几种热激蛋白在细胞凋亡信号通路中的调控作用

热激蛋白(heat shock proteins, HSPs)作为进化保守的蛋白家族 之一,普遍存在于各种生物体中,并在生物体内发挥着重要的生理功能.大 量的实验证据表明,热激蛋白与细胞凋亡密切相关,参与细胞凋亡信号通 路的多个环节. 近年来有关该领域的研究已获得了重要的突破与进展.一方 面,热激蛋白主要起着抑制细胞凋亡、促进细胞存活的作用;另一方面, 某些热激蛋白又能够作为凋亡蛋白的分子伴侣,促进细胞凋亡,比如HSP70 能够激活DNase来促使细胞凋亡,线粒体内HSP60能够促进caspase依赖的细 胞凋亡途径.本文在阐明细胞凋亡信号通路的基础上,综述了近年来几种不 同热激蛋白家族（HSP90、 HSP70 、HSP60和小分子HSPs）在细胞凋亡调控 中作用的研究进展,重点阐述了几种主要热激蛋白与细胞凋亡信号通路上 相关因子的相互作用,并绘制了热激蛋白在细胞凋亡信号通路中的调控图 ,为进一步完善细胞凋亡调控网络研究提供一定的参考.     

热激蛋白70研究进展

热激蛋白70（HSP70）是广泛存在且高度保守的蛋白,作为伴侣分子能够促进蛋白折叠;HSP70可以通过阻止细胞色素c从线粒体释放,与凋亡诱导因子结合使其不能入核,或者抑制JNK激酶活性调节细胞凋亡;HSP70可以调节细胞周期进程,促进细胞生长,阻止细胞衰老;免疫功能研究表明HSP70是有效的免疫佐剂,可激发抗原特异性的CTL反应,同时细胞外HSP70和膜结合HSP70可激发非特异性免疫反应。     

热休克蛋白对细胞凋亡信号转导途径的调节

细胞凋亡信号转导目前已迅速成为揭示细胞凋亡分子机制的前沿课题. 由于热休克蛋白(HSPs)在细胞生长调控和凋亡中发挥的重要作用, 人们进行了大量关于热休克蛋白与细胞凋亡信号转导途径调节机制的研究. 研究发现, 热休克蛋白家族的多个成员, 如HSP90, HSP70, HSP60, HSP27等能够在Fas死亡受体途径、JNK/SAPK途径、caspase途径等多个水平发挥调节作用, 并且部分依赖于热休克蛋白的“分子伴侣”作用, 控制着细胞生命进程.     

Bcl—2家族蛋白与细胞凋亡

Bcl 2家族蛋白是在细胞凋亡过程中起关键性作用的一类蛋白质。在线粒体上 ,Bcl 2家族蛋白通过与其他凋亡蛋白的协同作用 ,调控线粒体结构与功能的稳定性 ,发挥着细胞凋亡“主开关”的作用。Bcl 2家族包括两类蛋白质 :一类是抗凋亡蛋白 ,另一类是促凋亡蛋白。在细胞凋亡时 ,Bcl 2家族中的促凋亡蛋白成员发生蛋白质的加工修饰 ,易位到线粒体的外膜上 ,引起细胞色素c、凋亡诱导因子等其他促凋亡因子的释放 ,导致细胞凋亡 ;而平时被隔离在线粒体等细胞器内的该家族的抗凋亡蛋白成员则抑制细胞色素c和凋亡诱导因子等促凋亡因子的释放 ,具有抑制细胞凋亡的功能。但一旦这类抗凋亡蛋白成员与激活的促凋亡蛋白发生相互作用后 ,便丧失了对细胞凋亡的抑制作用 ,造成线粒体等细胞器的功能丧失和细胞器内促凋亡因子的释放 ,导致细胞凋亡。现以Bcl 2家族调控细胞凋亡的最新研究进展为基础 ,对Bcl 2家族成员及其蛋白质结构、分布和调控细胞凋亡的分子机制进行综述。     

HSP70 高表达保护低氧诱导的大鼠海马DG 区神经细胞凋亡

目的:研究诱导HSP70高表达对低氧引起的大鼠海马DG区神经细胞凋亡的保护作用。方法:大鼠海马DG区神经细胞分别在41℃温浴2h和加入砷酸钠诱导HSP70高表达。对照低氧而不预热,并用HSP70反义寡核苷酸链抑制HSP70合成,观察HSP70与低氧大鼠海马DG区神经细胞凋亡的关系。DNA碎片法检测细胞凋亡,Western Blotting检测HSP70。结果:预热和砷酸钠都可以诱导细胞HSP70高表达;HSP70高表达可以明显减少低氧诱导的细胞凋亡。在预热前导入HSP70反义核酸,可以降低HSP70抑制细胞凋亡的作用。结论:HSP70高表达可以保护细胞由于低氧引起的细胞凋亡。     

HSP70在放线菌素D所致肺腺癌细胞增殖抑制和凋亡中的作用

为探讨热休克蛋白70(heatshockprotein70,HSP70)在肺腺癌中的表达及其作用,首先采用免疫印迹检测经临床支纤镜确诊并行手术切除的肺腺癌组织标本中HSP70的表达,结果显示在癌旁正常组织中HSP70的表达量显著低于其在癌组织中的表达量.其次,采用HSP70反义寡核苷酸阻断A549细胞中HSP70表达后,经MTT和Hoechst33258检测发现,HSP70下调能显著促进放线菌素D(actinomycinD,ActD)所致的A549细胞增殖抑制及凋亡,反义寡核苷酸处理组与正义或随机寡核苷酸处理组比较P值均小于0.05.进一步构建HSP70真核重组质粒并瞬时转染A549细胞后,能显著增加A549细胞中HSP70表达,同时采用MTT和流式细胞术及基因组DNA琼脂糖凝胶电泳检测发现,HSP70过表达能显著抵消ActD所致细胞增殖抑制及凋亡,转染HSP70重组质粒组与转染空载体组相比P值小于0.05.上述结果提示,HSP70在肺腺癌组织中高表达,高表达的HSP70在降低肺腺癌细胞对ActD的敏感性及促进癌细胞增殖与抑制凋亡等方面发挥了重要作用.     

扁蒴藤素对人鼻咽癌HNE2 细胞增殖的抑制作用研究

目的：探讨扁蒴藤素对人鼻咽癌HNE2 细胞增殖的抑制作用,明确HSP70 在肿瘤发展过程中的抑制作用。方法：噻唑蓝法 （MTT）检测扁蒴藤素对HNE2 细胞生长抑制作用,流式细胞术检测扁蒴藤素诱导HNE2 细胞凋亡,免疫印迹法检测Caspase、 PARP、酪氨酸激酶、AKT 及Bcl-2 家族蛋白表达。结果：扁蒴藤素抑制HNE2 细胞的生长,促使Caspase 9,Caspase 3和PARP 蛋 白被切割,上调Bim 等促凋亡蛋白的表达,减少Bcl-xL等抗凋亡蛋白的表达,下调EGFR 等受体酪氨酸激酶, 抑制AKT 磷酸化, 上调热休克蛋白70（HSP70）的表达。用热休克反应抑制剂KNK437 抑制HSP70 的表达可以增强扁蒴藤素促进细胞凋亡的能力。 结论：扁蒴藤素通过下调受体酪氨酸激酶,激活caspase 介导的凋亡通路抑制鼻咽癌HNE2 细胞的增殖,抑制HSP70 的表达可增 强其抗肿瘤作用。     

热休克蛋白27增强A型流感病毒NS1对β干扰素的抑制作用

热休克蛋白27(Heat shock protein 27,HSP27)是一种具有多重功能的小热休克蛋白,它在一些病毒的生命周期中也发挥着重要作用。为研究HSP27对流感病毒感染的调节作用,首先在原核及真核细胞中克隆并表达了人源的HSP27蛋白,并验证了HSP27和A型流感病毒NS1蛋白能够相互结合。通过荧光素酶检测试验发现,HSP27可以抑制病毒感染细胞中β干扰素(IFN-β)的表达,但不依赖于其自身的磷酸化状态,而且HSP27与NS1共同对于IFN-β的表达具有叠加抑制效果。进一步的结果表明HSP27可能通过RIG-I样RNA解旋酶(RLH)途径中MDA5因子抑制IFN-β的表达。研究表明,HSP27在被感染细胞的天然免疫中发挥一定作用,有助于进一步阐明宿主因子对于流感病毒感染的调节机理。     

热休克蛋白的生物学作用和转录水平调控研究进展(英文)

热休克蛋白 (HSP)具有广泛的生物学功能 ,其表达方式有两种 :一种是诱导性表达 ,即当生物、细胞受到刺激时才进行表达 ;另一种是组成性表达 ,即在生物、细胞的正常生活、代谢过程中表达。HSP的这两种表达方式意味着HSP基因表达的调控方式和机理不同。本文简要介绍了热休克因子(HSF)的种类、结构及调控HSP基因表达的机理。HSF通过以下 4个步骤调节HSP基因表达 :( 1 )HSF由单体形式变成磷酸化的三聚体形式被激活 ;( 2 )三聚体形式的HSF与HSP基因的热休克元件(HSE)上相邻排列的 3个 5′ GAA 3′结合 ;( 3)与HSF结合后 ,HSE的活化域暴露 ,HSP基因转录 ;( 4 )HSP的mRNA 5′端前导区的特异结构适合于核糖体快速结合和高效翻译。不同生物体内的HSF作用有一定差异 ,功能较为明确的有 :( 1 )对应激信号敏感的HSF1 ;( 2 )对应激信号不敏感 ,对生长、发育、分化信号敏感的HSF2 ;( 3)起抑制HSP基因转录作用的HSF4。还有一些HSF(如HSF3)的作用机制较复杂 ,有待深入研究。此外 ,本文也简要介绍了HSP在衰老、免疫应答、细胞生存和凋亡平衡等中的作用 ,对了解和认识生物生长、发育、衰老、保护、免疫应答及细胞生存和凋亡平衡的分子机制有一定帮助。     

线粒体在细胞凋亡中的变化与作用

要在各种凋亡信号的诱导下,线粒体会发生显著的结构与功能性的变化,包括各种促凋亡蛋白(如细胞色素c,凋亡诱导因子等）的释放,线粒体膜电位的丢失,电子传递链的变化,以及细胞内氧化还原状态的变化;核转录因子以线粒体为中介也参与了细胞凋亡的调控。线粒体在哺乳动物细胞凋亡中具有核心地位和作用,昆虫细胞凋亡的研究表明,线粒体与昆虫细胞凋亡也有密切的关系。线粒体在细胞凋亡中的作用可能具有普遍意义。