钾离子通道蛋白Shaker对果蝇心脏衰老的保护作用

钾离子通道在心肌细胞动作电位复极过程中起着重要作用。钾离子通道蛋白种类繁多,已知钾离子通道蛋白KCNQ和HERG/eag参与心脏动作电位的形成,调节心脏收缩节律。钾离子通道蛋白Shaker是果蝇(Drosophila)体内发现的第一个电压门控钾离子通道,维持神经元和肌肉细胞的电兴奋性,但是目前其在成人心脏功能中的作用仍不清楚。本研究以果蝇为模型,高频电刺激模拟心脏应激状态,观察钾离子通道蛋白shaker基因突变体的心衰发生率。同时,利用心脏特异性启动子hand4.2Gal4特异性敲低钾离子通道蛋白Shaker的表达;果蝇成体心脏生理学功能分析系统分析了1、3、5周龄特异性敲低钾离子通道蛋白Shaker的心脏表型。结果表明,shaker基因突变将严重影响果蝇心脏抗应激能力,表现在高频电刺激后的心力衰竭发生率显著性升高;心脏特异性敲低shaker基因导致5周龄果蝇心律失常发生率显著性增加;心脏特异性敲低HDAC3将显著降低果蝇寿命。综上所述,本研究推测钾离子通道蛋白Shaker在衰老过程中维护果蝇正常的心脏功能。     

植物钾离子通道AKT1的研究进展

钾(K)是植物生长发育必不可少的三大营养元素之一,在调节酶活性、膜电位、细胞内稳态和确保蛋白质稳定合成的过程中发挥重要作用。植物主要通过钾离子通道及转运蛋白介导钾离子的吸收与转运。近年来,已经分离出不同类型的钾离子通道,其中最早被发现并深入研究的钾离子通道是Shaker钾离子通道。综述了植物钾离子通道以及其分类、Shaker钾离子通道的结构特征、AKT1影响植物的生长发育、AKT1在非生物胁迫和生物胁迫中的功能和钾离子通道AKT1其中的两种调控机制,通过CBL/CIPK的磷酸化和异源聚合进行内部调控,并展望了钾离子通道AKT1后续有待研究的问题。     

植物Shaker K+通道的研究进展

钾离子通道是植物钾离子吸收的重要途径之一。Shaker K+家族通道是K+通道中最早发现、且研究最深入的K+通道家族。近年来,已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离得到多个Shaker K+钾离子通道基因,如AKT1,AtKC1,QsAKT1,GORK,AKT2等。从结构、表达部位、生理功能和调控等方面介绍了植物Shaker K+通道的研究进展。     

离子通道蛋白在果蝇大脑神经上皮干细胞发育中的功能研究

离子通道蛋白作为神经系统的重要组成部分,在早期神经细胞发育中的作用却没有被研究过。基于神经发育在果蝇与小鼠间的保守性,果蝇幼虫大脑视觉中心可作为很好的模型来筛选参与神经干细胞行为调节的基因。文章通过体内RNA干扰和失活突变体来研究重要的钙离子通道和钾离子通道蛋白对神经干细胞的调节作用。结果表明,这些蛋白表达水平降低和shaker蛋白完全失活均对果蝇幼虫大脑神经干细胞的发育无影响。     

双孔钾通道TASK-1 的研究进展

双孔钾离子通道是一种背景钾离子通道,广泛分布于各种兴奋和非兴奋细胞中,并具有许多重要的生理功能。TASK-1是双孔钾离子通道家族的重要一员,它对缺氧和细胞外酸化敏感,参与形成心肌动作电位平台期,调节呼吸、肺动脉平滑肌收缩和醛固酮的分泌,并且是麻醉剂的作用靶点,人们不断对其进行研究并取得了很多重要结果,本文将概述双孔钾通道TASK-1的研究进展。     

利用DNA免疫技术制备SAX蛋白多克隆抗体

骨形态发生蛋白(BMP)属于细胞因子和转化生长因子β(TGF-β)超家族,在胚胎形态发生和器官形成中起重要作用,但目前缺乏BMP信号通路I型受体SAX的各类抗体。本文利用果蝇胚胎提取出总RNA,反转录得到cDNA,将其作为模板通过PCR得到sax基因片段,将片段连接到pCAGGS-P7上,构建成重组质粒pCAGGS-P7-sax。采用质粒DNA免疫技术,免疫了BALB/C小鼠,制备了果蝇SAX蛋白多克隆抗体。进一步分析表明,构建的真核表达重组质粒pCAGGS-P7-saxDNA具有良好的免疫原性,在免疫小鼠后所获得的抗血清抗体效价达1∶100。Western blot和果蝇胚胎免疫荧光检测表明,抗血清能特异型地识别SAX蛋白。果蝇SAX抗体的成功制备为进一步研究sax基因及BMP信号在果蝇心脏发育中的作用奠定了基础。     

果蝇心脏发育标记基因Lbe抗体的制备与应用

黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)的心脏发育调控基因与人类的相关基因具有高度同源性.Lbe基因是果蝇心脏发育的重要调控基因.为了深入研究Lbe基因在心脏发育中的调控功能,采用DNA免疫技术制备了抗果蝇Lbe蛋白的多克隆抗体.通过PCR扩增Lbe基因序列,将该序列与真核表达载体pCAGGS-P7同...     

一类新型的作用于钾离子通道的蝎毒素多肽

一类新型的作用于钾离子通道的蝎毒素多肽吉永华,刘艳（中国科学院上海生理研究所上海２０００３１）根据Ｋ＋通道的生理和药理特征,它们构成了迄今离子通道研究中一组种类和功能最繁多的蛋白家族。这些通道在诸如肌肉的收缩、神经的分泌、动作电位的频率与延续、体内电...     

果蝇心脏发育研究三十年进展

果蝇(Drosophila melanogaster)作为最早用于研究心脏发育基因调控的模式生物,已经走过三十年的历程。果蝇心脏发育过程经历了胚胎期、幼虫期和成虫期三大阶段。在胚胎早期, Tinman、Dorsocross和Pannier等基因是关键的调控因子。Tinman参与最早的心脏前体细胞分化和心脏细胞形成,而Dorsocross和Pannier则影响心脏前体细胞的定向分化和心脏管腔的形成。进入胚胎晚期和幼虫期,果蝇的心管经历进一步的发展和重塑,该过程主要受到转录因子Hand、Mef2以及Hox基因家族的调控。在成虫期, Hox基因家族和Tinman依旧发挥重要作用。虽然果蝇心脏与脊椎动物成熟心脏存在形态上的差异,但两者心脏的早期发育过程以及调控基因和信号通路都有保守性。本文综述了果蝇心脏发育基因调控研究的三十年进展以及利用果蝇模型研究人类心脏相关疾病的潜在希望。     

初探E2F1 对基因组内跨膜信号转导基因的调控作用

目的:从基因组全局性角度研究E2F1对包括离子通道和G蛋白偶联受体在内的重要的跨膜信号转导基因的调控作用。方法:对从TRED和IUPHAR获取的E2F1靶基因数据和基因组离子通道及G蛋白偶联受体基因数据进行数据联配,获取E2F1调控的离子通道基因(ICG)和G蛋白偶联受体基因,并对调控基因进行家族富集性分析和组织特异性分析。结果:发现E2F1对7个ICG具有调控作用,且具有钾离子通道富集性,调控的离子通道基因具有心脏、脑、消化系统组织表达特异性。获得的11个受E2F1调控的G蛋白偶联受体基因家族富集性不明显,组织特异性表达不一致。结论:E2F1可能通过对钾离子通道基因的表达调控,实现对相应组织的作用机理影响,相应调控作用的紊乱也将导致心脏、脑或消化系统疾病,但难以确定E2F1对GPCR的调控作用效果。     

果蝇心脏发育标记基因Hand多克隆抗体的制备

制备果蝇心脏标记基因Hand抗体对研究果蝇心脏发育具有重要意义。从果蝇体内提取出总RNA,反转录得到果蝇的cDNA,将其作为模板PCR得到Hand基因部分片段,将片段连接到pET-28a上,构建重组质粒pET一28a—Hand,将重组质粒转化rosetta受体菌,IPTG诱导表达,表达产物经镍柱纯化,SDS—PAGE电泳分析,结果表明Hand基因在大肠杆菌中成功表达,表达的Hand融合蛋白分子量大约为24kD,经镍柱纯化后获得了高纯度可溶性的Hand蛋白。     

利用果蝇模型研究人类心脏早期发育的分子机理

近年来,果蝇心脏转化的遗传机制已初步研究清楚,但控制人类心脏早期发育的基因尚待鉴定。因为调控果蝇和脊椎动物早期心脏细胞命运定型的途径具有保守性,果蝇是一种探讨人类心脏早期发育的分子机理的理想动物模型。为此目的,我们采用P转座子和EMS诱变技术建立了约3000个隐性致死基因平衡系。通过心脏前体细胞特异性抗体免疫组化筛选,我们选出200余个表现心脏突变表型的平衡致死系。我们进一步利用RNAi技术对一些基因的功能进行了初步的研究,证明这些基因表现RNAi的突变表型,该类突变表型与基因突变时表现的表型相似,即心管呈缺陷型或无心脏前体细胞形成。利用果蝇和人类基因组计划获得的成果,我们从果蝇心脏侯选基因中初步克隆和鉴定了50个人类同源基因,其中20个是新基因。Northen印迹分析表明,一部分人类基因在心脏组织中有表达,从而为研究这些基因在人类心脏早期发育中的作用提供了信息。目前,我们正在建立转基因果蝇,以此为模型研究这些基因是否对心肌细胞发生或心肌功能起调控作用。产生心肌细胞突变类型的基因如果类似于人类心脏病综合症,则可以作为人类心脏疾病侯选基因作进一步的分析。     

利用果蝇模型研究人类心脏早期发育的分子机理(英文)

近年来 ,果蝇心脏特化的遗传机制已初步研究清楚 ,但控制人类心脏早期发育的基因尚待鉴定。因为调控果蝇和脊椎动物早期心脏细胞命运定型的途径具有保守性 ,果蝇是一种探讨人类心脏早期发育的分子机理的理想动物模式。为此目的 ,我们采用P转座子和EMS诱变技术建立了约 3 0 0 0个隐性致死基因平衡系。通过心脏前体细胞特异性抗体免疫组化筛选 ,我们检出 2 0 0余个表现心脏突变表型的平衡致死系。我们进一步利用RNAi技术对一些基因的功能进行了初步的研究 ,证明这些基因表现RNAi的突变表型 ,该类突变表型与基因突变时表现的表型相似 ,即心管呈缺陷型或无心脏前体细胞形成。利用果蝇和人类基因组计划获得的成果 ,我们从果蝇心脏侯选基因中初步克隆和鉴定了 5 0个人类同源基因 ,其中 2 0个是新基因。Northen印迹分析表明 ,一部分人类基因在心脏组织中有表达 ,从而为研究这些基因在人类心脏早期发育中的作用提供了信息。目前 ,我们正在建立转基因果蝇 ,以此为模型研究这些基因是否对心肌细胞发生或心肌功能起调控作用。产生心肌细胞突变类型的基因如果类似于人类心脏病综合症 ,则可以作为人类心脏疾病侯选基因作进一步的分析。     

海马锥体神经元树突中电压依赖性钾通道研究进展

海马锥体神经元树突上分布着多种电压依赖性钾离子通道,但这些通道在胞体和树突不同部位的分布密度以及在突触电活动中的功能意义各不相同。倒传递动作电位（b-AP）和兴奋性突触后电位（EPSP）是树突中常见的功能电信号。本文简要介绍了近年来海马锥体神经元树突上这些钾离子通道及其电活动的生理和病理学研究成果。     

果蝇心脏发育标记基因Kruppel的多克隆抗体制备

Kruppel在果蝇发育过程中起着重要的调控作用。为了进一步研究Kruppel的功能,需要制备Kruppel蛋白及其抗体.对已有的Kruppel序列进行分析,选取适当区域进行引物设计,从果蝇心脏cDNA文库中PCR扩增得到Kruppel部分编码区序列,并其连接到pET-28a载体上。将重组质粒（pET-28a-Kruppel）转化rosetta受体菌,通过IPTG（Isopropylβ-D-thiogalactoside）诱导表达融合蛋白,用镍柱进行亲和纯化。将纯化得到的融合蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,并用Western blot检测抗体的效价。     

高脂饮食诱导果蝇心衰模型的建立

目的建立高脂饮食诱导的果蝇心衰模型。方法选择野生型果蝇w1118果蝇作为实验对象,采用含不同浓度椰油(0%,7.5%,15%,30%)食物喂食果蝇5 d,检测果蝇体内的三酰甘油含量。后续实验以非高脂喂食组(0%椰油)作为对照,30%椰油高脂喂食组作为实验组。负向趋地性实验检测果蝇运动能力。果蝇成体心脏功能分析平台,拍摄果蝇在半解剖条件下的心脏跳动情况(30 s),软件分析获得成体心脏功能指标,包括心跳周期,收缩和舒张直径,心脏收缩力指数等。实时定量PCR检测高脂喂食果蝇心脏的RNA表达变化。结果与非高脂喂食果蝇相比,不同比例高脂喂食果蝇的三酰甘油含量随椰油浓度呈剂量递增(P0.05);高脂饮食显著影响果蝇活动力(P0.001);高脂喂食果蝇的心跳周期缩短(P0.01),心脏收缩力减弱(P0.001);实时定量PCR发现高脂喂食果蝇中,参与脂代谢相关的一些基因fa2h,CG6277,CG3699,CG9914,lip2的表达明显下调(P0.05)。结论高脂饮食严重影响果蝇运动能力和成体心脏功能,成功建立了高脂饮食诱导的果蝇心衰模型。     

利用RNAi技术研究果蝇心脏发育基因的功能

RNAi是近两年发展起来的一种阻抑基因表达的新方法。它通过导入一段与内源基因同源的双链RNA序列（dsRNA）,使内源mRNA降解,从而达到阻抑基因表达的目的。目前已在线虫、果蝇、臭虫、真菌及植物等生物中建立RNAi技术,用于研究某些特定基因或已知基因在特定发育时期的功能。对于难于获得突变体的基因或生物体,RNAi技术尤其有效。虽然果蝇心脏发育基因wingless和tinman在果蝇心脏发育的早期功能已经清楚,它们都与果蝇心脏前体细胞的形成有关,但它们在果蝇心脏发育的后期功能仍有待进一步研究。实验运用RNAi技术,分别将tinman和wingless的dsRNA注入果蝇的早期胚胎,得到了这两个基因的dsRNA干扰表型,与两个基因的突变体表型非常相似,都表现为果蝇心脏前体细胞不能形成或心脏管缺失。尤其是tinman基因的dsRNA,还引起了肠中胚胎层缺失和体壁肌肉组织的紊乱,而wingless基因的dsRNA却只影响心脏的形成,而不影响肠中胚层,说明dsRNA干扰具有非常强的特异性,因而不失为研究果蝇心脏发育基因功能的有效方法。     

心脏早期发育的基因控制

果蝇和脊椎动物的心脏发育在早期具有惊人的相似性,两似从两侧心肌中胚层分化出心脏前体细胞,再在胚肿的中部形成一个管状结构,有研究结果表明,果蝇心脏发育基因控制模型是代替人体心脏发育研究的一个理想模式。     

果蝇心脏发育基因调控的研究进展

果蝇心脏的发育是一个受到一系列基因共同调控的复杂过程,这些基因在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中具有惊人的相似性,对于它们功能的研究将有助于揭示人类心脏发育的过程及分子控制机理.通过将果蝇作为一种重要的模式动物,对心脏发育基因调控的研究进展作一综述.     

心脏发育的基因调控

心脏发育是一个复杂的过程.在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中驱动早期心脏分化的基因具有惊人的相似性.以果蝇、斑马鱼、小鼠等作为模式动物,以心脏的发育过程为主线,探讨了心脏发育的基因调控的研究进展.