信号转导与转录活化蛋白STAT3在肿瘤发生中的作用

STAT3是信号转导与转录活化蛋白（STAT）家族的一个重要成员,也是一个可以被多种调控细胞增殖、分化、发育、存活和炎症的细胞因子、生长因子及肿瘤蛋白所激活的关键信号转导蛋白。在多种肿瘤细胞、细胞性状转化过程和肿瘤形成过程中可以检测到组成性激活的STAT3。我们从STAT3在肿瘤细胞中组成性激活的机制、STAT3作为转录因子对肿瘤细胞调控的机制等方面对STAT3在肿瘤发生中的作用进行简要综述。     

调控纤连蛋白表达的信号通路

纤连蛋白(fibronectin,Fn)作为细胞外基质(extracellular matrix,ECM)中重要的黏附分子之一,通过与细胞膜上的整合素受体结合,在调节细胞黏附、迁移、增殖等过程中发挥着重要作用。Fn的异常表达与伤口愈合、肿瘤转移、组织器官纤维化等密切相关。Fn的表达受到复杂的细胞信号通路网络调控,其中包括MAPK、TGF-β1/Smad、PKC、JAK/STAT及JNK/NF-κB/NADPH/ROS等。该文对调控Fn表达的信号通路及分子作一综述,旨在全面了解Fn参与机体对环境变化的适应机制及与Fn表达异常相关疾病的分子机理。     

STAT蛋白与肿瘤

STAT是一种重要的核转录因子,参与调控细胞的生长、分化和凋亡。诸多肿瘤细胞系及人的癌变组织中存在着持续激活的STAT蛋白,尤其是STATl、STAT3、STAT5蛋白及其下游分子对于肿瘤的发生、发展、演进起着重要的作用。STAT蛋白的抑制为肿瘤治疗提供了新的思路。     

新型抗癌药物分子靶标STAT3的研究进展

信号转导与转录激活因子(STATs)是一类发挥信号转导和转录因子调节作用的蛋白质家族,它们可以作为信号转导分子和转录调节因子参与到细胞因子和生长因子对于正常细胞的调控作用中。STATs的异常激活,特别是STAT3激活,和多种人类恶性肿瘤相关联。相关的分子生物学和药理学模型的研究也已确认STAT3在肿瘤发生中的重要作用,这些工作为抗癌药物研发和治疗癌症提供了新的靶标。此外,结构性活化的STAT3突变体就足以诱导瘤原细胞的转化,并且进一步在体内形成肿瘤。结构性激活的STAT3信号通路常常伴随着一些基因如cyclinD1,c-Myc和Bcl-x的上调,同时也会破坏正常细胞生长与生存的调控机制。体外和体内的实验研究结果也证明,对于STAT3信号通路结构性的阻断可以导致STAT3高表达肿瘤类型中的细胞生长抑制和凋亡。这种已被证实了的肿瘤细胞内的结构性激活和生长存活之间的相互联系,为癌症治疗提供了广阔的应用前景。近年来针对STAT3抑制剂的研究逐渐成为热点,本文就此作一综述。     

NADPH氧化酶与HIF-α在肿瘤中的相互调控

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶是胞内活性氧簇(ROS)的主要来源,ROS在多种肿瘤的发生发展中起重要作用,但其具体的致病机制并非十分明确。缺氧诱导因子(HIF)通过调控其下游的多个靶基因如促红细胞生成素(EPO)、血管内皮生长因子(VEGF)、葡萄糖转运子(GLUT)进而促进肿瘤血管生成、细胞能量代谢和肿瘤转移等。在肿瘤内NADPH氧化酶介导的ROS通过多种信号途径上调HIF-α的表达;与此同时,HIF-α也能通过ROS调控NADPH氧化酶的表达,从而进一步促进肿瘤的发生发展。     

Mondo蛋白在肿瘤相关代谢中的研究进展

转录因子Mondo蛋白家族包括MondoA和ChREBP(MondoB)两个家族成员,是葡萄糖介导的基因转录调控的关键调控因子,可直接调控糖酵解和脂肪酸生成相关基因的表达,在细胞代谢与能量平衡中发挥重要作用。细胞代谢改变是肿瘤的重要特征之一,为肿瘤细胞生长及恶性进展创造了有利条件。近年来,研究发现,Mondo蛋白在肿瘤细胞糖酵解、脂肪酸合成和谷氨酰胺利用等代谢通路中发挥着重要作用,而且Mondo蛋白调控肿瘤细胞的代谢,其在肿瘤细胞生长、增殖和侵袭等过程中的作用值得肿瘤研究者关注。因此,更好地认识Mondo蛋白调控肿瘤细胞代谢的机制,将为癌症的治疗提供新的方向。本文对Mondo蛋白家族成员的分子特征、表达调控、组织特异性功能及其在肿瘤代谢重编程和细胞增殖中的最新研究进行综述,为肿瘤的防治提供新思路。     

STAT3激活促进K562细胞中AHSP的表达升高

近年对伴侣分子AHSP的研究结果表明,在?血红蛋白累积导致的病理状态下,大量存在的AHSP可以增强红系细胞的抗氧化能力.但是,氧化胁迫条件下内源性AHSP基因表达的调控机制仍未见报道.本研究探讨了一种抗氧化调控蛋白STAT3对AHSP表达的影响及其分子机制.在K562细胞中,STAT3信号通路的激活剂白介素6(IL-6)可以增加AHSP的表达水平.同时,本底水平干扰STAT3的表达后,AHSP的表达量下降.本研究在?珠蛋白过表达的K562稳定细胞株中检测了AHSP在氧化胁迫条件的表达水平.实时定量PCR的结果显示,AHSP与STAT3的表达都显著增强.进一步,染色质免疫共沉淀的实验证明,IL-6和过表达的?珠蛋白都可以诱导STAT3在AHSP启动子区的结合增强.野生型及突变的双荧光素酶报告基因检测结果显示,AHSP启动子区的SB3位点为一个IL-6应答元件,表明STAT3可以直接调控AHSP基因的表达.最后,通过凝胶阻滞实验再次确认了STAT3在SB3元件上的结合.本研究揭示了一个AHSP在细胞氧化还原状态改变时的补偿性调控机制,即AHSP受到STAT3信号通路的调控.本工作为地中海贫血症治疗中提高AHSP水平的研究方案提供了一些思路.     

STAT3与在肿瘤耐药中的研究进展

STAT3是信号转导与转录活化蛋白(STATs)家族的重要一员,是一种存在于胞浆并在激活后能够转入核内与DNA结合的蛋白家族,具有信号转导和转录调控双重功能。STAT3在多种肿瘤组织与细胞系中异常表达,并与肿瘤的增殖分化、细胞凋亡密切相关。肿瘤耐药是其治疗失败的重要原因,STAT3能够通过多种途径介导肿瘤耐药。因而,STAT3在近年的抗肿瘤研究中备受关注,成为肿瘤治疗的良好靶点,由传统药物与STAT3抑制剂组成的新型治疗方案使得肿瘤患者大大受益。然而,STAT3介导肿瘤耐药的机制还不是很明确,需要进一步研究。本文就近年来一些化疗药物和靶向药物耐药的发生,对STAT3介导耐药的作用进行综述。     

miR-20b-5p在肿瘤及其他疾病中的生物学功能

miRNAs是一类非编码的小RNA分子,在多种疾病的发病和治疗中发挥重要作用,可调控细胞增殖、细胞周期、凋亡和迁移等过程中关键基因的表达。miR-20b-5p属于miR-17家族,在多种肿瘤中和非肿瘤性疾病中存在异常表达。在肿瘤中,miR-20b-5p扮演着癌基因或抑癌基因的角色,可通过调控相应靶分子的表达影响肿瘤细胞的增殖、凋亡、侵袭与迁移等生物学行为,进而促进或抑制肿瘤的发生发展。该文对miR-20b-5p在肿瘤和非肿瘤性疾病中的生物学功能和机制进行简要综述。相信随着对miR-20b-5p的功能和机制的深入阐明,miR-20b-5p有望作为多种疾病的诊治靶点。     

胸苷酸合成酶表达调控的分子机制

胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是生物体内催化胸苷酸合成所必需的酶．多年来一直作为肿瘤化疗的重要靶酶。对TS基因调控机制的研究表明：基因扩增、转录、翻译和翻译后过程都参与了TS表达的调控。先前的研究表明：TS可与自身的mRNA结合形成TS-mRNA复合物,使mRNA翻译受阻,5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)等抗代谢药物可与TS蛋白结合,结合后的复合物不能与TS mRNA作用,导致体内TS的表达升高,是肿瘤细胞产生抗药性的重要分子机制之一。现对TS基因表达调控研究进展、翻译调控与抗药性产生的分子机制进行综述。     

锌转运体Zip2对心肌缺血再灌注小鼠心肌线粒体呼吸的调控作用

本研究旨在探讨锌转运体Zip2 (SLC39A2)在心肌缺血再灌注(ischemia/reperfusion, I/R)过程中对线粒体呼吸的调控作用及其机制。通过冠状动脉左前降支结扎建立小鼠在体心肌I/R损伤模型,用电感耦合离子发射光谱仪(inductively coupled plasma-optical emission spectrometer, ICP-OES)测量心肌组织的锌含量,用高分辨呼吸测定系统(Oxygraph-2K)检测小鼠心肌线粒体呼吸功能和氧化磷酸化水平,采用Western blot技术检测小鼠心肌组织STAT3和ERK的磷酸化水平。结果显示:(1)与假手术组相比,野生型小鼠I/R心肌组织的锌含量明显降低,Zip2基因敲除小鼠I/R心肌组织的锌含量进一步降低;(2)与野生对照组相比,Zip2基因敲除组小鼠心肌线粒体呼吸控制率(respiratory control ratio, RCR)和氧化磷酸化水平降低,I/R后上述指标进一步降低;(3)与野生对照组相比,I/R后Zip2基因敲除组小鼠心肌组织STAT3 (Ser~(727))和ERK的蛋白磷酸化水平均明显降低;(4)与空载体感染组相比,I/R后STAT3感染组心肌线粒体呼吸功能明显提高,而STAT3负突变体感染组心肌线粒体呼吸功能则降低。STAT3过表达可逆转Zip2基因敲除对线粒体呼吸的抑制作用。以上结果提示,心肌I/R时Zip2通过STAT3来调控线粒体呼吸,其机制可能与STAT3 (Ser~(727))的磷酸化有关,这可能是Zip2保护心肌的分子机制之一。     

活性氧的抗肿瘤作用机制及其在肿瘤治疗中的应用

活性氧(reactive oxygen species,ROS)是一类含氧的化学活性物质。近些年来,随着ROS相关信号通路逐渐被发现,其作为体内重要的代谢产物在调节细胞信号传导和维持体内平衡中发挥的重要作用也越来越被人们重视。目前认为,肿瘤细胞由于其旺盛的代谢活动,其细胞内往往具有较高水平的ROS。因此,通过调节肿瘤细胞内的ROS水平来探索抗肿瘤新途径被认为是肿瘤治疗研究中的重要方向。为全面了解ROS在肿瘤治疗中的作用,本文拟从ROS来源及其与肿瘤的相关性、ROS抗肿瘤作用机制、ROS在肿瘤治疗中的作用和ROS在肿瘤诊断中的应用四个方面进行综述。     

二烯丙基二硫对荷S180肉瘤小鼠的辐射增敏效应

研究大蒜素重要活性成分二烯丙基二硫(Diallyl disulfide,DADS)对荷S180肉瘤小鼠的辐射增敏效应。利用X射线对荷瘤小鼠全身辐照。测量肿瘤体积、重量;检测肿瘤组织中细胞凋亡及Bcl-2、Bax、caspase-3等凋亡因子的表达。同时测定了DADS对S180细胞增殖及细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)的影响。结果显示:与对照组、单纯药物组及单纯辐照组相比,DADS联合辐照组小鼠的肿瘤体变小、重量减轻(P<0.01);肿瘤组织中TUNEL阳性细胞增多(P<0.01);Bax、caspase-3表达增强,而Bcl-2表达减弱。此外,DADS引起了S180细胞内大量ROS的产生。结果提示DADS对荷S180肉瘤小鼠具有辐射增敏效应,其机制与上调Bax、Caspase-3、下调Bcl-2表达及诱导肿瘤细胞产生ROS有关。     

STAT3基因沉默降低小鼠乳腺癌细胞的体外迁移能力

信号转导子与转录活化子3(STAT3)是一个具有信号转导和转录调控双重功能的转录因子,有文献报道STAT3在乳腺癌中的表达显著升高,并能促进乳腺癌的转移。为了深入探索STAT3在肿瘤发生发展中的作用和影响乳腺癌转移的分子机制,采用RNA干扰技术在小鼠乳腺癌细胞株4T1中沉默STAT3的表达。MTT实验结果显示STAT3沉默对4T1细胞的增殖能力没有影响;细胞迁移实验结果表明STAT3表达被沉默后4T1细胞的迁移能力明显被抑制;定量PCR结果显示,STAT3基因沉默后4T1细胞中VEGF和IL-6的mRNA水平下降,E-cadherin表达上升,mosin表达下降;信号通路检测显示STAT3基因表达沉默后MAPK的活化明显降低。研究表明STAT3在小鼠乳腺癌细胞的迁移过程中发挥重要作用,为以STAT3基因为靶向的治疗提供了一定的实验依据。     

《分子细胞》:肿瘤磷酸酶底物特异性调控新机制探明

<正>清华大学医学院常智杰教授课题组和上海交通大学医学院健康科学研究所秦樾研究员课题组经过深入研究,发现了肿瘤发生中磷酸酶底物特异性调控新机制。相关研究论文发表在《分子细胞》上。此前,对于信号转导与转录激活因子3(STAT3)信号通路的调控,一直是肿瘤领域研究的热点。STAT3在多种肿瘤中都处于持续磷酸化激活的状态。而对激活的STAT3起直接负调控作用的是酪氨酸磷酸酶。与一般酶具有高度的底物特异性不同,酪氨酸磷酸酶的特异性比较差,同一种     

MHC分子与肿瘤免疫及治疗的研究进展

恶性肿瘤是危害人类生命健康的重大疾病,主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC) I类分子和II类分子与肿瘤的发生、发展关系密切,近年来越来越受到人们的关注。MHC I类分子和II类分子的表达和调控影响着肿瘤细胞的增殖,并能够诱导肿瘤免疫,从而在一定程度上可抑制肿瘤细胞的增殖。根据肿瘤免疫中涉及的MHC分子参与的抗原递呈及T细胞受体识别等机理,在临床上可以为肿瘤治疗提供新的手段。因此,了解MHC分子与肿瘤免疫及治疗的最新研究进展非常必要。现从MHC分子的结构和功能、在肿瘤细胞中的表达及调控、与肿瘤免疫的关系及其在肿瘤免疫及治疗领域的应用等4个方面进行介绍,以期为肿瘤的免疫治疗等相关研究提供有意义的参考。     

肿瘤血管生成拟态形成的机制

血管生成拟态(vasculogenic mimicry,VM)主要是由肿瘤细胞形成的无内皮细胞的管样结构,主要为肿瘤在营养缺乏或侵袭过程中提供血液,与肿瘤的侵袭程度和患者预后相关。其形成的原因涉及多种复杂机制,包括肿瘤微环境诱导的调控蛋白、体内激素、RNA、肿瘤相关免疫细胞和肿瘤细胞的自分泌途径等。本文就近年关于肿瘤中各种分子机制促进VM形成做一简要综述。