ERK3信号通路的活化阻止细胞增殖

ERK3是ERK家族中结构较为独特的成员,尤其在分子生物学特征上与ERK家族其他成员明显不同,如基因结构中外显子之间的大内含子、蛋白质结构中活化环的丝氨酸单磷酸化位点以及激酶C端的延伸序列等.ERK3具有独特的丝氨酸单磷酸化位点,导致所有以苏氨酸/酪氨酸双磷酸化位点为磷酸化靶点的MEK分子均不能活化ERK3.ERK3的C端延伸序列能与细胞周期蛋白D3结合并调控ERK3的亚细胞定位,从而影响ERK3对细胞周期的调节.据目前文献推测,ERK3调控细胞周期的信号通路可能为:Ras→B-Raf→ERK3激酶→ERK3→G1期CDK复合物减少→S期抑制因子增多→细胞增殖阻滞于S期→细胞停止增殖,进入分化.此外,ERK3信号通路的活化与细胞分化、胚胎发育、胰岛素分泌以及肿瘤的发生密切相关.     

急性酒精中毒合并中度创伤性脑损伤大鼠海马AQP4的表达

目的:探讨大鼠急性酒精中毒合并颅脑外伤后AQP4在海马区表达的变化.方法:健康成年雄性SD大鼠96只,随机分为4组:假手术组(N组)、急性酒精中毒组(A组)、中度创伤性脑损伤组(T组)和急性酒精中毒合并中度创伤性脑损伤(AT组).腹腔注射酒精(2.5g/kg),2h后以重物自由落体击打大鼠头部建立急性酒精中毒合并中度创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)动物模型.各组动物分别存活1、3、5、14天.免疫组化方法检测海马CA1区AQP4的表达.结果:AQP4阳性产物分布于胶质纤维和毛细血管壁,各实验组表达均高于N组.术后1天T组比AT组表达显著增高(P＜0.01),术后3天AT组比T组表达增高(P＜0.05),术后14天AT组比T组表达显著增高(P＜0.01).结论:大鼠急性酒精中毒合并颅脑外伤后晚期,海马CA1区AQP4表达增高,可能加重晚期继发性脑水肿,是急性酒精中毒合并颅脑外伤预后不良的原因之一.     

急性酒精中毒合并中度创伤性脑损伤大鼠海马AQP4的表达

目的:探讨大鼠急性酒精中毒合并颅脑外伤后AQP4在海马区表达的变化.方法:健康成年雄性SD大鼠96只,随机分为4组:假手术组(N组)、急性酒精中毒组(A组)、中度创伤性脑损伤组(T组)和急性酒精中毒合并中度创伤性脑损伤(AT组).腹腔注射酒精(2.5g/kg),2h后以重物自由落体击打大鼠头部建立急性酒精中毒合并中度创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)动物模型.各组动物分别存活1、3、5、14天.免疫组化方法检测海马CAI区AQP4的表达.结果:AQP4阳性产物分布于胶质纤维和毛细血管壁,各实验组表达均高于N组.术后1天T组比AT组表达显著增高(P＜0.01),术后3天AT组比T组表达增高(P＜0.05),术后14天AT组比T组表达显著增高(P＜0.01).结论:大鼠急性酒精中毒合并颅脑外伤后晚期,海马CAI区AQP4表达增高,可能加重晚期继发性脑水肿,是急性酒精中毒合并颅脑外伤预后不良的原因之一.     

CaMK和AMPK信号通路能共调收缩信号诱导的骨骼肌细胞GLUT4基因转录

钙/钙调素依赖性蛋白激酶(calcium-calmodulin dependent protein kinase, CaMK)和腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)所介导的信号通路均能调节运动诱导的骨骼肌细胞葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4, GLUT4)基因表达,但不清楚这两条通路的相互关系．运用咖啡因(Caffeine)和5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷酸(AICAR)能模拟肌肉收缩信号并分别激活CaMK和AMPK,首次观察由Caffeine和AICAR引起的GLUT4基因表达过程中这两条通路的内在联系．原代培养肌细胞被分为对照、AICAR、Caffeine、AICAR/Caffeine、Caffeine+Compound C、AICAR/Caffeine+Compound C、AICAR+KN93、AICAR/Caffeine+KN93组．实验显示,AICAR和Caffeine能分别上调GLUT4 mRNA约2倍和3倍(P < 0.05),AMPK抑制剂Compound C能够明显减少由Caffeine 引起的GLUT4 mRNA的增长(P < 0.05),也能够明显降低由AICAR/Caffeine复合刺激引起的GLUT4 mRNA的表达(P < 0.05),与此一致的是,Caffeine能引起肌细胞AMPKα1蛋白磷酸化增加(P < 0.05),但不影响AMPKα2的磷酸化,Compound C能够抑制由Caffeine引起的AMPKα1蛋白磷酸化(P < 0.05)．相反CaMK特异的抑制剂KN93能完全抑制由Caffeine引起的GLUT4 mRNA增长,但KN93却不能交叉抑制由AICAR所诱导的GLUT4 mRNA的增长(P < 0.05),也不能阻止由AICAR/Caffeine复合刺激所引起的GLUT4 mRNA的表达(P < 0.05)．上述结果提示,CaMK和AMPK在调节肌细胞GLUT4基因中并不是完全相互独立的,而是彼此密切联系共同作用,AMPK可能位于CaMK途径的下游来调节收缩肌细胞GLUT4 mRNA的表达．     

急性酒精处理对大鼠脑内AQP4表达的影响

目的:探讨急性酒精处理对大鼠脑内水通道蛋白4(aquaporin-4,AQP4)表达变化的影响。方法:32只雄性SD成年大鼠随机分为低剂量酒精组(LA)、中剂量酒精组(MA)、高剂量酒精组(HA)和生理盐水对照组(NS)。其中前三组通过腹腔注射不同剂量的酒精制作大鼠急性酒精中毒模型,生理盐水对照组腹腔注射等剂量的生理盐水。免疫组化方法检测了脑内前额皮质、胼胝体和室管膜AQP4的表达变化。结果:AQP4表达于各组大鼠的前额皮质、胼胝体和室管膜,LA组平均相对灰度值(ARG)分别为1．455±0．142,1．583±0．114,1．422±0．111,HA组ARG值分别为1．432±0．131,1．567±0．143,1．412±0．119,均高于NS组ARG值1．414±0．119,1．523±0．123,1．402±0．128(P＜0．05),MA组AQP4阳性表达显著增强,ARG值1．602±0．124,1．595±0．149,1．433±0．008,明显高于NS组ARG值1．414±0．119,1．523±0．123,1．402±0．128(p＜0．01)。结论:急性酒精中毒能使大鼠脑内AQP4表达显著增加,其表达的变化可能与急性酒精中毒时脑水肿有关。     

力生长因子表达调节及其功能机制

力生长因子(mechano growth factor,MGF)是胰岛素样生长因子1（insulin-like growth factor-1,IGF-1)的选择性剪接变异体,具有力敏感性.本文综述了MGF在组织细胞中的表达、调节及其功能机制的最新研究.首先阐述了MGF在多种细胞和组织中的表达和功能,其次说明MGF表达受应力、损伤、激素、温度等多种因素的调节.综述各项研究显示,MGF不依靠IGF-1R发挥作用,而是直接激活骨骼肌卫星细胞,促肌细胞增殖,进而促骨骼肌肥大,修复受损肌肉. 通过激活Erk磷酸化促成肌细胞增殖、保护心肌细胞,上调血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1,HO-1）,激活蛋白激酶Cε(protein kinase Cε,PKCε）和NF-E2-相关因子2（NF-E2-related factor2,Nrf2 )发挥保护神经的作用.另外,MGF发挥作用还可能与Wnt/β-catenin信号有关.对MGF作用及其作用机制深入研究有助于未来MGF在临床的运用.     

白藜芦醇对紫外线照射后人角质形成细胞AQP3 表达的影响

目的:探讨白藜芦醇对紫外线照射后人皮肤角质形成细胞水通道蛋白3(AQP3)表达的影响及意义。方法:原代培养人皮肤角质形成细胞,采用UVB(20mJ/cm2,40mJ/cm2)照射角质形成细胞后,立即加入0.1mmol/L的白藜芦醇进行干预。RT-PCR检测照射前后角质形成细胞中AQP3 mRNA的表达量,并用羟胺法、比色法、TBA法检测照射前后细胞超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及丙二醛(MDA)含量。结果:1.UVB照射后角质形成细胞AQP3 mRNA的表达量下降(P<0.05),且UVB照射剂量越大,AQP3 mRNA下降越显著(P<0.05)。2.白藜芦醇能显著增加UVB照射后角质形成细胞SOD和GSH-Px活性,并降低细胞MDA含量(P<0.05)。3.白藜芦醇能显著抑制UVB导致的角质形成细胞AQP3 mRNA下降(P<0.05)。结论:白藜芦醇可能通过抑制UVB导致的AQP3 mRNA下降,及提高氧化酶活性、清除自由基的功能,从而延缓皮肤衰老。     

AQP1真核表达载体的构建及其在FRT细胞的表达

目的：构建小鼠AQP1基因真核表达质粒并观察其在FRT细胞中的表达。方法：采用RT—PCR方法从小鼠肾脏组织的总cDNA中扩增出小鼠的AQP1基因,采用基因重组技术将AQP1的cDNA片段插入真核表达载体pCAGGS,构建小鼠AQP1的真核表达质粒,脂质体转染FRT细胞进行表达。结果：酶切和测序结果证实AQP1真核表达质粒构建成功,经脂质体转染FRT细胞后,免疫荧光检测证明AQPI蛋白在真核细胞中成功表达。结论：成功构建真核表达质粒pCAGGS—AQP1-myc,并在FRT细胞中得以表达。为进一步研究小鼠AQP1过表达时的功能及机制奠定了实验基础。     

冷诱导RNA结合蛋白的生物学功能与信号通路

冷诱导RNA结合蛋白（ cold-inducible RNA-binding protein, CIRBP）是哺乳动物体内发现的第一个冷诱导蛋白。这种蛋白质在机体内各个组织与器官中均广泛表达,并在正常生理状态或应激条件下,广泛参与多个生物学过程,例如细胞增殖、发展、凋亡、分化和生物节律调节等多个方面。随着研究的深入,发现CIRBP具有一些新的功能,例如在一些炎症的发生和肿瘤的发生过程中,起到促进作用与作为新一代的原癌基因等。CIRBP发挥作用的信号通路,主要有胞外信号调节激酶/丝裂原活化蛋白激酶(extracellular signal-regulated kinases/mitogen-activated protein kinases, ERK/MAPK)、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B, PI3K/PKB)、无翅和整合基因(wingless and integration 1,Wnt)、核因子κB(nuclear factor κB, NF-κB)等。本文针对CIRBP的生物学功能和相关信号通路的最新研究进展加以综述,希望能为细胞生物学基础研究与利用该蛋白质进行临床有关疾病的诊治提供新的思路。     

吸烟大鼠肺脏AQP4和MUC5AC的表达及其与一氧化氮的关系

目的：研究烟草烟雾吸入对大鼠肺组织水通道蛋白4（AQP4）和粘蛋白5AC（MUC5AC）表达的影响及其与支气管肺泡灌洗液内一氧化氮代谢物水平的关系,探讨氧化应激对肺部水转运和粘液分泌的影响。方法：免疫组化法观察AQP4在肺组织内的表达,平均光密度法比较模型组和空白组大鼠AQP4的表达差异;半定量RT—PCR法检测肺组织内AQP4及MUC5ACmRNA的表达水平;硝酸还原酶法测定各组大鼠支气管肺泡灌洗液内一氧化氮代谢产物的浓度,分析模型组AQP4、MUC5ACmRNA的表达水平与支气管肺泡灌洗液内一氧化氮代谢物浓度之间的相关关系：结果：AQP4在空白对照组呈强阳性染色,在模型组呈弱阳性染色,两者平均光密度值有显著差异（P〈0．05）。模型组动物肺组织AQP4mRNA的表达降低,MUC5ACmRNA的表达升高,与空白组比较均有显著差异（P〈0．05）,模型组动物支气管肺泡灌洗液内一氧化氮代谢产物的浓度与肺组织AQP4mRNA表达水平呈负相关,相关系数r=-0．798,（P〈0．05）,与MUC5ACmRNA的表达水平呈正相关,相关系数r=0．857,（P〈0．05）。结论：吸烟可导致肺组织AQP4表达下降进而影响气道内水的转运。一氧化氮可能参与了烟雾吸入动物模型中AQP4与MUC5AC基因袁达的调控．     

胆红素脑病SD乳鼠模型中脑水通道蛋白-4表达发生变化

神经细胞水肿是胆红素脑病（bilirubin encephalopathy,BE）发生发展过程中的重要病理变化。水通道蛋白-4（aquaporin-4,AQP4）的表达及分布异常与多种疾病所致细胞毒性脑水肿的发生发展具有密切联系。但胆红素脑病中AQP4的表达变化规律及其在病理进展中的作用尚不清楚。采用7日龄SD大鼠小脑延髓池注射胆红素溶液的方法,建立新生大鼠胆红素脑病模型。胆红素脑病模型根据胆红素作用时间的不同,分为12 h、24 h、48 h、72 h和7 d组。采用HE及尼氏染色,检测各新生大鼠脑组织的病理改变;应用透射电镜(TEM),检测胆红素作用24 h后,鼠脑组织超微结构的变化;应用免疫荧光及Western 印迹,检测 AQP4在脑组织中的表达变化。通过上述实验,以探讨AQP4的表达变化与胆红素所致脑损伤的关系。HE及尼氏染色结果显示,随着胆红素沉积时间的延长,神经细胞逐渐肿胀,细胞间隙增大,尼氏小体数量逐渐减少;电镜结果显示,胆红素脑病24 h后神经细胞线粒体出现肿胀;免疫荧光染色显示,24 h组AQP4的表达范围明显增加,其后表达范围逐渐减少,表达强度也随之减弱;Western 印迹结果显示,AQP4表达在不同时间点呈现先增高后降低的趋势,在24 h达到峰值（24 h组1.38 ± 0.11 vs 对照组0.87 ± 0.21, P＜0.05）,在之后的各时间点上,AQP4的表达呈现下降趋势,而72 h组与7 d组AQP4表达均低于48 h组（P＜0.05）,基本恢复到对照组的表达水平（P＞0.05）。上述结果提示,胆红素脑病中胆红素的毒性作用将引起AQP4表达量的改变,AQP4的表达变化与胆红素脑病中细胞毒性脑水肿的发生相关,并且可能在胆红素脑病脑损伤的进展中发挥作用。     

胆红素脑病SD乳鼠模型中脑水通道蛋白-4表达发生变化

神经细胞水肿是胆红素脑病（bilirubin encephalopathy,BE）发生发展过程中的重要病理变化。水通道蛋白-4（aquaporin-4,AQP4）的表达及分布异常与多种疾病所致细胞毒性脑水肿的发生发展具有密切联系。但胆红素脑病中AQP4的表达变化规律及其在病理进展中的作用尚不清楚。采用7日龄SD大鼠小脑延髓池注射胆红素溶液的方法,建立新生大鼠胆红素脑病模型。胆红素脑病模型根据胆红素作用时间的不同,分为12 h、24 h、48 h、72 h和7 d组。采用HE及尼氏染色,检测各新生大鼠脑组织的病理改变;应用透射电镜(TEM),检测胆红素作用24 h后,鼠脑组织超微结构的变化;应用免疫荧光及Western 印迹,检测 AQP4在脑组织中的表达变化。通过上述实验,以探讨AQP4的表达变化与胆红素所致脑损伤的关系。HE及尼氏染色结果显示,随着胆红素沉积时间的延长,神经细胞逐渐肿胀,细胞间隙增大,尼氏小体数量逐渐减少;电镜结果显示,胆红素脑病24 h后神经细胞线粒体出现肿胀;免疫荧光染色显示,24 h组AQP4的表达范围明显增加,其后表达范围逐渐减少,表达强度也随之减弱;Western 印迹结果显示,AQP4表达在不同时间点呈现先增高后降低的趋势,在24 h达到峰值（24 h组1.38 ± 0.11 vs 对照组0.87 ± 0.21, P＜0.05）,在之后的各时间点上,AQP4的表达呈现下降趋势,而72 h组与7 d组AQP4表达均低于48 h组（P＜0.05）,基本恢复到对照组的表达水平（P＞0.05）。上述结果提示,胆红素脑病中胆红素的毒性作用将引起AQP4表达量的改变,AQP4的表达变化与胆红素脑病中细胞毒性脑水肿的发生相关,并且可能在胆红素脑病脑损伤的进展中发挥作用。     

全反式维甲酸通过抑制ERK和激活p38 MAPK信号诱导KLF4基因表达

全反式维甲酸（all-trans retinoic acid, ATRA）诱导细胞分化与上调转录因子Krüppel样因子4 (KLF4)表达有关, 但目前对ATRA诱导KLF4表达的分子机制尚不清楚．为了研究ATRA在血管平滑肌细胞（VSMC）中诱导KLF4表达的分子机制,本 研究观察ATRA对视黄酸受体α (retinoic acid receptor α, RARα)和KLF4表达的影响及RARα介导ATRA诱导KLF4表达所依 赖的信号转导途径．实验结果显示,ATRA可显著诱导RARα和KLF4表达,用RARα拮抗剂Ro 41 5253阻断ATRA与受体相互作 用后,ATRA诱导的KLF4表达受到显著抑制．用p38 MAPK、ERK和Akt抑制剂阻断ATRA与RARα相互作用所激活的信号转导途径 后,发现阻断p38 MAPK信号途径显著抑制ATRA诱导的KLF4表达,抑制ERK信号途径使ATRA对KLF4表达的诱导作用明显增强, 抑制Akt信号途径不影响KLF4基因表达．表明RARα介导ATRA对KLF4表达的诱导作用,ATRA通过抑制ERK和激活p38 MAPK信号 途径发挥其对KLF4基因表达的诱导作用．     

脑水肿时紧密连接蛋白occludin及AQP4的表达变化

目的:采用枕大池内注入脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)的方法建立大鼠脑水肿模型,观察脑组织病理形态学变化,脑组织含水量(brain water content,BWC),血脑屏障(blood brain barrier,BBB)的紧密连接蛋白Occludin和水通道蛋白-4(aquaporin 4,AQP4)表达水平的动态变化,研究AQP4及Occludin与脑水肿形成的关系,及其可能的作用机制,为临床脑水肿的治疗提供理论依据。方法:选用Wistar健康成年大鼠,随机分为正常对照组,生理盐水组和脂多糖组,后两组的观察时间点选定于造模后3 h、6h、12 h、24 h、72 h。采用经皮穿刺枕大池内注入脂多糖的方法制备脑水肿动物模型,正常对照组、生理盐水组及脂多糖组分别于各时间点进行开颅取脑,测定脑组织含水量,通过HE染色法观察脑组织的病理形态学变化,应用Western blot方法检测occludin的表达变化。应用RT-PCR技术测定脑组织内AQP4mRNA的表达变化。结果:生理盐水组各时间点中有少量AQP4mRNA及occludin蛋白的表达,与正常对照组之间无显著性差异;脂多糖组在造模后3 hAQP4的mRNA表达开始增加,6-12 h达高峰,此后明显下降,随后表达开始减弱,24-72 h表达显著低于生理盐水组;occludin蛋白表达下降出现于造模后3 h,12-24 h下降更明显,72 h表达开始升高。结论:枕大池内注入脂多糖(LPS)所建立脑水肿模型中,脑组织含水量及血脑屏障通透性增加,病理学特点是血管源性脑水肿出现早且持久,后期伴有细胞毒性脑水肿的改变。AQP4早期表达增强是胶质细胞的适应性反应,与血脑屏障的破坏有关,促进了血管源性脑水肿的发生。后期AQP4表达减弱是机体内在防御机制的表现,同时又促进细胞毒性脑水肿的形成。occludin在脑组织中表达量随脑水肿的加重而降低,即与脑水肿的程度呈负相关,目前认为这与脑水肿时内皮细胞通透性增加,血脑屏障的通透性改变,导致occludin的表达下调有关,促进了血管源性脑水肿的发生。针对以上特点,我们可以进一步研究调控AQP4及occludin表达的药物,从而减轻脑损伤后脑水肿的程度,为脑水肿的治疗提供新的临床策略。     

重型颅脑损伤患者血清Arc水平及其与程序性坏死关系的研究

目的:探讨重型颅脑损伤(s TBI)患者血清Arc蛋白表达及其与神经元程序性坏死的关系。方法:采用回顾性研究的方法,选取中国人民解放军第123医院神经外科自2013年6月至2017年4月收治的s TBI患者55例(s TBI组)和同期该院体检中心健康体检者55例(Control组),将s TBI组患者分为Arc蛋白低表达组(小于150.37 pg/m L,s TBI-L)和Arc蛋白高表达组(大于150.37pg/m L,s TBI-H)。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测受试者外周血Arc蛋白含量,采用蛋白质印迹法(Western blot)检测程序性坏死相关蛋白受体相互作用蛋白激酶1(RIPK1)、受体相互作用蛋白激酶3(RIPK3)和混合系激酶区域样蛋白(MLKL)的表达,采用ELISA法检测炎症因子白介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白介素10(IL-10)的表达。结果:s TBI组血清Arc蛋白含量明显高于Control组(150.37±21.08 pg/m L vs.87.65±13.43 pg/m L),差异有统计学意义(P0.001)。与Control组比较,s TBI-L组、s TBI-H组RIPK1、RIPK3和MLKL表达均明显增高(P0.001);与s TBI-H组比较,s TBI-L组RIPK3和MLKL表达明显增高(P0.001),而RIPK1表达无差异(P=0.181)。与Control组比较,s TBI-L组、s TBI-H组血清IL-1β、TNF-α和IL-10表达均明显增高(P0.001);与s TBI-H组比较,s TBI-L组血清IL-1β和TNF-α表达明显增高(P=0.027,0.008),而IL-10表达明显降低(P=0.015)。结论:重型颅脑损伤患者血清Arc蛋白表达增加,可能介导了神经元程序性坏死和炎症反应。     

Stretch in Brain Microvascular Endothelial Cells (cEND) as an In Vitro Traumatic Brain Injury Model of the Blood Brain Barrier

Due to the high mortality incident brought about by traumatic brain injury (TBI), methods that would enable one to better understand the underlying mechanisms involved in it are useful for treatment. There are both in vivo and in vitro methods available for this purpose. In vivo models can mimic actual head injury as it occurs during TBI. However, in vivo techniques may not be exploited for studies at the cell physiology level. Hence, in vitro methods are more advantageous for this purpose since they provide easier access to the cells and the extracellular environment for manipulation.Our protocol presents an in vitro model of TBI using stretch injury in brain microvascular endothelial cells. It utilizes pressure applied to the cells cultured in flexible-bottomed wells. The pressure applied may easily be controlled and can produce injury that ranges from low to severe. The murine brain microvascular endothelial cells (cEND) generated in our laboratory is a well-suited model for the blood brain barrier (BBB) thus providing an advantage to other systems that employ a similar technique. In addition, due to the simplicity of the method, experimental set-ups are easily duplicated. Thus, this model can be used in studying the cellular and molecular mechanisms involved in TBI at the BBB.     

重型颅脑损伤后颅内高压的治疗研究进展

重型颅脑损伤后颅内压增高预示着不良的神经功能预后和极高的死亡率,一直是临床治疗中的研究热点,可采取高渗性脱水,亚低温疗法,巴比妥昏迷治疗及外科手术干预等治疗措施控制颅内压。由于亚低温治疗会增加患者发生肺炎的风险,巴比妥类药物副作用较大,现均已少用。近来研究发现,监测颅内压、脑灌注压、脑组织氧分压并指导临床治疗,可降低死亡率与改善预后。也有研究发现去骨瓣减压术治疗顽固性颅内高压与神经功能预后较差有关。目前关于颅内高压治疗的最佳方案仍存在争议,未来还需根据患者病情,为其制定规范化与个体化的治疗方案,预防继发性颅脑损伤,降低颅内压。本文就近年来重型颅脑损伤后颅内高压的治疗进展进行阐述。