全反式维甲酸抑制血管平滑肌增殖的作用机制

血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells,VSMC）的增殖是动脉粥样硬化等血管增生性疾病的重要病理特征。因此,抑制VSMC增殖及促进其分化的药物均有望用于动脉粥样硬化的治疗。全反式维甲酸（ATRA）是具有广泛生物学效应的维生素A类物质。研究证实ATRA可与VSMC中存在的维甲酸类受体结合,调控VSMC从低分化的合成型转变为成熟的收缩袁型,进而防止其过度增殖。     

KLF7通过抑制缺氧诱导因子1α转录影响肉鸡脂肪组织发育

Krüppel样转录因子7(Krüppel-like factor 7, KLF7)是脂肪形成的负调控因子,而缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1, HIF1)促进缺氧诱导的哺乳动物脂肪组织发育。本实验室前期利用ChIP-seq技术,发现在鸡的缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor 1 alpha, HIF1α)基因上游存在1个KLF7的结合峰,提示KLF7可能调控HIF1α基因转录。为此,本研究首先利用ChIP-PCR技术验证ChIP-seq结果,发现KLF7能够与HIF1α基因5′侧翼区结合。双荧光素酶报告基因与qRT-PCR结果显示,过表达KLF7能够显著下调HIF1α(-4 432/-4 182)的荧光素酶报告基因活性（P<0.01）,抑制HIF1α基因表达。与野生型质粒相比,将生物信息学预测的KLF7结合基序“TGCGCAGCAA”(-4 300/-4 290)缺失突变后, HIF1α(-4 432/-4 182)报告基因活性显著增强（P<0.01）。此外,选取第19代1～7周龄东北农业大学高、低脂双向选择品系肉鸡(Northeast Agricultural University broiler lines divergently selected for abdominal fat content, NEAUHLF)作为实验材料,利用qRT-PCR检测HIF1α基因在肉鸡腹部脂肪组织中的表达规律。结果显示,HIF1α在1～7周龄高脂系肉鸡中的相对表达量均高于低脂系,提示HIF1α对鸡脂肪组织发育具有促进作用。在永生化鸡前体脂肪细胞系(immortalized chicken preadipocyte cell line, ICP1)诱导分化过程中,HIF1α相对表达量逐渐升高。综上所述,HIF1α是转录因子KLF7的一个靶基因,KLF7可能通过抑制HIF1α基因转录参与鸡脂肪组织发育过程。     

KLFs对珠蛋白基因表达和红系分化的调控作用

Krüppel样因子(Krüppel-like factors, KLFs)是一组与真核基因转录调控密切相关的锌指蛋白.KLFs高度保守的羧基末端含3个串联的Cys2His2型锌指结构,用于结合GC盒和CACCC盒等DNA序列. 红细胞中特异表达的珠蛋白基因和许多红系调控因子中都含有CACCC盒.已有研究发现,多个KLFs通过结合CACCC盒参与调控珠蛋白基因表达和红系分化,例如,KLF1通过结合β-珠蛋白启动子和位点控制区(locus control region, LCR),促进β-珠蛋白的表达、γ-向β-珠蛋白基因的转换和红系分化;KLF2、KLF11和KLF13分别促进ε-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF4促进α-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF3和KLF8则抑制ε-和γ-珠蛋白基因的表达. 本文综述了KLFs调控珠蛋白基因表达和红系分化的研究进展.     

nm23-H1对全反式维甲酸诱导的人肝癌细胞凋亡及其相关信号转导通路的影响

为了解nm23-H1转染对全反式维甲酸诱导的人肝癌H7721细胞凋亡的影响,本研究通过质粒转染把nm23-H1导入人肝癌7721细胞,建立了nm23-H1过表达稳转细胞株。首先采用MTT法测定细胞生长曲线,再通过流式细胞术和丫啶橙染色法观察细胞凋亡,最后采用Western blot检测凋亡相关的信号通路分子bcl-2、PKB、PKB-Ser473、PKB-Thr308和p53的表达情况。研究发现,nm23-H1转染对人肝癌7721细胞的生长没有影响;但nm23-H1转染能明显促进全反式维甲酸诱导的细胞凋亡,nm23-H1转染细胞凋亡率为18.2%,而对照细胞凋亡率仅为1.0%;nm23-H1和对照细胞的过量表达对bcl-2的表达没有明显影响,但PKB的Ser473和Thr308位的磷酸化显著下调,抑癌基因p53的表达量上调。研究结果表明,nm23-H1的过量表达增加了人肝癌细胞对全反式维甲酸诱导的凋亡的敏感性,因此推测nm23-H1可作为肝癌治疗的有效靶点。     

E1A激活基因阻遏子(CREG)过表达通过抑制p38/JNK信号分子活化对抗人血管平滑肌细胞凋亡

血管平滑肌细胞(VSMCs)凋亡参与了动脉粥样硬化(AS)及冠状动脉介入治疗(PCI)术后再狭窄(RS)等心血管疾病的发生发展过程．E1A激活基因阻遏子(CREG)是新近发现的一种分泌型糖蛋白,在维持细胞和组织稳态方面发挥重要作用．前期研究发现CREG蛋白过表达能够对抗血清饥饿诱导的人血管平滑肌细胞(hVSMCs)凋亡,进一步探讨CREG对hVSMCs凋亡的调控作用及相关的分子机制．以逆转录病毒稳定转染的CREG过表达及表达抑制的hVSMCs为模型,应用两种药物Staurosporine (STS) 和Etoposide (VP-16) 诱导细胞发生凋亡,检测细胞凋亡和相关信号通路变化．结果显示,在药物干预后,CREG表达抑制时细胞凋亡明显增多,而CREG过表达明显抑制hVSMCs凋亡．同时也发现,CREG表达抑制时p38及JNK活性明显增强,而CREG过表达时p38和JNK活性被抑制．经腺病毒转染和药物干预抑制p38表达后,细胞凋亡均受到抑制,而且在p38活性被抑制的同时,JNK活化也受到抑制．说明p38和JNK表现为协同作用．结果也显示,VSMCs分化指标SM α-actin和SM MHC与CREG表达呈一致趋势,而细胞外基质蛋白Fibronection与CREG表达呈负相关．以上结果提示,CREG在维持VSMCs表型转换方面发挥重要作用,并且通过p38和JNK信号转导通路对hVSMCs凋亡进行调控．CREG可能对于AS和PCI术后RS的防治具有重要价值．     

过表达KLF4重组质粒的构建及其在白血病K562细胞中的表达

为了构建过表达锌指转录因子Krüppel样因子4(Krüppel-like factor 4,KLF4)基因的重组质粒pEGFP-KLF4,观察其在白血病K562细胞中的表达,以RT-PCR法扩增人KLF4基因,构建pEGFP-KLF4重组质粒;经酶切及测序鉴定后,将pEGFP-KLF4质粒电穿孔转染白血病K562细胞(K562/pEGFP-KLF4组),设pEGFP-C1空质粒转染K562细胞(K562/pEGFP-C1组)及空白K562细胞作为对照,荧光显微镜观察EGFP-KLF4融合蛋白的表达情况,同时用抗生素G418筛选阳性克隆并扩大培养建立稳定过表达KLF4基因的K562细胞株,随后用RT-PCR检测3组K562细胞中KLF4的m RNA表达水平。实验结果显示,pEGFP-KLF4重组质粒构建成功。该质粒转染K562细胞24 h后能观察到较高强度的绿色荧光;经G418筛选出的阳性克隆扩大培养后建立了稳定过表达KLF4基因的K562细胞株;与对照组相比,K562/pEGFP-KLF4细胞组KLF4的m RNA表达水平明显升高,其过表达率为65.71%(P0.05)。实验中构建的过表达KLF4基因的重组质粒pEGFP-KLF4能在K562细胞中高效表达,为进一步研究其在白血病中的作用奠定了基础。     

转谷氨酰胺酶2通过mTOR通路和自噬调控全反式维甲酸诱导的白血病细胞HL60和U937的髓系分化

全反式维甲酸(ATRA)是具有融合基因PML-RARα的急性早幼粒细胞白血病(APL)特异的靶向治疗药物。此外,ATRA在无PML-RARα融合的急性髓系白血病及其它一些肿瘤中也有一定治疗效果。但ATRA治疗也会引起一些并发症或发生愈后复发。因此,对ATRA诱导分化调控机制的研究非常重要。转谷氨酰胺酶2(TGM2)是一种多功能酶,能调控mTOR信号通路和自噬等。ATRA能诱导APL细胞中TGM2表达上调,TGM2敲低抑制ATRA诱导的细胞分化。但其调控机制及涉及的信号通路尚不明确。本研究发现,在HL60和U937细胞中,ATRA能够上调CD11b和TGM2的表达(P<0.05),抑制mTOR信号通路,并增强自噬;与对照相比,敲低TGM2,mTOR信号通路增强,自噬被抑制,而ATRA诱导的CD11b表达被抑制(P<0.05),分化减弱,被ATRA抑制的mTOR信号通路得到部分恢复,而被ATRA增强的自噬适当减弱。这表明ATRA使HL60和U937细胞发生髓系分化,并诱导TGM2表达升高;而TGM2通过mTOR信号通路和自噬途径调控ATRA诱导的髓系分化。该研究将有利于更深入地...     

去乙酰化酶抑制剂TSA通过激活ERK和p38抑制间充质干细胞成脂分化

本文研究了丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinases, MAPKs)信 号通路在组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitors, HDACis)曲古抑 菌素A(trichostatin A, TSA)抑制间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs) C3H10T1/2成脂分化中的调节机制.首先利用 MTT法检测TSA对其增殖活性的影响;Western印迹法首先检测MAPKs信号通路中pERK和p-p38蛋白在间充质干细胞C3H10T1/2成 脂分化过程中的表达情况,以及不同浓度、不同时间TSA处理对pERK和p-p38蛋白差异变 化情况;其次再用Western印迹检测TSA对成脂分化过程中间充质干细胞pERK和p-p38蛋 白表达的影响.MTT结果显示,TSA浓度在1 nmol/L~100 nmol/L范围内抑制C3H10T1/2细胞 的增殖活性,且TSA浓度约为60 nmol/L时即抑制一半以上的C3H10T1/2细胞增殖活 性.Western印迹结果显示,TSA处理5 min~80 min,及浓度在1 nmol/L~100 nmol/L范围内 激活MAPK信号通路中pERK和p-p38蛋白的表达;C3H10T1/2细胞成脂分化过程中,胞内pERK和p-p38蛋白的表达呈现下调趋势;而TSA抑制了成脂分化过程中C3H10T1/2细胞内pERK和p-p38蛋白的表达变化.本研究结果提示,在C3H10T1/2细胞成脂分化过程中,MAPK信号途径分子pERK和p-p38表达下调;TSA可能是通过活化pERK和p-p38进而抑制间充质干细胞C3H10T1/2成脂分化.     

Krüppel样因子4通过支持PPARγ信号通路维持细胞稳态以保护血管平滑肌细胞免受泡沫细胞样表型转化的损害（英文）

动脉粥样硬化(AS)被普遍认为是一种血管壁细胞(包括内皮细胞和血管平滑肌细胞)、循环细胞以及固有免疫原性细胞(例如单核细胞/巨噬细胞)等多种细胞综合作用引起的炎症性疾病。其中血管平滑肌细胞(VSMCs)胆固醇超负荷形成的泡沫细胞可能在动脉粥样硬化的进展中发挥重要作用。Krüppel样因子4(KLF4)是一种关键的抗炎转录因子,尤其在心血管疾病方面,已被证实发挥了重要的血管功能保护作用。然而,目前尚不清楚KLF4是否在AS过程胆固醇对VSMCs的损伤中发挥保护作用。该研究旨在探讨KLF4在AS进展过程中VSMCs泡沫细胞样表型转化的作用及其分子机制。小鼠AS造模结果显示,KLF4缺失增加动脉粥样硬化斑块面积(P<0.05),并增加动脉壁脂质蓄积(P<0.05)及血清胆固醇含量(P<0.05),加速AS进展。细胞内油红O染色及胆固醇含量测定研究证实,KLF4缺失促进VSMCs内胆固醇蓄积(P<0.05)。QRT-PCR和Western印迹结果证实,KLF4缺失促进VSMCs胆固醇摄取、合成、促炎因子分泌及巨噬细胞黏附和胆固醇损伤诱导的巨噬细胞标志物的表达(P<...     

应用抑制性消减杂交分析全反式维甲酸和1,25-二羟维生素D_3诱导结肠癌细胞的相关基因

 为探讨结肠癌细胞诱导分化的机制 ,采用抑制性消减杂交 (suppression subtractivehybridization,SSH)研究联合使用全反式维甲酸和 1 ,2 5-二羟维生素 D3诱导分化结肠癌 Lo Vo细胞前、后差异表达的基因 .经比较消减 c DNA文库的序列与基因库的序列 ,发现 :有 1个基因的序列与正常鳞状上皮细胞中的 1个表达序列标签 (expressed sequence tag,EST)高度同源 ,同时发现6个新 EST (基因库登录号为 AW2 66492、AW2 66493、AW2 66494、AW58751 8、AW58751 9和AW58752 0 ) .说明诱导分化涉及到多个基因的表达 ,结肠癌的发生是多基因综合作用的结果 .进一步研究这些基因和 EST的功能对于结肠癌的防治将有重要意义 .     

HDAC2 phosphorylation-dependent Klf5 deacetylation and RARα acetylation induced by RAR agonist switch the transcription regulatory programs of p21 in VSMCs

Abnormal proliferation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) occurs in hypertension, atherosclerosis and restenosis after angioplasty, leading to pathophysiological vascular remodeling. As an important growth arrest gene, p21 plays critical roles in vascular remodeling. Regulation of p21 expression by retinoic acid receptor (RAR) and its ligand has important implications for control of pathological vascular remodeling. Nevertheless, the mechanism of RAR-mediated p21 expression in VSMCs remains poorly understood. Here, we show that, under basal conditions, RARα forms a complex with histone deacetylase 2 (HDAC2) and Krüppel-like factor 5 (Klf5) at the p21 promoter to inhibit its expression. Upon RARα agonist stimulation, HDAC2 is phosphorylated by CK2α. Phosphorylation of HDAC2, on the one hand, promotes its dissociation from RARα, thus allowing the liganded-RARα to interact with co-activators; on the other hand, it increases its interaction with Klf5, thus leading to deacetylation of Klf5. Deacetylation of Klf5 facilitates its dissociation from the p21 promoter, relieving its repressive effect on the p21 promoter. Interference with HDAC2 phosphorylation by either CK2α knockdown or the use of phosphorylation-deficient mutant of HDAC2 prevents the dissociation of Klf5 from the p21 promoter and impairs RAR agonist-induced p21 activation. Our results reveal a novel mechanism involving a phosphorylation-deacetylation cascade that functions to remove the basal repression complex from the p21 promoter upon RAR agonist treatment, allowing for optimum agonist-induced p21 expression.     

Regulatory crosstalk between KLF5, miR-29a and Fbw7/CDC4 cooperatively promotes atherosclerotic development

Atherogenesis is a chronic inflammatory process that involves complex interactions between endothelial dysfunction, lipid deposition and vascular smooth-muscle cell (VSMC) proliferation. However, the molecular mechanism is still unclear. We found that a pro-atherosclerotic factor (oxLDL) induced the expression of Krüppel-like factor 5 (KLF5), which in turn increased miR-29a expression levels. The increased miR-29a was retained within HASMCs and down-regulated Fbw7/CDC4 expression by targeting the 3´UTR of Fbw7/CDC4, subsequently increasing KLF5 stability by reducing the Fbw7/CDC4-dependent ubiquitination of KLF5, forming a positive feedback loop to enhance VSMC proliferation and promote atherogenesis. These results indicate a potentially important role for the oxLDL-activated feedback mechanism in VSMC proliferation and atherogenesis. Suppression of miR-29a may be an effective way to attenuate atherosclerosis. In conclusion, our data are the first to reveal that the regulatory crosstalk between KLF5, miR-29a, and Fbw7/CDC4 cooperatively promotes atherosclerotic development.     

Synthetic retinoid Am80 inhibits interaction of KLF5 with RARα through inducing KLF5 dephosphorylation mediated by the PI3K/Akt signaling in vascular smooth muscle cells

Krüppel-like factor 5 (KLF5) is known to physically interact with retinoic acid receptor-α (RARα). Here, we show that Am80 inhibited the interaction between KLF5 and RARα and this inhibitory effect was accompanied by the dephosphorylation of KLF5 in VSMCs. Treating VSMCs with LY294002, the PI3K/Akt inhibitor, abrogated Am80-induced KLF5 dephosphorylation and reversed Am80-induced suppression of interaction between KLF5 and RARα, whereas treating vascular smooth muscle cells (VSMCs) with SB203580, the p38 kinase inhibitor, attenuated the interaction between KLF5 and RARα. Constitutively active p38 kinase MKK6b infection prevented the KLF5 dephosphorylation induced by Am80. In conclusion, Am80 induces KLF5 dephosphorylation by activating PI3K/Akt signaling, and inhibits KLF5 phosphorylation by blocking p38 signaling, subsequently leading to the suppression of interaction of KLF5 with RARα.

Structured summary

MINT-7013243: Klf5 (uniprotkb:Q66HP1) physically interacts (MI:0218) with RAR alpha (uniprotkb:Q9QWJ1) by anti bait coimmunoprecipitation (MI:0006)