冷诱导RNA结合蛋白在应激状态下对细胞的保护作用机制

冷诱导RNA结合蛋白(cold-inducible RNA-binding protein,CIRP)是目前哺乳动物中被广泛研究的冷应激蛋白之一。CIRP在脊椎动物间高度保守,在多种类型的细胞中均有表达,参与体内多种生物学过程。在应激条件下,CIRP从细胞核迁移到细胞质的应激颗粒中,通过与其特异靶基因结合,发挥一系列生物学效应,帮助细胞快速适应各种环境应激,尤其在温和低温、紫外线、缺氧等应激条件下,CIRP被诱导表达,通过与其特异靶基因结合、增加mRNA的稳定性、抗细胞凋亡等方式发挥细胞保护作用。文章重点对冷诱导RNA结合蛋白在应激状态下的细胞保护作用机制的研究进展进行综述。     

RNA结合基序蛋白3的生物学功能

RNA结合基序蛋白3(RNA binding motif protein 3,RBM3)是在哺乳动物细胞中发现的重要冷应激蛋白,伴随冷应激过程其表达量上调。研究发现RBM3与冷诱导RNA结合蛋白(cold inducible RNA binding protein,CIRP)在核酸结构和氨基酸结构上高度保守,具有较高的同源性,且发挥作用的方式也有很多相似之处。RBM3不仅具有介导冷诱导下细胞抗凋亡的保护作用,还能参与人和动物的缺氧应激、缺血应激、紫外照射应激、细胞增殖、骨骼肌调节、生殖发育,疾病的治疗等多种生理过程,而且它还能够作为原癌基因以及参与小RNA(microRNA,简称miRNA)生物学过程的调控作用。因此,深入开展RBM3功能性研究和应用性研究具有重要的基础研究价值和临床研究意义。     

冷诱导RNA结合蛋白研究进展

冷诱导RNA结合蛋白(CIRP)广泛表达于各种组织细胞中,但低温(32℃)诱导下表达明显增加。随着研究的不断深入,科学家们发现CIRP还可以被其他应激条件如紫外线、缺氧、渗透压等诱导高表达。CIRP是一种重要的生理活性物质,其表达量的改变,直接影响体内心率、体温、内分泌等有节律性变化的生理过程。现已证实它广泛参与缺氧神经元保护、癌症发生、神经及胚胎发育、生物钟调节等一系列生化过程。我们对冷诱导RNA结合蛋白的最新研究进展加以综述,旨在初步阐明该蛋白的功能,为利用该蛋白治疗临床相关疾病奠定理论基础。     

BALB/C鼠冷诱导RNA结合蛋白的原核表达、纯化及其单克隆抗体的制备

为了获得冷诱导RNA结合蛋白（CIRP）的单克隆抗体,本通过RT-PCR 方法从冷处理BALB/C小鼠睾丸的总RNA中扩增获得CIRP基因序列,克隆至pGEM-T载体,获得重组质粒pGEM-CIRP,并进行序列测定。将测序正确的CIRP序列插入质粒pQE-30-Xa,构建表达载体pQE-30-CIRP并转化E.coli M15,IPTG 诱导后SDS-PAGE分析表明CIRP基因在大肠杆菌中获得高效表达, 可溶性分析表明CIRP融合蛋白以包涵体形式表达。采用Ni-NTA亲和层析、电洗脱纯化融合蛋白CIRP,将纯化的蛋白免疫BALB/C小鼠,三次免疫后,间接ELISA测定小鼠效价,效价为1:105,采用杂交瘤技术融合,用间接ELISA法、有限稀释法筛选阳性杂交瘤细胞,通过Western blot对McAb特异性进行鉴定,利用间接ELISA方法对McAb的Ig亚类(型)、杂交瘤细胞上清、腹水效价进行测定。结果获得了1A6、2D3、3C5及4C4 4株稳定分泌CIRP McAb的杂交瘤细胞株,1A6、3C5、4C4产生的单克隆抗体亚类均为IgG2b,2D3产生的单抗亚类为IgG3,轻链均属κ链。4株单克隆细胞上清效价均在1:103以上,腹水效价均达1:107以上。Western-blot分析4株单抗均能与重组蛋白CIRP特异性结合,与空载体对照没有反应。以3C5细胞株的腹水为一抗,检测冷应激小鼠多种组织中天然CIRP蛋白表达,结果显示3C5细胞腹水能识别心、肝、脾、肺、肾、脑、睾丸等多种组织中天然CIRP,并与能之与结合。这证明该抗体具有良好特异性和结合活性,制备的单克隆抗体可以用于深入开展CIRP的功能性和应用性研究。     

丙酮酸对细胞寒冷应激损伤的保护作用研究

目的:细胞冻存、移植器官保存过程中,机体细胞会产生细胞寒冷应激过程,导致细胞产生损伤作用,而其作用机制尚不清楚,本研究通过观察4℃冷暴露对HEK293细胞增殖活性及凋亡的影响,分析线粒体分裂蛋白Drp1在此过程中的表达变化,阐明Drp1在细胞寒冷应激中作用及其机制.方法:采用MTT法观察4℃环境暴露对HEK293细胞损伤的影响,流式细胞术检测细胞凋亡;Western blot方法检测蛋白Drp1、Bcl2表达水平变化,提取线粒体观察线粒体中Drp1表达水平.结果:4℃冷暴露抑制HEK293细胞增殖(P＜0.05),Drp1线粒体表达水平增高,并向线粒体转位;丙酮酸可以逆转4℃冷暴露对细胞增值抑制,抑制Drp1线粒体表达水平增高,并向线粒体转位,增加细胞中Bcl2表达水平.结论:研究发现细胞寒冷应激可以使细胞凋亡,细胞增殖出现显著抑制,而寒冷应激引起细胞Drp1的线粒体转位,丙酮酸干预后可以对细胞起到保护作用,研究发现丙酮酸可以逆转Drp1的线粒体转位过程,增加Bcl2表达水平,可能是其产生保护作用的机制之一.     

植物冷驯化的分子机理研究进展

植物冷驯化是一个非常复杂的过程,包括植物将感受到的低温信号转变成生化信号,以激活冷诱导基因的启动子,刺激特定的mRNA的转录,并在特定的组织中合成冷驯化蛋白.冷驯化蛋白通过增强膜脂流动性和阻止胞间冰晶形成等方式,以保护细胞免受低温伤害.冷驯化基因的表达以转录后调控为主,也有转录调控.某些冷诱导基因也可受ABA或其他环境胁迫(如高温、干旱、高盐、脱水等)诱导表达.     

冷诱导RNA结合蛋白在急性脑外伤后的表达变化及其促炎作用研究

目的:观察小鼠急性脑外伤后,冷诱导RNA结合蛋白(CIRP)的表达变化情况及其对炎症因子的影响,旨在探讨CIRP在神经系统损伤性疾病中的作用,为该疾病的临床治疗提供新的思路。方法:成年小鼠随机分为正常组(n=10)和手术组(n=36),用液压打击法建立小鼠急性脑外伤模型,利用HE染色法观察模型建立后小鼠大脑的损伤情况;损伤后24、48 h时间点,采用实时PCR检测大脑损伤部位CIRP和炎症因子肿瘤坏死因子α(TNFα)m RNA的表达,免疫组织化学法检测CIRP蛋白水平的表达;分析CIRP表达变化与炎症因子TNFα相关性。结果:急性脑外伤后小鼠脑损伤部位的CIRP m RNA及蛋白表达水平呈上升趋势,CIRP表达与炎症因子TNFα表达正相关。结论:CIRP可能参与了小鼠脑外伤的炎性反应过程。     

冷暴露对健康雏鸡某些血液生化指标及胃肠道粘膜充血的影响

应激是机体对外界或内部的各种非常刺激所产生的非特异性反应的总和。应激主要表现为交感神经 肾上腺髓质系统兴奋性增强 ,下丘脑 肾上腺皮质功能增强 ,以及由此引起的一系列代谢变化。应激过强易使机体产生许多异常反应 ,如胃肠溃疡、免疫功能改变等病理现象 ,严重者甚至引起死亡。关于禽类冷应激方面的研究报道很少 ,但在实际饲养管理中 ,冷应激却是北方高寒地区养殖现场常见的问题 ,新生动物对其尤为敏感 ,危害也更为严重。本研究旨在探索动物在冷应激和冷适应情况下机体生理机能的某些变化规律 ,为更好的指导育雏工作中的温控以及提高动…     

冷应激大鼠睾丸细胞AR和ABP的检测

目的为研究冷应激大鼠睾丸细胞雄激素受体和雄激素结合蛋白的变化,本实验检测了睾丸细胞雄激素受体和雄激素结合蛋白的含量。方法采用放射配体—3H-睾酮结合分析法。结果冷应激实验组与对照组比较,雄激素受体最大结合量(单位:fmol/mgDNA)为143.38±9.47和87.46±15.11;雄激素结合蛋白(单位:fmol/mgpro.)为34.98±8.16和12.94±3.63;差异有显著性,P<0.05。结论冷应激导致睾酮水平下降的同时,反馈地引起其受体浓度增加的变化是机体代偿适应性反应。     

冷诱导细胞凋亡及其调控机制

冷和细胞凋亡有着密切的关系,冷诱导细胞凋亡的研究已经成为器官移植医学领域里的热点。冷诱导细胞凋亡的信号转导过程错综复杂,细胞内活性氧自由基、Ca2 、Fe2 以及冷相关基因都介导或调控冷引起的细胞凋亡。结合有关冷和细胞凋亡方面的研究进展,综述了与冷引起的细胞凋亡相关的信号转导过程和相关基因的调控机制。