去势大鼠阴茎海绵体内CSE/H2S与HO-2/CO的交叉调控作用

摘要：目的 观察去势大鼠阴茎海绵体胱硫醚γ裂解酶（cystathionine-γ-lyase,CSE）/硫化氢（Hydrogen sulphide,H2S）与血红素加氧酶2（heme oxygenase,HO-2）/一氧化碳（carbon monoxide,CO）的交叉调控作用,初步探讨勃起功能障碍的发病机制。方法 雄性SD大鼠制备去势大鼠模型,分别施加锌原卟啉（ZnPP,HO阻断剂）和炔丙基甘氨酸（PAG,CSE阻断剂）干预,检测基础条件下和阿扑吗啡（Apomorphine,APO）刺激后的海绵体内压（Intracavernous pressure,ICP）和勃起率;通过Western-blot、敏感硫电极和分光光度计分别检测大鼠勃起不同时期ZnPP（HO阻断剂)对CSE/H2S系统的影响,PAG（CSE阻断剂）对HO-2/CO系统的影响。结果 基础条件和APO刺激后去势组、去势PAG组和ZnPP组与假手术组比较,ICP和勃起率下降（P<0.01）,且去势PAG组和ZnPP组较去势组ICP明显下降（P<0.01）;阿朴吗啡刺激勃起前和勃起中,去势组和去势Znpp（HO阻断剂）组较假手术组CSE蛋白表达和H2S含量下降（P<0.05）,且勃起中去势Znpp组较去势组CSE蛋白表达和H2S含量明显降低（P<0.05）;勃起后去势组和去势Znpp（HO阻断剂）组较假手术组H2S含量下降（P<0.01）。勃起前和勃起中去势组和去势PAG（CSE阻断剂）组较假手术组HO-2蛋白表达和CO含量下降（P<0.05）,且勃起中去势PAG组较去势组HO-2蛋白表达和CO含量明显降低（P<0.05）;勃起后去势组和去势PAG（CSE阻断剂）组较假手术组CO含量下降（P<0.01）。勃起前、勃起中和勃起后,CSE和HO-2蛋白表达分别呈正相关（r=0.732,0.850和0.727）,H2S和CO水平分别呈正相关（r=0.765,0.912和0.929）。结论 CSE/H2S与HO-2/CO交叉调控作用与去势大鼠勃起功能障碍有关。     

大鼠肝硬化形成中气体信号分子一氧化氮、一氧化碳对硫化氢/胱硫醚-γ-裂解酶体系的影响

目的:研究气体信号分子一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)在大鼠肝硬化中对硫化氢(H2S)/胱硫酶-γ-裂解酶(CSE)体系的影响.方法:将SD大鼠随机分为3组:正常对照组(NC组)、肝硬化模型组(CIRM组)、肝硬化模型+左旋硝基精氨酸甲酯(L-NAME)+锌原卟啉-Ⅸ(Znpp-Ⅸ)组(CIRM+L-NAME+ZnPP-Ⅸ组).采用复合因素法建立大鼠肝硬化模型.运用敏感硫电极方法检测大鼠血浆中H2S的含量;应用免疫组织化学方法对大鼠门静脉(PV)上CSE蛋白进行定位及半定量分析;利用蛋白质免疫印迹技术(Western blot)4定大鼠肝组织中CSE蛋白的表达量.结果:在大鼠肝硬化形成后,血浆H2S含量显著降低,CIRM组[(134.49±12.25)umol/L]与NC组[(180.34±11.71)umol/L]比较有显著性差异(P<0.01);门静脉上CSE蛋白的表达[NC组、CIRM组分别为(139.19±1.13)、(153.68±0.90)]及其在肝组织中的蛋白含量[NC组、CIRM组分别为(159.30±1.37)、(121.72±1.61))显著降低(P<0.01);当外源性给予L-NAME、ZnPP-Ⅸ后,CIRM+LNAME+ZnPP-Ⅸ组血浆H2S含量[(160.81±6.79)u-mol/L]显著高于CIRM组[(134.49±12.25)umol/L,P<0.01],同时,CIRM+L-NAME+ZnPP-Ⅸ组门静脉上CSE蛋白的表达(148.72±1.39)及其在肝组织中的蛋白含量(142.79±1.13)显著高于CIRM组(P<0.01).结论:在大鼠肝硬化形成中,NO、CO可以上调H2S/CSE体系.     

NO前体对高肺血流时肺动脉胱硫醚-γ-裂解酶基因表达的调节作用

目的：研究一氧化氮（NO）前体L-精氨酸（L—Arg）对高肺血流时肺动脉胱硫醚-γ-裂解酶（内源性硫化氢生成酶）的调节作用,以探讨NO体系对高肺血流肺动脉高压及肺血管结构重建调节作用的机制。方法：30只雄性SD大鼠随机分为对照组,分流组和分流＋L—Arg组。对后两组大鼠行腹主动脉-下腔静脉分流术。观察术后11周大鼠肺动脉平均压（mPAP）、右心室肥厚和肺动脉相对中膜面积的改变,用竞争逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）对肺组织CSEmRNA表达进行定量分析,同时用化学法测定肺组织硫化氢产出率。结果：分流组大鼠mPAP及肺动脉相对中膜面积明显高于对照组（P〈0．01）,而分流＋L—Arg组大鼠mPAP及肺动脉相对中膜面积明显低于分流组（P〈0．01）。分流组CSEmRNA表达与对照组相比明显降低（P〈0．01）,而分流组＋L—Arg组CSEmRNA表达又明显高于分流组（P〈0．05）：分流组大鼠肺组织硫化氢产出率明显低于对照组（P〈0．01）,而分流组＋L—Arg组大鼠肺组织硫化氢产出率及血浆硫化氢含量明显高于分流组（P〈0．01）。结论：高肺血流可致肺动脉CSEmRNA下调,外源性NO能够缓解CSEmRNA的改变,从而对高肺血流所致肺血管结构重建和肺动脉高压起调节作用。     

硫化氢与糖尿病

硫化氢是继一氧化氮和一氧化碳之后的第三种内源性气体信号分子。近年来,内源性硫化氢的产生及生理意义已经被认识,其代谢异常与多种疾病有关。本文综述了近年报道的硫化氢及其内生酶在糖尿病发病及进展中的变化情况,并重点概述硫化氢效应的细胞机制,包括硫化氢对β细胞胰岛素释放和对脂肪细胞葡萄糖摄取的影响。深入理解硫化氢在糖尿病中的作用将为以硫化氢为靶点的糖尿病治疗和抗糖尿病新药设计提供新的思路。     

脂肪内源性硫化氢-功能、调节与疾病

硫化氢是新的气体信号分子,在多种疾病中有重要的保护作用。脂肪组织表达胱硫醚β合酶、胱硫醚γ裂解酶以及β-巯基丙酮酸转硫酶并产生释放硫化氢。脂肪组织内源性硫化氢可调节脂肪糖摄取和利用、脂肪分解、脂肪细胞分化以及脂肪内分泌,从而参与肥胖、糖尿病以及心血管疾病的调节。硫化氢可激活胰岛素受体信号、激活过氧化物增殖体活化受体γ、调控钾离子通道参与调节过程。硫化氢可能作为能量代谢的"开关",参与代谢性疾病的调节。     

硫化氢与细胞的增殖和凋亡

硫化氢是内源性气体分子家族中的一员,是一种气体递质（gasotransmitter）。近年来,内源性硫化氢的产生及生理意义已经被认识,其代谢异常与许多疾病有关。本文综述了最近发现的硫化氢对细胞增殖和凋亡的调节作用,并重点概述硫化氢细胞效应的分子机制,包括丝裂原活化蛋白激酶、细胞周期相关激酶、细胞死亡相关基因以及离子通道等的改变。对硫化氢调节细胞生长或死亡的深入了解将为新药设计及许多疾病的治疗提供新的思路。     

嗜热四膜虫胱硫醚γ-裂解酶Cgl1的表达、定位及功能分析

含硫氨基酸在不同的生物体中具有重要调节功能,转硫途径相关酶促进半胱氨酸的生成和硫化氢产生。本研究从嗜热四膜虫中鉴定一种胱硫醚γ-裂解酶（cystathionine γ-lyase 1,CGL1,TTHERM_00052400）基因。CGL1在营养生长期高水平表达,而在饥饿阶段和有性生殖期,维持在较低的表达水平。通过密码子优化,人工合成CGL1基因,构建重组表达质粒pGEX-CGL1,转化大肠杆菌BL21(DE3)。E.coli/pGEX-CGL1表达重组蛋白质GST-Cgl1,并通过亲和层析获得纯化。GST-Cgl1裂解胱硫醚产生半胱氨酸,也具有裂解半胱氨酸和同型半胱氨酸产生H2S的活性。进一步构建重组质粒pNEO4-3HA-CGL1和pSMC1hpNEO-CGL1,转化四膜虫细胞,获得带有HA标签和干扰CGL1的突变体细胞株。免疫荧光定位表明,HA-Cgl1生长期定位在亲本大核,饥饿期定位在细胞质,有性生殖前期定位在亲本大核,而在后期定位在胞质中。CGL1干扰的突变体细胞株在有性生殖过程中不能形成合子核,发育中的小核异常降解,产生仅有大核的异常单细胞。结果表明,嗜热四膜虫含有进化中保守的胱硫醚γ-裂解酶Cgl1。Cgl1具有产生和裂解半胱氨酸的活性。Cgl1定位在细胞质和细胞核中,参与了有性生殖过程细胞核的发育。     

内、外源性硫化氢在脂多糖所致大鼠急性肺损伤中的作用

目的：探讨内、外源性硫化氢（H2S）在脂多糖（LPS）所致大鼠急性肺损伤（ALI）中的作用并初探其机制。方法：将120只SD大鼠随机分为对照组、IPS组（经气管内滴注LPS复制ALI模型）、NaHS＋LPS组和炔丙基甘氨酸（PPG）＋LPS组。给药后4h或8h处死动物,测定肺系数;光镜观察肺组织形态学改变;化学法检测血浆H2S、NO和CO含量、肺组织丙二醛（MDA）含量、胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和血红素加氧酶（HO）活性以及支气管肺泡灌洗液（BALF）中中性粒细胞（PMN）数目和蛋白含量的变化;用免疫组织化学法检测肺组织iNOS、HO-1蛋白表达。再将血浆H2S含量与上述指标进行相关性分析。结果：气管内滴注LPS可引起肺组织明显的形态学改变;肺系数和肺组织MDA含量增加;BALF中PMN数目和蛋白含量增加;血浆H2S含量和肺组织CSE活性下降;肺组织iNOS活性、HO活性和iNOS蛋白表达、HO-1蛋白表达增强,血浆NO含量、CO含量增加。预先给予NaHS可显著减轻LPS所致上述指标的改变;而预先给予PIG可加重LPS所致肺损伤,使BALF中PMN数目和蛋白含量、血浆NO含量、肺组织iNOS活性和iNOS蛋白表达进一步增加,但对血浆CO含量、肺组织HO活性和HO-1蛋白表达无明显影响。HS含量与CSE活性、血浆CO含量、肺组织HO-1活性呈正相关（r值=0．945—0．987,P均〈0．01）;与其他指标呈负相关（r值=-0．994～-0．943,P均〈0．01）。结论：H2S／CSE体系的下调在LPS所致大鼠Ⅲ的发病学中有一定作用,内、外源性H2S具有抗LPS所致Au的作用,该作用可能与其抗氧化效应、减轻PMN所致肺过度的炎症反应以及下调NO／iNOS体系、上调CO／HO—1体系有一定关系。     

成年大鼠阴茎海绵体cajal间质细胞的分离、培养与鉴定

目的:探索成年大鼠阴茎海绵体内cajal间质细胞(ICCs)的分离、培养和鉴定方法,为进一步研究其在阴茎海绵体中的作用提供条件.方法:取大鼠阴茎海绵体组织,采用酶消化法分离细胞,差速贴壁法相对纯化ICCs,将纯化后的细胞悬液接种于DMEM培养基中进行培养.通过倒置显微镜下观察细胞贴壁和形态,并用c-Kit特异性抗体标记细胞,免疫荧光法鉴定ICCs.结果:培养24小时后ICCs贴壁良好,细胞形态学观察显示ICCs呈纺锤状,有两个或多的突起,免疫荧光检验可见ICCs呈c-Kit抗体染色阳性.结果:用酶消化法可成功分离和培养大鼠阴茎海绵体ICCs,大鼠海绵体组织内ICCs的生理学功能有待进一步研究.     

L-蛋氨酸γ-裂解酶的研究进展

L-蛋氨酸γ-裂解酶是一种磷酸吡哆醛依赖型多功能酶,属于γ-蛋白家族.它能催化L-蛋氨酸及同型半胱氨酸的α,γ-裂解反应,被应用于肿瘤治疗及同型半胱氨酸血症的诊断.综述了蛋氨酸γ-裂解酶的来源,酶学性质,基因克隆与表达,酶的空间结构、活性位点及其应用,并对其在制备及应用中存在的问题和前景作了分析与展望.     

可膨胀阴茎支撑体植入术治疗勃起功能障碍的临床应用及分析

目的:探讨可膨胀阴茎支撑体植入术治愈男性勃起障碍(ED)的可靠性,了解阴茎支撑体植入术的临床效果,使患者生理与心理的疾病得到有效治疗.方法:使用国产三件套可膨胀阴茎支撑体治疗器质性ED患者,并对21例患者的临床资料进行回顾性分析.结果:手术过程顺利,术后未发生感染,未见机械性并发症;随访中有两例因情绪紧张,自感性交欠满意,其余19例均性交满意.结论:阴茎支撑体植入术治疗难治性ED疗效满意,机械性能安全、可靠,该方法具有临床治疗与实践应用的可行性.     

内源性硫化氢体系与低O2高CO2性肺动脉高压的相关性研究

目的：研究低O2高CO2性肺动脉高压（HHPH）时大鼠肺组织内硫化氢（H2S）体系变化的改变及相关性,并探讨其机制。方法：20只SD大鼠随机分为正常对照组（C组）和低O2高CO2组（HH组）（n=10）。监测其血流动力学变化,光镜观察肺细小动脉管壁面积／管总面积比值（WA／TA）,测右心室／左心室＋室间隔（RV／LV＋SP）比值。原位缺口末端标记法（TUNEL法）观测肺细小动脉凋亡情况,并计算凋亡指数（AI）,免疫组化检测肺细小动脉Bcl-2、Bax蛋白表达。敏感硫电极法测定血浆H2S含量及肺组织匀浆胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）活性变化。RT-PCR法测定肺组织中CSE基因表达。结果：HH组肺平均动脉压（mPAP）、WA／TA、RV／LV＋SP明显高于C组（P〈0．05或P〈0．01）。与C组相比,HH组AI显著下降（P〈0．01）,Bcl-2表达加强,Bax减弱,Bax／Bcl-2比值上升（均P〈0．01）。血浆H2S含量、肺组织匀浆CSE活性、肺组织CSE基因表达水平HH组明显低于C组（P〈0．01）。血浆H2S、肺组织CSE活性、肺组织CSE mRNA相对含量与mPAP,Bcl-2／Bax比值均呈显著负相关,与AI呈显著正相关。结论：H2S／CSE体系与低O2高CO2性肺动脉高压关系密切,HHPH时H2S／CSE体系的明显受抑,可使Bcl-2／Bax比值升高,肺动脉平滑肌细胞凋亡减少,促进肺血管重建和肺动脉高压的形成。     

微生物源甲硫氨酸γ-裂解酶的研究进展

甲硫氨酸γ-裂解酶(methionineγ-lyase,MGL)催化甲硫氨酸γ位C-S键的裂解反应,生成等摩尔的α-酮丁酸、甲基硫醇和氨。MGL降低胞内甲硫氨酸浓度,显著抑制恶性肿瘤细胞的生长和迁移,激发正常细胞的抗氧化反应,开发高效的MGL已成为肿瘤治疗和抗衰老研究的热点。MGL广泛存在于微生物中,而在哺乳动物中不存在,MGL是开发抗致病微生物感染药物的重要靶标。产物甲基硫醇及其衍生物是构成食品香味的主体成分,其组分和浓度决定了食品整体香味的形成,系统阐明MGL的催化机制和活性调节机制将推动食品品质及其稳定性的精准控制。本文总结了微生物源MGL的挖掘、催化机制和改造方面的最新进展,讨论了MGL在癌症治疗、抗衰老、抗致病微生物感染以及食品香味合成和制造领域的应用情况,展望了MGL的发展前景与挑战。     

人胱硫醚β-合酶及其截短型片段的表达、纯化和活性测定

将人胱硫醚β-合酶(CBS)基因克隆至质粒pGEX-4T-1中,获得的重组质粒pGEX-4T-1-CBS转入大肠杆菌E.coli Rosetta (DE3)菌株,构建了高效表达CBS的重组菌E.coli Rosetta (pGEX4T-1-CBS)。重组菌在0.1mmol/L的IPTG于30℃诱导16h,可溶性CBS表达量达到28mg/L培养基。将重组菌破碎后上清液经GSTrap Fast Flow亲和层析一步纯化得到CBS融合蛋白,在凝血酶柱上切割缓冲液中加入3%甘油和0.1%CHAPS可以有效抑制酶切后CBS聚沉,酶活性回收率为54.8%,蛋白质产率为15.2mg/L培养基,纯度达到95%,单位酶活为143U/mg,终浓度为1mmol/L的S-腺苷甲硫氨酸(AdoMet)可使CBS单位酶活提高5.1倍,达到735U/mg。同时构建了表达CBS_1-413(删除了CBS羧基端调控域138个氨基酸残基)的重组菌E.coli Rosetta (pETDuet-1-CBS_1-413),经过一步HisTrap Fast Flow亲和层析,酶活性回收率为74.3%,蛋白质产率为12.8mg/L培养基,纯度达到95%,单位酶活为965U/mg; 还表达和纯化了胱硫醚β-裂解酶(CBL),并在此基础上建立了一种新的CBL偶联的CBS酶活性测定方法。     

胱硫醚β—合酶在大鼠不同组织中的分布及其在As时的表达变化

高同型半胱氨酸血症是动脉粥样硬化 (ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ,Ａｓ)的一个独立危险因素 ,胱硫醚 β 合酶 (ｃｙｓｔａｔｈｉｏｎｉｎｅβ ｓｙｎｔｈａｓｅ,ＣＢＳ)是参与同型半胱氨酸代谢的关键酶。ＣＢＳ活性异常与Ａｓ关系密切。但在Ａｓ发生过程中 ,ＣＢＳ基因表达及活性是否发生变化尚未见报道。本文观察ＣＢＳ基因在不同组织中的表达活性及其在Ａｓ时的变化规律。1　材料与方法(1)大鼠Ａｓ模型的建立与实验分组　采用高脂、高胆固醇和高ＶｉｔＤ3 饲喂法快速建立大鼠Ａｓ模型 ,即Ａｓ组 ;以标准饲料喂养的大鼠为对照组。(2 )…     

甲硫氨酸γ-裂解酶基因在大肠杆菌中的高效表达和活性

【背景】为了开发海洋蕴藏的新型微生物资源,本研究团队采用不依赖培养的宏基因组技术,构建了深海宏基因组文库,并对其中的重要基因进行后续研究。【目的】使用来自深海宏基因组文库中的甲硫氨酸γ-裂解酶基因(mgl)在大肠杆菌中高效表达并对其活性进行检测。【方法】将mgl基因克隆到表达载体pET-28a(+)并转化大肠杆菌BL21(DE3),经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导,并对表达条件进行优化,获得甲硫氨酸γ-裂解酶(Methionine-lyase,r MGL)的大量表达。亲和层析纯化重组蛋白后对酶的活性进行研究。【结果】亲和纯化后获得大量表达蛋白r MGL,大小与预测的46 kD相符合,并具有很高的裂解L-甲硫氨酸的活性。r MGL能催化L-甲硫氨酸和DL-同型半胱氨酸的裂解,但几乎不作用于L-半胱氨酸和L-胱氨酸,其中对DL-同型半胱氨酸的催化效率比对L-甲硫氨酸的催化效率高,相对活性约为对L-甲硫氨酸催化效率的1.4倍。【结论】来自深海宏基因组文库中的mgl基因能够利用p ET-28a(+)/BL21(DE3)高效表达r MGL。     

口服L-瓜氨酸对大鼠勃起功能的影响

给予雄性SD大鼠口服不同剂量组的L-瓜氨酸8周后,检测电刺激大鼠阴茎海绵体神经海绵体内压(ICP)的变化;比色法检测血清和组织中的一氧化氮(NO)含量、一氧化氮合酶(NOS)活性及血清中超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽(GSH)含量等。结果高剂量(4.5 g.kg-1)L-瓜氨酸组ICP、NO含量、NOS活性显著增高;低、高剂量组SOD活性、GSH含量变化差异均无显著性。     

褐藻胶裂解酶基因的克隆表达与酶学性质

随着大型褐藻生产燃料乙醇以及褐藻寡糖重大药用价值的发现,褐藻胶裂解酶成为国内外多个领域的研究重点。文中对解藻酸弧菌上与褐藻胶降解相关的5个基因分别进行克隆表达,通过SDS-PAGE和酶活性定量测定,发现该基因簇中的4个基因有降解褐藻胶活性。对酶活最高的rAlgV3进行了诱导条件的优化、酶蛋白纯化及酶性质研究,发现优化诱导条件后重组酶rAlgV3的酶活由2.34×10~4 U/L上升为1.68×10~5 U/L,比优化前提高了7.3倍;对酶性质进行表征发现该酶在4–70℃均有活性,最适反应温度为40℃,在4–20℃酶相对稳定;该酶在pH 6.5-9.0环境下均有较高的酶活,最适pH为8.0;pH稳定性好,在pH 4.5–9.5环境下可以稳定存在;适量的NaCl浓度和Fe~(2+)、Fe~(3+)等离子具有促进酶活的作用,SDS和Cu~(2+)离子可明显抑制酶活力。对该酶的底物特性的研究发现,该酶不仅可以降解褐藻胶中的Poly-M片段,也能降解Poly-G片段,具有广泛底物特性;其降解海藻酸钠主要释放二糖和三糖,是一种内切酶。该酶对于第三代燃料乙醇的发展及褐藻寡糖的生产具有重要作用。     

裂解酶治疗的研究进展与应用前景

多耐药病原细菌的不断出现和传播给公共医疗造成了严峻的威胁和挑战,开发新的抗菌分子迫在眉睫。噬菌体裂解酶来源于噬菌体,具有独特的进化和选择优势,不仅能高效快速的杀灭多耐药细菌,而且不易诱导细菌产生新的耐药性。本文对噬菌体裂解酶的结构和功能进行了简要的介绍,重点综述了裂解酶在抗细菌感染中近年的研究进展和应用前景。     

褐藻胶裂解酶基因的克隆表达及重组酶酶学性质

【目的】克隆交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)BYS-2的褐藻胶裂解酶基因,实现其在大肠杆菌细胞中异源表达,对分离纯化的重组酶进行酶学性质研究。【方法】以交替假单胞菌BYS-2菌株基因组DNA为模板,克隆得到褐藻胶裂解酶基因alg738,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-alg738,诱导表达,表达产物通过Ni-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】重组酶的最适反应p H为8.0,在p H 6.0-9.0范围内37°C保温1 h仍能保持84%以上的相对酶活力,具有较好的p H稳定性;最适反应温度为45°C,热稳定性实验显示在37°C下保温60 min其残余酶活力仍达66.6%;在5 mmol/L浓度下,Na~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)对该酶具有明显的促进作用,Ni~(2+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)、Zn~(2+)、EDTA、β-巯基乙醇、SDS具有明显的抑制作用。动力学参数Km、Vmax分别为1.11 g/L和0.011 g/(L·min),底物特异性分析表明该重组酶为偏好聚甘露糖醛酸钠(Poly M)裂解作用的双功能酶。【结论】重组褐藻胶裂解酶具有良好的酶学特性,为褐藻胶裂解酶的开发应用打下基础。