钙信号在光动力疗法中的产生及作用

光动力疗法是基于光敏剂选择性地积聚在肿瘤组织中,肿瘤接受光照后凋亡或坏死的一种细胞毒性治疗方法.光敏剂的亚细胞定位决定了细胞光敏损伤的初始位置,线粒体、内质网、细胞膜、溶酶体,细胞骨架等均可成为光敏损伤的靶点.细胞内Ca2 作为一个广泛意义上的信号分子,参与了多种信号转导途径,在光动力疗法诱导肿瘤细胞凋亡过程中起了重要作用.从光动力疗法造成的亚细胞损伤出发,探讨了光动力疗法中钙信号的产生机制,并简要介绍了钙信号在光动力疗法诱导肿瘤细胞凋亡中的作用机制.     

荧光探针在光动力疗法亚细胞损伤位点研究中的应用

目的：应用荧光探针在光动力疗法研究中检测亚细胞损伤位点。方法：传代培养鼠肺毛细血管内皮细胞,将血卟啉单甲醚(HMME)与内皮细胞共同孵育24小时后,加入线粒体探针Bhodamine-123、内质网探针DioC6(3)和溶酶体探针Lucifer yellow分别对细胞器染色。首先采用激光共聚焦显微镜对光敏剂进行亚细胞定位。应用荧光显微镜汞灯照射激发光敏剂的光动力效应,加入ROS探针H2DCF-DA检测产生的单线态氧。分别在激发前后采集Pdloclamine-123、Lucifer yellow和DioC6(3)的荧光图像。结果：线粒体探针Phodamine-123的荧光图像在光动力损伤前后差异显著,原有形态特点发生明显改变;Phodamine-123在光动力损伤后再分布于细胞核区。结论：血卟啉单甲醚介导的光动力效应导致亚细胞水平多位点损伤,线粒体和核膜可能是PDT敏感位点;荧光探针标记检测光动力损伤亚细胞位点方法简便可靠。     

姜黄素光动力疗法下调人喉癌细胞中STAT3信号传导通路相关调控蛋白水平

目的利用激光照射含有姜黄素的喉癌细胞,探讨在激光的作用下姜黄素对人喉癌Hep-2细胞系增殖、凋亡及STAT3信号传导通路调控蛋白p-Stat3、cyclin Dl、Bcl-2水平的影响,为揭示姜黄素作为光敏剂的光动力疗法的抗癌机制提供实验依据。方法体外培养人喉鳞状细胞癌Hep-2细胞株,姜黄素光动力作用于喉癌细胞。实验分为以下4组:既不加光敏剂又不照光的空白对照组(A组),不加光敏剂的单纯照光对照组(B组)、只加光敏剂不照光的光敏剂对照组(C组)和光敏剂处理实验组(D组)。流式细胞技术检测不同实验组的细胞凋亡情况,及不同实验组P-STAT3及其靶基因产物cyclin Dl和Bcl-2蛋白表达水平。结果在激光的作用下,姜黄素抑制喉癌细胞增殖,促进细胞凋亡,下调STAT3信号传导通路蛋白p-STAT3、cyclin Dl和Bcl-2水平。结论受激发后的姜黄素可能通过降低STAT3相关调控蛋白的表达而抑制喉癌细胞增殖,促进其凋亡。     

纳米金提高光敏剂单态氧产率的研究

光动力疗法是效果很好的癌症微创治疗方法,主要依靠光敏性药物(也称为光敏剂)进行癌细胞杀伤。在光动力治疗中,光敏剂单态氧产率是影响光动力效果的关键因素。利用纳米金的光学特性来提高光敏剂的单态氧产率为研制新型光敏剂来改进光动力治疗方法提供了一种新的途径。利用绿光LED灯、红光LED灯、氙灯和635 nm连续激光四种光源对混合有光敏剂原卟啉Ⅸ和纳米金的溶液进行光照。用单态氧检测试剂测定了光照后的单态氧产率。     

SUMO化修饰在核受体功能调控中的作用

小泛素相关修饰蛋白(small ubiquitin related modifier,SUMO)修饰作用是蛋白质翻译后修饰的重要方式。SUMO化修饰与泛素化作用极为相似,并且在某些靶蛋白上可以与泛素竞争结合位点,从而起到稳定靶蛋白的作用,并参与调节靶蛋白的细胞定位、膜离子通道功能、DNA损伤修复以及转录活性等。核受体是一类在生物体内广泛分布的、配体依赖的转录因子超家族,参与机体生长发育、细胞分化,以及体内许多生理、病理过程中的基因表达调控。最近研究发现,核受体的SU-MO修饰可通过影响核受体的稳定性、转录活性、亚细胞定位等多重途径影响核受体的功能,并影响机体炎症反应及相关疾病的发生发展。本文对核受体的SUMO修饰在核受体功能调控中的作用,以及与机体相关疾病之间的关系做一简要综述。     

纳米氧化硅空心球负载光敏剂对肝癌体内外的杀伤作用研究

目的:探讨空心纳米粒子光敏剂与普通光敏剂在不同实验条件下对人HepG2肝癌细胞增殖的抑制作用及其作用机制。方法:应用体内外培养的HepG2肝癌细胞,以纳米化的photosan及photosan为光敏剂,半导体激光器(波长630 nm)为光源进行光照射,在不同的浓度光敏剂经不同剂量的光照后,用MTT法测定光动力治疗后肝癌细胞的残存率,并用流式细胞分析检测光动力治疗对肝癌细胞凋亡的影响,采取Western blot检测光动力治疗肝癌后凋亡相关蛋白caspase-3和caspase-9的表达情况,并建立裸鼠动物模型,比较纳米粒子光敏剂与普通光敏剂在动物体内对肝癌抑制作用。结果:纳米粒子光敏剂介导的光动力治疗对肝癌有明显的抑制作用,在一定范围条件下,随着光敏剂浓度的增加和激光剂量的的增大,肝癌细胞的的残存率明显下降,且纳米粒子光敏剂在同等条件下要优于普通光敏剂,流式细胞分析显示,空心纳米粒子光敏剂光动力治疗肝癌出现了明显的凋亡,且比普通光敏剂更显著。Western blot检测结果显示,两种光敏剂均引起凋亡蛋白caspase-3和caspase-9的表达,在空心纳米粒子光敏剂光动力作用组该两种蛋白的表达水平要明显高于普通光敏剂组。体内实验显示:用纳米粒子光敏剂与普通光敏剂分别对裸鼠肝癌模型干预,在生存期,瘤体的体积大小,纳米粒子光敏剂组显然优越于普通光敏剂组。结论:空心纳米粒子光敏剂对肝癌细胞在体内外具有明确的抑制作用,这种抑制作用可能通过引起凋亡相关蛋白高水平的表达,从而促发凋亡通路的开放,引起癌细胞发生凋亡。     

基于HMME的PDT体外灭活HL60实验研究

目的:探讨血卟啉单甲醚(HMME)介导的光动力疗法(HMME-PDT)对HL60细胞的作用及PDT前后HL60细胞表面超微结构的变化。方法:CCK-8法检测光敏剂浓度和光照剂量对HL60细胞抑制率的影响,荧光分光光度计监测PDT过程中光敏剂荧光强度随时间的变化,Fluo 3-AM荧光探针检测不同浓度HMME作用后HL60细胞内Ca2+变化,原子力显微镜观测PDT作用前后不同扫描范围HL60细胞表面的超微结构图。结果:细胞灭活率呈光敏剂浓度-光剂量依赖关系,当HMME为50μg/mL,光照剂量为24 J/cm2时,灭活效率达到70%;随着光照时间的增加,光敏剂的荧光强度不断减弱,下降速率也逐渐变慢;随HMME作用浓度增加,钙离子浓度显著升高;HMME-PDT作用后HL60细胞表面结构出现明显变化。结论:HMME-PDT能有效灭活HL60细胞,光敏剂浓度和光剂量是影响PDT疗效的重要因素,PDT过程中伴随有光漂白现象的发生,细胞凋亡和钙离子浓度增加呈正相关,PDT作用前后细胞出现明显萎缩,细胞膜粗糙度增加。     

NADPH氧化酶的光驱激活

NADPH氧化酶在多种细胞表达,激活后产生超氧阴离子或过氧化氢,调控各种细胞生理或病理活动.已知日光中的UVA波段,激活皮肤角质化细胞中的NOX1同工酶,以及肥大细胞中的NOX2同工酶.与复杂多亚基同工酶NOX1, NOX2相比, NOX5是单亚基同工酶, DUOX2是双亚基同工酶. NOX5含有所有NOX同工酶的吸光分子血红素, FAD, NADPH. NOX5同工酶中的NADPH, FAD皆为内源性光敏剂,吸收UVA后可通过Ⅱ型光动力作用产生单线态氧分子.现有文献认为, UVA可能可以激活所有NOX同工酶,导致其不可逆激活.在此光驱激活过程中,内源性光敏剂的Ⅱ型光动力作用,发挥关键作用.     

光间受体视黄类物质结合蛋白（IRBP）的研究概况

光间受体视黄类物质结合蛋白 (ＩＲＢＰ)是一种仅在脊椎动物视网膜的光间受体基质 (ＩＰＭ)中发现 ,并由光受体细胞合成并分泌的较大的单亚基糖酯类蛋白 .由于它能够结合各种异构形式和化学形式的视黄类物质和脂酸 ,因而在视循环中作为转移视黄类物质和脂酸的主要运输工具 ,同时也具有保护视黄类物质免于降解和减少视黄类物质潜在的细胞毒性等作用 .除了上述功能外 ,ＩＲＢＰ在调控视黄类物质定位、新陈代谢以及各方面活性等方面也都有不同的特异性功能 ,因而是一种重要的蛋白质成分 .目前对此蛋白质基因结构的研究表明 ,ＩＲＢＰ基因是不包…     

花生疮痂病菌蓝光受体EaWC 1基因克隆及生物信息学分析

光是真菌感知和适应环境的重要信息载体,调控多种生理生化过程。痂囊腔菌素(Elsinochromes,ESC)是花生疮痂病菌重要的毒力因子,蓝光对其具有正调控作用,为了进一步揭示光调控ESC机制,开展了花生疮痂病菌蓝光受体基因EaWC 1克隆、生物信息学分析和表达模式研究。结果表明,蓝光受体基因EaWC 1全长为3 261bp,具有一个完整的开放阅读框,编码长度为1 086个氨基酸的蛋白质,相对分子质量11.95 kD,理论等电点为8.81,具有核定位信号,为稳定亲水性蛋白。qPCR定量分析表明,EaWC 1基因表达受到蓝光诱导,其表达模式与ESC毒素含量呈显著正相关。研究结果对于阐明花生疮痂病菌蓝光受体生物功能,揭示ESC毒素生物合成光调控机制和调控网络奠定了理论基础。     

Notch1在胆管癌细胞光动力疗法中的作用研究

目的:1、研究Photosan介导光动力疗法(Photodynamic Therapy,PDT)对胆管癌细胞的杀伤作用。2、探讨Notch1在胆管癌发生中的表达情况以及Notch1在PDT治疗胆管癌细胞中的作用。方法:1、体外培养人胆管癌QBC939细胞株,在细胞对数生长期用不同浓度Photosan处理,并用半导体激光治疗仪不同强度光照后,采用MTT法检测PDT对QBC939细胞的杀伤作用。观察不同的光敏剂孵育时间、光敏剂浓度及光照剂量对PDT效果的影响。2、采用免疫细胞化学方法和蛋白印迹法检测胆管癌细胞Notch1表达,经Photosan介导光动力作用胆管癌细胞后,检测胆管癌细胞内Notch1表达变化。结果:1、MTT结果显示Photosan介导的PDT对胆管癌细胞有杀伤作用(P0.05),而且这种杀伤作用在一定范围内随着光敏剂浓度增加、光敏剂孵育时间、光照剂量呈正相关。2、免疫细胞学检查发现Notch1在胆管癌细胞中高表达,其表达主要位于细胞膜及胞浆,并且经PDT处理后Notch1表达量较前减少(P0.05)。结论:Notch1与胆管癌细胞生长、增殖密切相关,且Notch1在PDT对胆管癌细胞产生的抑制、促凋亡和杀伤作用中有重要作用。     

高迁移率族蛋白

高迁移率族蛋白(highmobilitygroupprotein,HMG蛋白)广泛存在于真核生物细胞中,因其在聚丙稀凝胶电泳中的高迁移率而得名。HMG蛋白是真核细胞基因调控的动力体现者,是真核细胞内继组蛋白之后含量最为丰富的一组染色质蛋白质,它们在染色质的结构与功能及基因表达调控过程中均发挥着重要作用。HMG蛋白家族可分为HMGA、HMGB和HMGN三类亚家族。现对HMG蛋白家族的三类亚家族蛋白HMGA、HMGB和HMGN的结构与功能进行综述。     

β-Arrestins参与GPCRs信号通路的分子机制

β-抑制蛋白(β arrestins)是一类在β肾上腺素受体激酶（βARK)提纯过程中发现的重要支架蛋白和信号调控因子;G蛋白偶联受体（GPCRs）为7次跨膜受体,在细胞信号转导中发挥关键作用,是很多临床药物的作用靶点. β-抑制蛋白作为衔接蛋白,调控GPCRs相关的信号通路,介导GPCRs的脱敏、内化、循环、复敏等生理过程,影响多种疾病的进程. 本文总结了β-抑制蛋白参与GPCRs信号通路的研究进展,侧重阐明了其中的分子机制,以期为开发新一代调控GPCRs功能活性的相关药物提供理论基础.     

含有多种酶活性的SIRT5蛋白在细胞代谢中的功能

Sirtuins作为Ⅲ型蛋白质去乙酰化酶调控机体多种生理进程,包括DNA修复、基因组稳定性、能量代谢、衰老以及癌症发生.目前已鉴定出7种人类Sirtuins家族的蛋白(SIRT1–SIRT7),其组织分布、亚细胞定位以及酶作用的底物都不尽相同.本文将着重描述Sirtuins家族的一个成员—SIRT5以及其在调控细胞代谢中的多种酶活性.     

带有功能性多肽的光敏剂及其应用

光动力治疗( photodynamic therapy,PDT )是光敏剂在特定波长光源的激发下、在氧分子存在下产生细胞毒性物质的一种治疗方法,主要用于抗肿瘤治疗．目前临床应用的光敏剂对肿瘤细胞的靶向性比较有限,近来的一个热门研究方向是靶向性光敏剂．结合作者多年来在该方向的工作,综合近年来光敏剂研究的发展,比较全面地阐述了带有功能性多肽的靶向性光敏剂及其在光动力治疗中的应用．阐述多肽作为靶向基团的优势,总结了包括透膜多肽、血管靶向多肽、细胞受体靶向多肽等功能多肽与光敏剂偶合物的生物效应,说明了多肽能够实现光敏剂的靶向作用．     

丝瓜果实发育过程的蛋白质差异表达分析

丝瓜果实发育过程伴随着明显的形态转变和复杂的生理生化变化,这些变化均影响着果实的采后寿命和品质。为阐明丝瓜果实发育过程中重要蛋白质的功能与调控作用,该研究以同位素标记相对定量联合液相色谱串联质谱(iTRAQ-LC-MS/MS)技术测定丝瓜果实发育过程三个时期(花后5天、花后15天、花后30天)蛋白的表达水平,鉴定差异蛋白,并对它们进行亚细胞定位、GO(gene oncology)和KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)途径分析。共鉴定到差异蛋白709个,其中在丝瓜果实不同发育时期共同存在的差异蛋白有229个,上调蛋白有118个,下调蛋白由111个。亚细胞定位显示,差异蛋白的亚细胞主要定位于叶绿体、细胞质和细胞核。GO分析发现,四吡咯结合、过氧化物酶活性、氧化还原酶活性、血红素结合和抗氧化活性是差异蛋白5种主要的分子功能,过氧化氢代谢过程、应激反应和防御反应是差异蛋白3种主要参与的生物过程。代谢途径分析显示,丝瓜果实发育过程的差异蛋白主要富集在3个代谢途径,分别为次生代谢产物生物合成、糖代谢和DNA复制途径,从中筛选出36个在丝瓜果实发育过程发挥重要作用的目标差异蛋白。其中, PAL、C4H、4-CL、COMT和CAD可能是调控果实内酚类物质和木质素合成的5种关键蛋白。PAL、POD、PPO、CAT、APX 5种差异蛋白可能协同参与果实发育后期的酶促褐变。SS和α-AL可能在丝瓜果实蔗糖的累积和淀粉的降解过程中起着重要作用。以上研究结果为进一步阐明丝瓜的发育调控,进而指导丝瓜品种选育和生产栽培提供了理论支持。     

转录因子的巯基亚硝基化修饰及其生理学意义

巯基亚硝基化(S-nitrosylation)修饰是一种一氧化氮(nitric oxide, NO)介导的氧化还原依赖的、可逆性蛋白质翻译后修饰。生理条件下,S-nitrosylation通过调控蛋白质的稳定性、蛋白质活性、亚细胞定位及蛋白质-蛋白质相互作用,在维持细胞稳态中发挥重要作用。而在多种病理条件下,蛋白质S-nitrosylation及其产物表现出异常的升高或降低。转录因子又称反式作用因子,通过识别并结合调控元件而影响基因转录。本文简要综述转录因子的S-nitrosylation修饰的研究进展及其生理学意义。     

光动力作用对铜绿假单胞杆菌杀伤效应的研究

目的:探讨不同的光动力剂量下光动力疗法(photodynam ic therapy,PDT)对体外培养的铜绿假单胞杆菌的杀伤效应。方法:以耐药性较强的铜绿假单胞杆菌(Pseudom onas aeruginos,P.aeruginosa)为研究对象,采用亚甲基蓝(m ethylene b lue,MB)作为光敏剂,用656 nm的激光作为光源(m axoutput=300 mW),对不同系列浓度的MB进行不同剂量的光照,用菌落计数的办法来观测PDT对铜绿假单胞杆菌的杀伤作用;同时利用血培养基检测铜绿假单胞杆菌致病性的改变。结果:在光照剂量相同的情况下,浓度适中(131.7 m ol)的亚甲基蓝溶液能够有效地杀伤铜绿假单胞杆菌,使其致病性降低;而浓度较高(1 317 m ol)或较低(13.17 m ol)的亚甲基蓝溶液对铜绿假单胞杆菌的杀伤作用相对较弱。结论:光动力作用对体外培养的铜绿假单胞杆菌具有明确的杀伤作用,但是其效果和剂量关系密切,所以在治疗过程中必须寻找合适的光敏剂剂量。     

新基因Nischarin生物信息学分析及初步验证

目的:对新基因Nischarin进行生物信息学分析,探索其新功能特征,并通过实验进行初步验证。方法:用生物信息学方法对Nischarin进行初步分析,阐明了它的基因结构、染色体定位、编码蛋白质的理化性质、相互作用基因、相互作用蛋白、亚细胞定位、蛋白质功能域等信息。最后采用细胞免疫荧光对其DNA结合位点进行初步验证。结果:对新基因Nischarin的上述性质进行了有效的预测,分析表明该基因结构复杂,相互作用基因或蛋白多,亚细胞分布预测复杂。验证了Nishcarin存在的DNA结合位点。结论:通过生物信息学分析,表明新基因Nischarin是一个复杂的基因,可能存在的多种蛋白表达形式、这些不同的蛋白可能存在不同的亚细胞分布,且该蛋白可能与多种蛋白存在相互作用,上述基因和蛋白特性可能是Ⅰ型咪唑啉受体(Imidazoline-1 receptor,I1R)复杂药理学作用的分子基础。     

共价连接BODIPY光敏剂的聚合物纳米胶束及其靶向光动力疗效的研究

目的:利用聚合物纳米胶束靶向输送光敏剂分子已经成为光动力治疗癌症的研究热点。方法:采用原子转移自由基聚合反应合成嵌段聚合物聚丙烯酸叔丁酯-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(Pt BA-b-PGMA),共聚物的一端脱除叔丁基,通过缩合反应共价键连接甘露糖分子,另一端环氧基开环引入叠氮基,并通过"click"反应共价连接氟硼二吡咯光敏剂分子,最后制备得到表面甘露糖修饰的负载光敏剂聚合物胶束。利用核磁共振氢谱仪和傅立叶变换红外光谱仪进行结构确认;通过透射电镜和动态光散射等考察其理化性质;经激光共聚焦显微镜和MTT细胞毒性实验对其甘露糖受体靶向性及光动力疗效进行考察和评价。结果:聚合物Pt BA-b-PGMA的相对分子量为16 924,其分散系数为1.36。聚合物中环氧基开环引入叠氮后在2 106 cm-1处出现叠氮基特征峰。经过"click"反应引入氟硼二吡咯光敏剂分子后,叠氮基特征峰消失,在1 637 cm-1处出现三氮唑特征峰。聚合物胶束粒径分布均一,稳定性良好。胶束平均流体力学直径为178 nm,在水溶液中粒度分布较窄(PDI=0.298)。聚合物胶束对人乳腺癌MDA-MB-231细胞和HEK293正常细胞均无暗毒性,在535 nm LED光照下对乳腺癌MDA-MB-231细胞具有较好的光动力治疗效果。结论:聚合物胶束能被MDA-MB-231癌细胞表面高表达的甘露糖受体特异性识别,并被内吞进入癌细胞内,具有较好的光动力杀伤作用。