量的变化。结果：梓醇预保护提高Aβ损伤SH-SY5Y细胞的存活率，显著增加细胞培养上清中BDNF含量和胞内BDNF mRNA水平，促进BDNF转录子IV及其关键调节转录因子pCREB的表达，干扰CREB表达后，梓醇上调BDNF mRNA表达的作用部分消失。结论：梓醇可能通过上调CREB磷酸化促进BDNF的表达，从而发挥神经保护作用。     

利用CRISPR/Cas9技术构建CREB基因敲除细胞系并探讨CREB对APP基因表达的调控作用

环磷腺苷效应元件结合蛋白(c AMP responsive element-binding protein,CREB)是重要的核转录因子,有研究表明,在阿尔茨海默病患者中,CREB的表达降低,但CREB对于淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)的作用机制尚不清楚。该研究通过设计sg RNA序列并合成相应的寡核苷酸,将其克隆到p X459质粒中,构建CREB基因敲除的CRISPR/Cas9二合一表达载体。将构建成功的载体转染到HT22细胞中,通过TA克隆测序和T7E1酶切分析来验证sg RNA的活性。将构建的载体转染到HT22细胞中,用嘌呤霉素进行药物筛选,构建稳定的CREB基因敲除的细胞系。CREB对APP基因表达的调控作用通过检测其在正常HT22细胞和CREB基因敲除的HT22细胞系中的表达情况来进行确认。结果显示,成功构建了CRISPR/Cas9技术对CREB基因进行敲除的二合一表达载体,所设计的sg RNA的插入序列和开放阅读框架完全正确,经过酶切分析和序列测定,所构建的载体与实验设计相一致。CREB基因敲除的HT22细胞系其敲除效率达到90%以上。通过Western blot分析检测CREB对APP表达的影响,结果发现,当CREB基因敲除后,APP表达增加,而过表达CREB时,则APP蛋白质表达水平下降。这提示,CREB对APP的表达有下调作用,具体的机制还将继续研究。     

热应激抑制神经元凋亡与核因子kappaB活性之间的关系

实验采用低钾诱导大鼠小脑颗粒神经元凋亡模型,观察核因子kappaB(NF-kappaB)活性与热应激抑制神经元凋亡之间的关系,迁移率改变法（EMSA）检测结果显示：神经元经低钾处理16h可见NF－kappaB活性明显升高,热应激处理可减弱低钾诱发的NF－kappaB激活,并呈时间依赖性,Hoechst33258荧光素核染色,DNA琼脂糖凝胶电泳和流式细胞（FCM）检测均发现低钾16h可诱发神经元凋亡,预先用热处理60或90min可明显减弱低钾诱发的神经元凋亡,用佛波酯（PMA）激活NF－kappaB,可进一步增强60min热应激抑制精经元凋亡的作用,而用吡咯烷二硫代氨基甲酸盐（PDTC）选择性阻断NF－kappaB活性后,热应激抑制神经元凋亡的作用明显减弱。上述结果提示,热应激的神经保护作用与减弱NF－kappaB活性无关,而NF－ksppaB激活可能参与热应激抑制神经元凋亡的作用。     

乙肝病毒X 蛋白通过CREB 上调HBx结合蛋白促进肝癌细胞迁移

乙型肝炎病毒X蛋白（hepatitis B virus X protein,HBx）对肝癌的发生发展具有十分重要的作用. HBx 具有促进肝癌迁移的作用,但其作用的分子机制不清. 本研究对 HBx 促进肝癌细胞迁移的分子机制进行了探讨. 伤口愈合和 Boyden’s chamber结果表明,HBx 可明显促进肝癌 HepG2 细胞迁移. 在稳定转染 HBx 的 HepG2（HepG2-X）细胞中转染 HBx 结合蛋白（hepatitis B X-interacting protein,HBXIP）的 RNA 干扰片段,可明显抑制 HBx 的促迁移作用. 免疫组化和实时定量 PCR 结果表明,HBXIP 在肝癌组织中显著高表达,并且与 HBx 表达成正相关. 荧光素酶报告基因和免疫印迹结果表明,HBx 显著增强 HBXIP 的启动子活性和蛋白质表达水平. 应用 HBx 的 RNA 干扰处理 HepG2-X 细胞,HBXIP 的启动子活性和蛋白质表达水平明显下降.将 HBXIP 启动子区的cAMP效应元件结合因子（CREB）结合位点突变后,HBx 上调 HBXIP 的作用消失. 应用 CREB 的 RNA 干扰处理肝癌细胞,在启动子水平和蛋白质水平上, HBx 对 HBXIP 的上调作用被显著抑制. 染色质免疫共沉淀结果表明,HBx 能够通过 CREB 结合到 HBXIP 的启动子上,进而发挥激活 HBXIP 的功能. 本研究结果表明,HBx 促进肝癌细胞迁移的作用是通过 CREB 上调 HBXIP 实现的. 这一发现对进一步揭示 HBx 促进肝癌细胞迁移的分子机制具有重要意义.     

核蛋白CREB的转录调控机制

CREB（cAMP反应元件结合蛋白）是一重要的核转录因子,为bZIP家族成员之一。它的蛋白单体从N端到C端主要包括激酶诱导域（KID）、碱性区（basic region）和亮氨酸拉链模体（leucine zipper motif）。CREB受多种信号转导通路的调控,除了经典的cAMP调控通路外,还有如Ras-Raf-MAPK通路、Ca^2 -CaMK通路、应激相关的P38通路等,活化的CREB需同辅激活因子CBP相结合,才能激活转录发生。CREB为管家基因的产物,功能广泛而复杂,可诱导癌细胞凋亡,对胚胎发育具有不可或缺的作用。