SENP1与前列腺癌

SUMO (small ubiquitin-related modifier)是一种小泛素相关修饰物,能共价结合许多调控基因转录的重要蛋白,包括转录因子、转录辅助因子等．SUMO化修饰对蛋白-蛋白之间的相互作用、亚细胞定位、基因转录的活性以及靶蛋白的稳定性等具有重要的调节作用． SUMO化修饰是一个动态可逆的过程,将SUMO从靶蛋白上去除,称为去SUMO化（desumoylation）,去SUMO化是SUMO特异蛋白酶（SUMO-specific proteases,SENPｓ）的主要功能．由于SUMO化是近几年才发现的一种新的蛋白质翻译后修饰系统,对其生物学功能还不十分清楚．前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤,最近的研究发现,SENP1在前列腺癌细胞中高表达,而且雄激素能诱导SENP1的表达,表明SENP1与前列腺癌的发生、发展密切相关．在本篇综述中,我们将就SENP1作一介绍．     

Nrf2/HO-1信号通路在人诱导性多能干细胞氧化应激中的作用

氧化应激是诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)在培养和应用中遇到的一个关键问题,探讨其作用机制具有重要的理论和实践意义。目前有关iPSC氧化应激的研究相对较少,Nrf2/HO-1信号通路在其中的作用尚不明了。因此,本研究以不同浓度的H2O2(100、200、300、400 μmol/L)处理人iPSC(hiPSC),分别在4 h和24 h于倒置显微镜下观察hiPSC及其饲养层细胞SNL氧化损伤的程度,通过碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, AP）试剂盒和超氧化物阴离子荧光探针,分别检测hiPSC多能性和细胞活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平,并通过qRT-PCR检测H2O2处理4 h后早期应激状态下Nrf2和HO 1 mRNA的表达水平,免疫细胞化学和Western印迹检测p-Nrf2和HO-1蛋白质的表达量。结果表明：hiPSC和SNL细胞的ROS水平呈H2O2剂量依赖性升高。除了100 μmol/L H2O2组hiPSC的细胞形态和多能性保持较好外,其余浓度H2O2均导致hiPSC出现不同程度损伤和死亡。但与SNL细胞相比,hiPSC中ROS水平相对较低,细胞状态也相对较好。SNL细胞中Nrf2和HO-1-mRNA表达的变化幅度与H2O2浓度呈线性相关,而hiPSC中Nrf2和HO-1表达的变化幅度与H2O2浓度之间并未呈现线性相关,其中Nrf2在100 μmol/L H2O2组表达量最高,而HO-1在200 μmol/L H2O2组表达量最高,意味着hiPSC氧化应激调控机制的复杂性。综上结果表明,hiPSC具有较好的抗氧化能力,其相关机制与Nrf2/HO-1信号通路有关,同时也可能涉及到其它相关通路的交互作用。     

SENP1启动子G-四链体鉴定及其作用研究

目的:研究G-四链体(G4)对SUMO特异性蛋白酶1(SUMO-specific proteases 1,SENP1)基因的转录调控作用。方法:克隆不同的SENP1启动子片段构建SENP1启动子报告质粒,通过报告基因检测鉴定SENP1启动子核心转录调控区;分析SENP1启动子核心转录调控区序列,并进行G4形成序列预测;合成G4形成序列寡核苷酸,利用圆二色谱分析检测G4形成序列寡核苷酸的拓扑结构;通过G4配体TMPyP4处理和过表达G4解旋酶G4R1结合报告基因检测和Western blot鉴定启动子G4对SENP1转录表达的调控作用。结果:发现-910～+226区域是SENP1启动子的核心转录调控区,序列富含G/C;生信分析发现SENP1启动子核心区存在G4形成序列;圆二色谱分析证实SENP1启动子G4形成序列能够形成G4结构;报告基因检测和Western blot检测发现启动子G4对SENP1转录表达具有抑制作用。结论:SENP1启动子核心转录调控区存在G4结构并对其转录表达具有抑制作用,为揭示SENP1在生理和病理过程中的作用机制提供新的研究思路和试验线索。     

SENP1启动子G-四链体鉴定及其作用研究

目的:研究G-四链体(G4)对SUMO特异性蛋白酶1(SUMO-specific proteases 1,SENP1)基因的转录调控作用。方法:克隆不同的SENP1启动子片段构建SENP1启动子报告质粒,通过报告基因检测鉴定SENP1启动子核心转录调控区;分析SENP1启动子核心转录调控区序列,并进行G4形成序列预测;合成G4形成序列寡核苷酸,利用圆二色谱分析检测G4形成序列寡核苷酸的拓扑结构;通过G4配体TMPyP4处理和过表达G4解旋酶G4R1结合报告基因检测和Western blot鉴定启动子G4对SENP1转录表达的调控作用。结果:发现-910～+226区域是SENP1启动子的核心转录调控区,序列富含G/C;生信分析发现SENP1启动子核心区存在G4形成序列;圆二色谱分析证实SENP1启动子G4形成序列能够形成G4结构;报告基因检测和Western blot检测发现启动子G4对SENP1转录表达具有抑制作用。结论:SENP1启动子核心转录调控区存在G4结构并对其转录表达具有抑制作用,为揭示SENP1在生理和病理过程中的作用机制提供新的研究思路和试验线索。     

蛋白质SUMO化修饰及其调控

SUMO化修饰是一种由SUMO特异性的活化酶(E1)、结合酶(E2)和连接酶(E3)共同催化完成的类泛素化修饰。同时,它又是一个动态且可逆的过程,介导去SUMO化的则是SUMO特异性蛋白酶(SENP)家族。SUMO化修饰的靶蛋白存在于细胞的各个部位,通过loss of function和gain of function机制,SUMO化修饰可调控蛋白质的活性与功能。SENPs介导的去SUMO化是决定靶蛋白SUMO化修饰水平的主要因素之一,同时SENPs也是调节蛋白SUMO化修饰的一个主要环节,因此SENPs在调控靶蛋白所参与的信号通路中发挥着重要作用。     

小泛蛋白样修饰物双荧光融合蛋白及其特异性蛋白酶的原核表达及鉴定

本实验克隆了人的4种SENP(Sentrin-specific protease)C端催化结构域、3种SUMO(Smallubiq uitin-like modifer)、ECFP(Enhanced cyan fluorescent protein)以及EYFP(Enhanced yellow fluorescent protein)的基因,通过RecJoin克隆技术分别成功构建SENP和ECFP-SUMO-EYFP表达载体B28和B13。将表达载体转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导表达,通过Ni-NTA离子交换柱层析纯化,进一步采用SDS-PAGE和Westernblotting分析鉴定,并以酶切实验初步分析了SENP相对于底物ECFP-SUMO-EYFP的酶切特异性。最终,SENP3C(SENP3 catalytic domain)截短表达,SENP5C以包涵体形式表达,其他蛋白均为可溶性表达,SDS-PAGE分析表明表达产物分子质量(Mr)与预期相符,Western blotting方法进一步证实其为目的蛋白。酶切实验初步鉴定了SENP1C和SENP2C的酶切特异性。以上蛋白的原核表达为荧光共振能量转...     

蛋白质SUMO化修饰与肿瘤调控

SUMO化修饰是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,在细胞周期调控、细胞代谢、基因转录、DNA损伤和修复等众多细胞生物学过程中,对底物蛋白质的表达、定位和活性进行调控。蛋白质SUMO化修饰是动态可逆的过程,去SUMO化修饰由SUMO特异性蛋白酶(SENPs)家族成员所催化。由于受到SUMO化修饰的底物蛋白种类众多、功能多样,SUMO化修饰能够在整体和特定蛋白质修饰层面,参与调控肿瘤的发生发展,并且这种调控机制非常复杂,比如调控细胞周期的进程、DNA损伤和基因组不稳定性、肿瘤代谢与生长、抗肿瘤免疫等。SENPs家族成员是底物蛋白质SUMO化修饰程度的决定者,该研究团队对SENPs家族成员在肿瘤中的作用开展了系列研究,因此该文也将以SENP1和SENP3为例,对SENPs在肿瘤进程中的作用及其作用机制展开介绍。     

荭草花醇提物对H_2O_2诱导的H9c2细胞氧化损伤的保护作用机制研究

研究荭草花醇提物对H9c2心肌细胞氧化损伤的保护作用机制。采用200μmol/L H_2O_2作用H9c2细胞0.5 h,建立H9c2细胞氧化损伤模型。将细胞分为正常对照组、H9c2细胞氧化损伤模型组、不同浓度荭草花醇提物(20、40、80μg/m L)预处理组。采用MTS法检测细胞存活率;生化试剂盒检测细胞乳酸脱氢酶(LDH)释放量,细胞内丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力;Western blot测定cleavedcaspase-3、Bcl-2、Bax、p-AKT和AKT的表达。与模型组比较,荭草花醇提物能明显增加心肌细胞存活率,降低LDH释放量和MDA含量,提高SOD及CAT活性,并呈剂量依赖性抑制H_2O_2诱导的氧化应激损伤。荭草花醇提物下调cleaved caspase-3和Bax的蛋白水平,上调Bcl-2的表达,减少心肌细胞凋亡;增加细胞中p-AKT的表达,且这种表达可被PI3Ks抑制剂LY294002抵消。表明荭草花醇提物可减轻H_2O_2诱导的H9c2心肌细胞氧化应激损伤,其机制可能与减少细胞凋亡,平衡氧化应激产物有关,且部分依赖于磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K/Akt)通路。     

HIF-1α的可逆性SUMO化修饰

低氧诱导因子1(hypoxia inducible factor-1, HIF-1)是参与调节机体氧平衡的重要转录因子,在细胞低氧应答反应中起核心作用,能调节100多种涉及低氧应激下细胞适应和存活的靶基因．HIF-1由氧敏感的α亚基和在细胞内稳定表达的β亚基组成．其中α亚基可受到多种翻译后化学修饰作用,如在常氧下,HIF-1α通过泛素化蛋白酶修饰并导致其快速降解．最近几年发现的泛素样蛋白家族成员小泛素蛋白样修饰蛋白（SUMO）也能与HIF-1α共价结合．SUMO是一种分子量约为12 kD的小蛋白,从拟南芥到人类普遍存在．SUMO可共价结合许多靶底物蛋白,并对其进行翻译后修饰,该过程称为SUMO化．与泛素化蛋白酶体途径不同的是,SUMO化修饰能在常氧和相对低氧的条件下调节HIF-1α蛋白的稳定性,从而改变其转录活性．SUMO化是一个可逆的动态过程,可被特异性蛋白酶ULP/SENP将其从底物上去除．本文主要就HIF-1α的可逆性SUMO化修饰作一综述．     

SENP1在大鼠低氧性肺动脉高压形成中肺血管壁中表达及可能作用

目的:探讨大鼠低氧性肺动脉高压(HPH)形成过程中SENP1在肺小动脉的动态表达变化及作用。方法:40只成年雄性Wistar大鼠随机分为5组(n=8):对照组和缺氧3 d、7 d、14 d2、1 d组,常压间断低氧复制HPH大鼠模型。测各组大鼠平均肺动脉压(mPAP)、右心室肥大指数(RVHI)、血管形态学指标;原位杂交、逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测肺内SUMO特异性蛋白酶-1(SUMO-specific proteases-1,SENP1)mRNA表达,免疫组化、Westernblot检测其蛋白质水平。结果:①缺氧7 d后,肺小动脉出现血管重塑,且mPAP明显上升;低氧14 d后,肺小动脉重塑更明显,mPAP达高峰。RVHI在低氧14 d后明显增加。②原位杂交显示,SENP1 mRNA在对照组肺小动脉壁呈阳性表达,低氧后其相对量无明显变化。RT-PCR显示肺组织SENP1 mRNA表达与原位杂交所观察到的肺小动脉壁SENP1 mRNA变化趋势一致;SENP1蛋白在对照组呈阳性表达,低氧7 d后其表达量开始呈进行性下降。Western blot显示肺组织内SENP1蛋白表达与免疫组化观察到的肺小动脉壁SENP1蛋白变化趋势一致。③SENP1蛋白与mPAP、重塑指数、RVHI均呈负相关。结论:慢性低氧诱导肺小动脉壁SENP1蛋白降解,进而可能在HPH发病过程中发挥一定的作用。     

低氧预处理通过上调钙网蛋白表达减轻大鼠心肌细胞氧化应激损伤

本文旨在探讨钙网蛋(calreticulin,CRT)是否参与低氧预处理(hypoxic preconditioning,HPC)对心肌细胞氧化应激损伤的保护及其信号转导过程.将原代培养的Sprague.Dawley乳鼠心肌细胞随机分为8组:氧化应激(H2O2)组、短暂低氧(HPC)组、HPC H202组、SB203580(p38 MAPK特异性抑制剂) HPC H2O2组、干扰心肌细胞CRT表达的反义寡核苷酸(antiscnse oligodeoxynucleotides,AS)组、AS H2O2组、AS HPC H202组和对照组,以细胞存活率、乳酸脱氢酶(1actate dehydrogenase,LDH)漏出及流式细胞术检测细胞损伤情况;采用RT-PCR和Western blot分别检测CRT表达和p38MAPK磷酸化水平.结果表明:(1)HPC可减轻氧化应激损伤,与H202组比较,HPC H2O2组细胞存活率增高18.0%,细胞凋亡率和LDH漏出分别降低19.4%和53.0%(均P<0.05);HPC前以SB203580预孵育可消除HPC保护作用,与HPC H202组相比,SB203580 HPC H2O2组细胞凋亡率和LDH漏出分别增高13.1%和96.0%,存活率降低7.3%(均P<0.05);(2)氧化应激明显上调CRT表达(H202组较对照组高7.1倍,P<0.05);HPC也诱导CRT表达上调(HPC组较对照组高2.4倍,P<0.05),但上调程度较H2O2组低59%(P<0.05);即HPC可减轻氧化应激诱导的CRT过表达:(3)AS干扰CRT表达后,HPC保护作用降低,相关性分析显示HPC诱导的CRT适度表达与细胞存活率呈正相关(r=0.8023,P<0.05);(4)HPC前SB203580预孵育可抑制CRT表达上调(分别较HPC H2O2组和HPC组低75%和53%,均P<0.05).上述结果提示,HPC可能通过p38 MAPK信号途径诱导CRT表达上调,减轻心肌细胞氧化应激损伤.     

重组nkx2.5腺病毒抑制过氧化氢诱导的H9c2细胞凋亡

为研究心脏发育关键基因nkx2.5的功能及应用价值,构建Ad-Nkx2.5重组腺病毒,并检测nkx2.5过表达拮抗氧化应激损伤的效应及机制。采用AdEasy腺病毒表达系统构建Ad-Nkx2.5重组腺病毒,建立H2O2诱导H9c2心肌细胞凋亡模型,分别用Ad-Nkx2.5重组病毒或对照病毒感染细胞,采用Hoechst33342染色观察细胞形态变化、MTT法检测细胞存活率,免疫印迹检测caspase-3活化、细胞色素C的胞浆含量。并通过Real-timePCR检测凋亡相关基因bcl-2和bax表达。结果发现,nkx2.5过表达促进H9c2细胞存活,抑制H2O2诱导的caspase-3活化及线粒体细胞色素C的释放。Nkx2.5过表达上调bcl-2表达,显著下调H2O2诱导的bax表达。并发现H2O2对Nkx2.5核定位无明显影响。结果显示重组腺病毒介导的Nkx2.5过表达可通过调控凋亡相关基因表达,抑制线粒体凋亡途径,保护心肌细胞抗氧化损伤。     

H2O2诱导的线粒体损伤神经元内硫氧还蛋白mRNA水平的变化

线粒体缺陷和氧化应激参与了神经退行性疾病的发病机制。叠氮钠(NaN3)是线粒体细胞色素C氧化酶(COX)的特异性抑制剂,能诱导线粒体缺陷。本实验通过细胞活性检测(MTT法),形态学观察,分析H2O2对原代培养的正常神经元及NaN3诱导的线粒体缺陷神经元的损伤作用的差异。并通过RT-PCR半定量法检测H2O2损伤后两类神经元内硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)mRNA水平的变化,以阐明细胞内这一重要氧化还原调节蛋白在神经元损伤时的作用机制。实验表明,在正常神经元内,H2O2的损伤对Trx表达量的改变似乎不明显;而线粒体缺陷神经元内Trx的表达量下降,且对于H2O2的损伤具有浓度、时间依赖性。提示：在线粒体功能缺陷神经元中,Trx似乎发挥更重要的作用。     

H2O2诱导的线粒体损伤神经元内硫氧还蛋白 mRNA水平的变化

线粒体缺陷和氧化应激参与了神经退行性疾病的发病机制.叠氮钠(NaN3)是线粒体细胞色素C氧化酶(COX)的特异性抑制剂,能诱导线粒体缺陷.本实验通过细胞活性检测(MTT法),形态学观察,分析H2O2对原代培养的正常神经元及NaN3诱导的线粒体缺陷神经元的损伤作用的差异.并通过RT-PCR半定量法检测H2O2损伤后两类神经元内硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)mRNA水平的变化,以阐明细胞内这一重要氧化还原调节蛋白在神经元损伤时的作用机制.实验表明,在正常神经元内,H2O2的损伤对Trx表达量的改变似乎不明显;而线粒体缺陷神经元内Trx的表达量下降,且对于H2O2的损伤具有浓度、时间依赖性.提示在线粒体功能缺陷神经元中,Trx似乎发挥更重要的作用.     

花旗松素通过激活Nrf2/HO-1/HIF1α/Autophagy信号通路对H_2O_2所致H9C2细胞氧化应激保护作用的研究

氧化应激(oxidative stress,OS)是缺血性心肌病(ischemic cardiomyopathy,ICM)的主要发病机制之一,抗氧化应激损伤是防治缺血性心肌病的关键。为了探讨花旗松素(taxifolin,tax)对过氧化氢(hydrogen peroxide,H_2O_2)诱导的大鼠心肌细胞H9C2氧化应激的影响及其可能的分子机制,将培养的H9C2心肌细胞随机分为对照组(Control)、氧化应激组(H_2O_2)、tax预处理组(tax+H_2O_2)、tax单独处理组(tax)。通过观察细胞形态的改变,检测细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成、自噬体自噬泡的形成,以及自噬(autophagy)相关蛋白质LC3 I/II、p62的表达,验证tax对氧化应激及自噬的影响。同时,通过检测Nrf2、HO-1、HIF1α的表达,研究可能存在的分子机制。研究发现tax可缓解H_2O_2诱导的H9C2细胞氧化应激,表现为细胞肥大形态缓解、ROS生成降低、MDA产生减少,而且Nrf2/HO-1/HIF1α蛋白的表达升高,自噬水平升高。实验结果表明:tax可能通过激活Nrf2/HO-1/HIF1α/Autophagy信号通路促进自噬及抗氧化应激,从而发挥心肌保护作用。     

过表达Grx1抑制HEK293T细胞中H2O2诱导的p38MAPK信号通路

谷氧还蛋白1(glutaredoxin1, Grx1)是细胞内一种重要的巯基-二硫键氧化还原酶,在细胞内氧化还原状态的调控及抵抗氧化应激损伤过程中发挥重要作用.为进一步探讨Grx1的抗氧化机制,本实验将重组质粒pcDNA3.1(+)-hGrx1瞬时转染HEK293T细胞,经RT-PCR和Western印迹验证,细胞转染后实现了Grx1的过表达;以不同浓度H2O2为损伤因素,建立细胞氧化应激模型,检测过表达Grx1后细胞存活率,丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)活力和乳酸脱氢酶(LDH)漏出率的变化,观察过表达Grx1后细胞的抗氧化能力;用终浓度100μmol/L H2O2作用于细胞,利用Western印迹检测120min内HEK293T细胞中p38MAPK磷酸化水平.实验结果表明,HEK293T细胞过表达Grx1后,缓解了细胞的氧化应激损伤;转染空载体组细胞p38MAPK磷酸化水平在H2O2刺激后5min开始升高,15min达到最高值,并可维持至120min左右;而过表达Grx1组细胞p38MAPK磷酸化水平在H2O2刺激后各时间段没有明显改变,提示Grx1通过抑制H2O2诱导的p38MAPK信号通路激活发挥其抗氧化作用.     

槲皮素对氧化应激大鼠肝细胞氨基酸代谢的影响

通过检测原代培养的大鼠肝细胞培养液中18种氨基酸含量的变化情况,探讨槲皮素对氧化应激大鼠肝细胞氨基酸代谢的影响。结果表明,与对照组相比,槲皮素组氨基酸质量浓度无明显变化;H2O2组、槲皮素+H2O2组培养液中丙氨酸、蛋氨酸和组氨酸的质量浓度显著减少(P<0.05),而牛磺酸的质量浓度显著增加(P<0.05),上述变化槲皮素+H2O2组较H2O2组更明显,槲皮素+H2O2组M et和H is的质量浓度显著低于H2O2组(P<0.05)。说明槲皮素可影响氧化应激肝细胞某些氨基酸,尤其是含硫氨基酸的代谢。这种影响可能是槲皮素抗氧化应激作用的机制之一。     

胶原蛋白肽经由Nrf2信号通路对H_2O_2诱导的肝细胞氧化损伤的保护作用(英文)

目的:氧化应激在肝脏疾病中扮演着重要的角色。胶原蛋白肽是天然的抗氧化剂,其在动物实验中已经被证实有抑制氧化应激的作用。最新研究证实胶原蛋白肽将有可能被应用在肝脏疾病的预防中,但是很少有研究报道其分子作用机制。因此本研究在胶原蛋白肽是对H2O2诱导的正常人的肝细胞系HL7702氧化损伤有保护作用的基础上,并探索其分子作用机制。方法:实验设空白对照组,H2O2模型组,胶原蛋白肽低、中、高剂量组(10,100,200μg/ml)。胶原蛋白肽各组加入相应浓度的药物预处理12 h后,与模型组一起加入300μM H2O2的H2O2共同培养12 h,空白对照组正常培养。细胞毒性是由CCK8和乳酸脱氢酶(LDH)的释放检测。抗氧化试剂盒检测细胞内活性氧的水平,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。Western blot检测细胞内Nrf2蛋白的表达水平。结果:胶原蛋白肽对H2O2诱导的正常人的肝细胞系HL7702氧化损伤有保护作用。胶原蛋白肽能够及时清除细胞内的活性氧,增加Nrf2的蛋白表达水平,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,减轻脂质过氧化反应,从而保护正常人的肝细胞系HL7702。结论:总之,胶原蛋白肽通过增加Nrf2的蛋白表达水平,提高抗氧化活性,对H2O2诱导损伤的肝细胞发挥保护作用。本研究为胶原蛋白肽的分子作用机制提供了新的证据,将有助于预防氧化应激所致的肝损伤。     

OsRboh基因家族在水稻免疫应答中的表达及功能分析

为了阐明Rboh基因家族在水稻免疫应答中的功能,首先利用生物信息学方法从水稻基因组数据库中检索到7个水稻Rboh基因,并对其进行系统发育学和组织特异性表达分析,发现OsRbohD只在穗和愈伤组织中表达,且OsRbohE和OsRbohF仅在愈伤组织中特异表达,而其他基因为组成型表达。利用Real-time PCR对分别在水杨酸SA、茉莉酸甲酯MeJA和水稻黄单胞菌PXO99致病菌株处理下的OsRboh基因家族的表达水平进行了分析,同时对处理后的叶片H2O2含量进行测定。结果表明,SA可以提高OsRbohA、OsRbohB、OsRbohC和OsRbohD的表达水平,MeJA可以提高OsRbohA、OsRbohB、OsRbohC和OsRbohG的表达水平,接种水稻黄单胞菌致病菌株PXO99可以提高OsRbohA和OsRbohB的表达水平。然而三者在诱导OsRboh基因家族成员的表达时序性和表达程度存在着差异。此外,3种不同处理都能导致不同程度的H2O2积累。结果显示,OsRboh基因家族各基因在水稻免疫应答中可能扮演不同角色,发挥不同作用。