缺氧信号在骨中的核心作用

缺氧信号在维持氧稳态和细胞生存中起着至关重要的作用。在胚胎发育时期处于快速增殖的细胞和肿瘤组织中快速生长的细胞中都能观察到缺氧现象的存在。为了应对缺氧胁迫,生物有机体形成了一系列的调节机制。在多种调节途径中,缺氧诱导因子HIF-1和HIF-2是最主要的能够应答细胞内氧气浓度的降低而对多种基因进行调控的转录因子,与生物体的生长发育及一些疾病的发病机理都存在着密切关系。最近的研究发现在骨骼发育,骨骼的形成和再生,以及关节的形成和动态平衡的调节中HIF-1和HIF-2的具有重要作用。此外,HIF-1和HIF-2的过度表达在临床上与骨肉瘤和骨关节炎明显相关。总之,这些发现预示着缺氧的信号在骨骼的生物学及其疾病中起到中心调节的作用。     

缺氧诱导因子1与PI3K/Akt/mTOR信号转导通路

缺氧诱导因子1（HIF-1）是参与缺氧调节的核心因子,可调控一系列缺氧诱导基因的表达,与机体许多生理和病理过程也密切相关。尽管一些研究显示缺氧和非缺氧性刺激可通过PI3K/Akt/mTOR信号途径诱导HIF-1的表达和活性,PI3K信号途径是否参与对HIF-1的调节仍然是个有争议的研究热点。明确HIF-1和PI3K的相互作用关系,能进一步为肿瘤等相关疾病的防治提供新的思路和方法。本文主要就HIF-1和PI3K/Akt/mTOR关系作一简要综述。     

缺氧诱导因子-1α在缺氧预处理预防心肌细胞损伤中的作用

本工作旨在研究缺氧预处理(hypoxic preconditioning,HPC)对于心肌细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated proteinkinases,ERK)活性、缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)表达的影响,及其在缺氧复氧诱导心肌细胞损伤中的作用。通过在培养的SD乳鼠心肌细胞缺氧／复氧(H／R)模型上,观察HPC对于24h后H／R诱导心肌细胞损伤的影响,以台盼蓝排斥实验检测心肌细胞存活率、以TUNEL法检测细胞凋亡、并用荧光素染料Hoechst33258测定心肌细胞凋亡率：制备心肌细胞蛋白提取物,以磷酸化的ERK1／2抗体测定ERK1／2活性,以抗HIF-1α抗体检测HIF-1α的表达,并观察ERKs的上游激酶(MEK1／2)抑制剂PD98059对于HPC诱导的ERKs磷酸化、HIF-1α表达以及心肌细胞保护作用的影响,并分析细胞损伤与ERK1／2活性、HIF-1α表达量之间的相互关系。结果 显示缺氧复氧造成心肌细胞损伤,HPC可以增加心肌细胞H／R后存活率,降低凋亡率,并激活ERKll2,诱导HIF-1α表达：细胞凋亡与ERKs活性、HIF-1α表达量之间存在负相关,即ERKs活化、HIF-1α表达与预防细胞损伤有关：而ERKs活性与HIF-1α表达量之间存在正相关,ERKs的上游激酶MEK抑制剂PD98059可以消除HPC诱导的ERKs磷酸化、HIF-1α表达和心肌细胞保护作用。由此得出的结论是HPC可以提高乳鼠心肌细胞对于H／R的耐受性,其机制涉及ERKs介导的HIF-1α表达。     

高氧对雄激素敏感的前列腺癌细胞移植瘤生长及其缺氧诱导因子-1α表达的影响

目的:探讨高氧对雄激素敏感的前列腺癌细胞移植瘤生长及其缺氧诱导因子-1α表达的影响。方法:将前列腺癌前列腺淋巴结癌(LNCa P)细胞接种于36只Foxn1小鼠的双侧腹,并将其随机放置于含氧量不同的气室中并分组如下:缺氧组11例,常氧组16例,高氧组9例。处理28天后进行称重,麻醉处死,从左心室取血样;分离出移植瘤并进行称重。采用Western blotting、免疫荧光分析、血红蛋白测定的方法对各组移植瘤生长、血管生成及血管化、缺氧诱导因子-1(HIF-1α)表达以及细胞信号转导因子表达进行检测。结果:缺氧组的移植瘤生长较常氧组快(P0.05);高氧组移植瘤生长与常氧组相比差异不具有统计学意义(P0.05)。高氧组移植瘤的HIF-1α、血管内皮生长因子(VEGF)和血管内皮生长因子受体2(VEGF-R2)表达均较常氧组高,而缺氧组移植瘤的HIF-1α表达与常氧组基本相似。缺氧组移植瘤的血[HB]增长率(175%)高于常氧组(45%)。高氧组的Nrf2的表达水平较常氧组明显增加(P0.05)。结论:体内高氧诱导HIF-1α在LNCa P肿瘤高表达的同时,不会加快肿瘤的生长。     

细胞内低氧感受器:缺氧诱导因子-1脯氨酰羟化酶研究进展

哺乳动物细胞对低氧的适应性调节是通过改变一系列基因表达来实现的。调控这些基因表达最重要的转录因子是缺氧诱导因子-1（HIF-1）,而能够直接感受氧分压、作为氧感受器的一种双加氧酶——脯氨酰羟化酶（PHD）则是调节HIF-1的关键分子。常氧状况下,HIF-1α的两个关键氨基酸残基Pro402和Pro564被PHD羟基化进而被蛋白酶水解,此时细胞内无HIF-1聚集,形成一种氧分压正常的信号状态。低氧状况下,PHD羟基化HIF-1α反应受阻,HIF-1聚集并入核诱导多种靶基因表达,启动低氧应答反应。本文就PHDs家族如何调控HIF-1α及PHD的调节剂研究进展进行综述。     

缺氧诱导因子HIF-1在抗真菌免疫中的作用CSCD

缺氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)是细胞在低氧状态下起重要作用的核转录因子。体内真菌感染部位常形成缺氧微环境,从而激活HIF-1并在抗真菌感染免疫中起到重要作用。该文就HIF-1的结构、活性调控及相关信号通路,真菌感染与缺氧的关系,HIF-1对宿主抗真菌免疫的影响等方面进行了综述。     

缺氧条件下人脐带源性间充质干细胞增强缺氧诱导因子-1α表达促进肺腺癌细胞增殖

目的探讨缺氧条件下缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)在人脐带源性间充质干细胞(human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells, hucMSCs)促进肺腺癌A549细胞增殖过程中的可能机制。方法分离培养和鉴定hucMSCs,分别与肺腺癌A549细胞、干扰了HIF-1α基因的A549细胞在常氧或缺氧条件下进行共培养,荧光定量PCR和Western blot法分别检测HIF-1α和生存素(survivin)表达水平,MTT法检测细胞增殖力,划痕实验分析细胞迁移力。结果 MTT和划痕实验检测显示,常氧条件下,hucMSCs共培养的A549 细胞增殖能力、迁移能力较无hucMSCs共培养的细胞明显减弱;缺氧条件下,A549 细胞增殖力和迁移力较常氧培养的A549 细胞明显增强,hucMSCs共培养使二者进一步增强,沉默HIF-1α则使二者减弱,hucMSCs共培养不改变沉默HIF-1α对细胞增殖力和迁移力的影响。荧光定量PCR和Western blot检测显示,缺氧培养时,A549 细胞内HIF-1α和survivin表达明显上调,hucMSCs共培养明显增强缺氧对HIF-1α和survivin表达的上调作用;沉默HIF-1α抑制缺氧对A549细胞HIF-1α和survivin表达的上调,hucMSCs共培养不改变沉默HIF-1α对HIF-1α和survivin表达上调的抑制。结论缺氧条件下,hucMSCs共培养导致肺腺癌A549细胞HIF-1α和survivin表达上调,从而使A549细胞的增殖和迁移能力增强。     

缺氧通过HIF-1α抑制hPDLFs内毒素耐受

目的:观察缺氧对人牙周膜成纤维细胞(human Periodontal Ligament Fibroblasts,hPDLFs)内毒素耐受(Endotoxin Tolerance,ET)的影响并初步探讨其可能作用机制。方法:人牙周膜经组织块和胰蛋白酶消化,原代分离培养hPDLFs并鉴定后,给予缺氧诱导,检测其炎症因子白介素-6(Interleukin 6,IL-6)和白介素-8(Interleukin 8,IL-8)的分泌情况。进一步在常氧环境下通过慢病毒过表达增强缺氧诱导因子-1α(Hypoxia Inducible Factor 1α, HIF-1α)表达或在缺氧环境下利用特异性抑制剂YC-1 (3-(50-Hydroxymethyl-20-furyl)-1-benzylindazole)抑制hPDLFs中HIF-1α表达,分析hPDLFs炎症因子IL-6和IL-8的分泌情况的变化。结果:①缺氧时,脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)再次刺激hPDLFs分泌炎症因子白介素IL-6、IL-8没有明显减少(P0.05),提示hPDLFs的ET能力受到抑制。②常氧环境下,与HIF-1α未过表达组相比,过表达组的hPDLFs受到LPS再次刺激后,其分泌炎症因子IL-6或IL-8的能力并未显著降低(P0.05);而在缺氧环境下,hPDLFs HIF-1α表达受到抑制后,LPS再次刺激可以显著抑制hPDLFs分泌IL-6或IL-8(P0.05)。结论:缺氧可能通过诱导HIF-1α抑制hPDLFs的ET,调节hPDLFs的免疫应答,从而加重牙周组织的免疫损伤。     

缺氧诱导因子与肾细胞癌关系的研究进展

缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor,HIF)对维持肿瘤细胞的能量代谢、肿瘤血管生成、促进肿瘤细胞增殖和转移起着重要作用,是肿瘤细胞低氧条件下产生的关键信号分子。本综述旨在总结前人研究,阐述HIF与肾癌细胞之间的内在关系。HIF成员是参与肾癌细胞对缺氧应答反应中的关键因子,并通过靶基因的调节,促进新生血管的生成,导致肿瘤生长。其中,HIF-1α及HIF-2α在促进新生血管的生成方面发挥着主要作用。HIF-1α及HIF-2α与VEGF密切相关,随着其的表达增高,VEGF在数量上及m RNA水平上均显著增高,显示其可通过调控VEGF参与肾癌血管生成,而HIF-2α转录激活VEGF m RNA的特异性较HIF-1α更强。HIF-3α可能存在的负性调控作用,其异构体-4的作用可能与HIF-lα的负性调节有关,其可以阻止HIF-lα与下游靶基因的缺氧反应元件(hypoxia response elements,HRE)结合,同时可在转录水平抑制HIF-lα。HIF在未来可能有成为肾细胞癌治疗的靶点。     

MicroRNA-18a通过HIF-1-alpha调控缺氧引起的人肺动脉平滑肌细胞增殖

目的：研究microRNA-18a (miR-18a) 对缺氧引起的人肺动脉平滑肌细胞(human pulmonary artery smooth muscle cells, hPASMCs)增殖的调控作用及其可能机制。方法：体外培养hPASMCs,分为未转染组、miR-18a 模拟物对照组、miR-18a 模拟物组、 miR-18a 抑制剂对照组、miR-18a 抑制剂组、siRNAcontrol组、siHIF-1-alpha组、miR-18a 抑制剂和siHIF-1-alpha共转染组。分别于常氧(21% O2)和低氧(3%O2)作用24小时。采用CCK-8 法检测细胞的增殖情况,萤光素酶报告基因系统验证缺氧诱导因子-1-alpha(HIF-1alpha)是 否为miR-18a 的靶基因,并通过western-blot 以及实时荧光定量PCR 技术检测相关蛋白和基因的表达。结果：缺氧可促进 hPASMCs 增殖,使miR-18a 表达减少;miR-18a 模拟物可抑制hPASMCs 增殖,而miR-18a 抑制剂可促进hPASMCs 增殖;抑制 miR-18a 可使HIF-1-alpha的表达上调。同时抑制miR-18a 和HIF-1-alpha,可使miR-18a 对hPASMCs 增殖调控的能力消失。结论：缺氧通 过抑制miR-18a,上调HIF-1-alpha的表达,促进hPASMCs增殖。