Characterization of the Ligand Binding Functionality of the Extracellular Domain of Activin Receptor Type IIB

The single transmembrane domain serine/threonine kinase activin receptor type IIB (ActRIIB) has been proposed to bind key regulators of skeletal muscle mass development, including the ligands GDF-8 (myostatin) and GDF-11 (BMP-11). Here we provide a detailed kinetic characterization of ActRIIB binding to several low and high affinity ligands using a soluble activin receptor type IIB-Fc chimera (ActRIIB.Fc). We show that both GDF-8 and GDF-11 bind the extracellular domain of ActRIIB with affinities comparable with those of activin A, a known high affinity ActRIIB ligand, whereas BMP-2 and BMP-7 affinities for ActRIIB are at least 100-fold lower. Using site-directed mutagenesis, we demonstrate that ActRIIB binds GDF-11 and activin A in different ways such as, for example, substitutions in ActRIIB Leu⁷⁹ effectively abolish ActRIIB binding to activin A yet not to GDF-11. Native ActRIIB has four isoforms that differ in the length of the C-terminal portion of their extracellular domains. We demonstrate that the C terminus of the ActRIIB extracellular domain is crucial for maintaining biological activity of the ActRIIB.Fc receptor chimera. In addition, we show that glycosylation of ActRIIB is not required for binding to activin A or GDF-11. Together, our findings reveal binding specificity and activity determinants of the ActRIIB receptor that combine to effect specificity in the activation of distinct signaling pathways.     

激活素促进鸡胚神经节神经突起生长作用

为了探讨激活素(activin)促进鸡胚背根神经节(dorsal root ganglia,DRG)突起生长、维持神经节细胞生存作用及其与一氧化氮(NO)释放的关系,实验采用8 d的鸡胚分离背根神经节,原代培养法,观察鸡胚背根神经节的体外生长情况。研究结果表明,添加激活素A培养的背根神经节有明显的神经突起生长,形成密集的网络,背根神经节可存活8~10 d;而阴性对照组几乎无神经突起生长,背根神经节可存活3~4 d。添加激活素A的背根神经节单层培养神经节细胞也可长期存活;而阴性对照组在培养第5 d几乎无神经节细胞生存。NO检测结果显示,添加激活素A培养的背根神经节上清NO分泌水平明显降低,与阴性对照组比较差异显著(P<0.05);激活素A与神经生长因子(nerve growth factor,NGF)具有协同抑制背根神经节NO分泌作用。激活素结合蛋白(follistatin)明显抑制激活素A诱导的背根神经节神经突起生长。研究结果提示,激活素可维持鸡胚神经节细胞存活并刺激神经突起生长,其作用与抑制神经损伤因子NO的释放有关。     

Production of bioactive extracellular domain of pig and chicken activin type IIB receptors in Pichia pastoris

Myostatin (MSTN) is a potent negative regulator for skeletal muscle growth, and binds to activin type IIB receptor (ActRIIB) for its cellular signal transduction. Administration of the extracellular domain of ActRIIB (ActRIIB-ECD) improved skeletal muscle growth in laboratory animals, suggesting that ActRIIB-ECD can be a useful pharmacological agent to improve skeletal muscle growth of meat-producing animals. In the current study, pig and chicken ActRIIB-ECDs were produced in the Pichia pastoris GS115, and the recombinant proteins were purified from induced culture media by Ni-NTA affinity chromatography. The digestion of pig and chicken ActRIIB-ECDs with PNGase F and glycoprotein staining demonstrated an N-linked glycosylation of these recombinant proteins. Glycoprotein staining also indicated an additional presence of glycosylation in chicken ActRIIB-ECD. Both the pig and chicken ActRIIB-ECDs were shown to inhibit MSTN activity in a reporter gene assay system in vitro. When MSTN-inhibitory potencies were compared by analyzing EC₅₀ values, no difference in MSTN-inhibitory potency was observed between the glycosylated and N-deglycosylated forms of pig or chicken ActRIIB-ECD, suggesting that glycosylation does not affect the bioactivity of ActRIIB-ECD. MSTN-inhibitory potency of chicken ActRIIB-ECD was greater (P < 0.01) than that of pig ActRIIB-ECD. Results of this study demonstrate that bioactive pig and chicken ActRIIB-ECDs can be produced from P. pastoris. In addition, the study indicates that the N-glycosylation status of ActRIIB-ECD does not affect its bioactivity in vitro.     

鸡胚性腺内黄体生成素受体和类固醇激素合成酶基因的性别差异性表达(英文)

促性腺激素受体,包括黄体生成素受体（LHR）和卵泡刺激素受体,通过调节类固醇激素合成和细胞增殖从而对性腺的发育和功能起重要作用。虽然鸟类的性别由性染色体所决定;但性腺的发育要受到很多诸如类固醇激素这样因素的影响。既然雄性和雌性的性腺有不同的形态特征和功能,促性腺激素和类固醇激素对它们发育的调节作用可能是不同的。本实验的目的是研究鸡胆发育过程中性腺内LHRmRNA表达的变化及其与类固醇激素合成酶mRNA表达的相关性。在孵化的第10天至孵化后第14天之间取出鸡胚的性腺,然后用Northern杂交法检测LHR和P450c17及P450arommRNA的表达。结果显示：在孵化期间LHRmRNA有3．0和1．5kb两种转录产物,孵化后还出现7．0kb的转录物（Fig．1）。在孵化期间1．5kb转录物的含量高于3．0kb的转录物,而孵化之后则相反。卵巢内LHRmRNA（3．0kb）的水平从孵化的第12天开始升高,两天之后达一高峰,此后一直保持在较高水平。与此不同的是睾丸内LHRmRNA的表达量在孵化期间较低,孵化后立即升高（Fig．2）。P45c17mRNA的表达与LHRmRNA相似（Figs．3＆4）。P450arommRNA在卵巢内的表达量较高,孵化后其主带从2．0kb转变为4．0kb。睾丸内P450arommRNA的表达量极低（Figs．5＆6）。在相应的时期,左侧和右侧     

水稻叶绿体蛋白质在生长发育过程中的表达研究

在植物中,叶绿体是负责光合作用的细胞器,对叶绿体内的各种生物过程人们已经积累了很多知识,但对叶绿体蛋白质的表达还所知甚少．为了解水稻叶绿体蛋白质在正常生长发育过程中的表达情况,尝试基于抗体的水稻蛋白质组学策略．选取了10个水稻叶绿体基因,利用表达的蛋白质或合成的抗原决定簇片段制备了抗体,用Western blotting检测了相应蛋白质在5个发育时期的根、茎、叶及穗组织中的表达．发现10个蛋白质均在叶片中表达,在根中不表达．与原初反应相关的叶绿素A/B结合蛋白1和2(CAB1和CAB2)、与电子传递相关的放氧增强蛋白1(OEE1)及与活性氧清除相关的过氧还蛋白过氧化物酶(2-CysP)和硫氧还蛋白(Trx)在茎中表达．而在卡尔文循环中发挥作用的Rubisco活化酶(RCA)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、果糖二磷酸醛缩酶(FBPA)和景天庚酮糖-1, 7-二磷酸酶(SBPase)蛋白质在茎中不表达．在穗中,这些蛋白质的表达时序不同,CAB2和2-CysP在穗发育的全程表达,CAB1和OEE1在中后期表达,而卡尔文循环中的蛋白质只在中期表达．有意思的是,卡尔文循环中的蛋白质表达模式相似,这一结果从蛋白质表达水平支持它们之间的相互衔接关系．此外,实验还揭示了可能的蛋白质修饰、二聚体及不同的转录本现象．将目标基因的表达谱与转录谱进行比较,发现二者间有一定的平行性,但也有明显的区别．以水稻叶绿体蛋白质为对象,直观并相对定量地揭示了它们的表达模式,为阐释其功能提供了信息,也为基于抗体的水稻蛋白质组学策略提供了一个初步数据．     

Tx-TnT在不同发育时期的艾维茵鸡和洪山鸡肌肉组织中的表达分析

以艾维茵鸡和湖北省地方鸡种洪山鸡为实验材料 ,借助特异性识别Tx残基肽的单克隆抗体 6B8,采用Western杂交方法 ,检测Tx TnT异构体在洪山鸡和艾维茵鸡 7个发育时期 (孵化第 14d、初生 1日龄、7、14、2 1、2 8和35日龄 )的胸肌和腿肌中的表达差异 ,并与胸肌重进行相关分析。结果表明 ,Tx TnT在腿肌和孵化第 14d的胸肌中均不表达 ,在初生 1日龄后胸肌中的表达随发育逐步增长 ,统计分析发现 ,Tx TnT在艾维茵鸡和洪山鸡胸肌中的表达量具有显著差异 (P <0 0 5 ) ,与胸肌重具有显著相关 (P <0 0 5 )。     

抑制Hedgehog信号通路改变结肠癌细胞基因表达谱

Hedgehog（Hh）信号通路在机体发育和肿瘤发生中发挥着重要作用。在该研究中,Western blot检测三株结肠癌细胞Hedgehog信号通路组分的表达,结果表明三株结肠癌细胞中HT-29细胞Hedgehog信号通路组分较完整。采用MTT和BrdU法检测Hedgehog信号通路膜受体Smo特异性抑制剂环杷明和末端转录因子Gli1/2的特异性抑制剂GANT61对HT-29细胞的影响,提示这两种抑制剂均显著抑制HT-29细胞生存率和细胞增殖率,且GANT61比环杷明更敏感。表达谱芯片检测阻断Hedgehog信号通路后HT-29细胞基因谱的变化,结合生物信息学分析,揭示HT-29细胞经环杷明和GANT61处理后基因表达呈现抑制特征,其差异基因表达主要以下调为主,其中环杷明主要影响细胞内源刺激等,而GANT61主要影响代谢和类固醇合成,并与MAPK信号通路有关联,两者均能影响细胞免疫及凋亡相关通路。这些结果提示,Hh信号通路有可能作为结肠癌的治疗靶点。     

酿酒酵母对数生长后期代谢重构的全基因组表达谱芯片分析

为了探讨酵母进入对数生长后期以后酒精生产速度降低的原因, 我们利用酵母表达谱芯片技术对酿酒酵母细胞从对数生长中期进入对数生长后期时的全基因组表达谱进行了分析, 发现酵母在对数生长中期的表达谱非常稳定, 而一旦进入对数生长后期, 则出现明显的代谢重构现象。许多氨基酸合成和代谢相关的基因、离子转移以及与能量的生成和储存等功能相关的基因出现了不同程度的上调; 而许多涉及酵母转座和DNA重组的基因则表达下调; 一些中心代谢途径也发生了代谢重构, 包括: 琥珀酸和a-酮戊二酸生成途径基因的一致上调, 都与氨基酸合成和代谢相关基因表达的结果相吻合。结果表明: 由于氨基酸合成的需求量增加, 进入对数生长后期酵母的代谢转向TCA循环和乙醛酸循环, 导致酒精的生产速率降低。     

Toll样受体调节树突状细胞中腺苷受体A2B亚型的表达及功能

树突状细胞（dendritic cell,DC）表面所表达的腺苷受体A2B亚型（ADOR-A2B）可促进DC对辅助性T淋巴细胞（T helper cell,Th）的激活,导致自身免疫性疾病的发生或加重. 本文旨在研究作为免疫反应的诱导分子Toll样受体（Toll-like receptors, TLRs）是否可调节ADOR-A2B在DC中的表达并籍此影响其功能. 体外诱导小鼠骨髓细胞分化为树突状细胞（BM-DC）,以多种TLRs的配体,Pam3csk4、polyIC、LPS及CpG进行干预. 提取细胞总RNA,real-time PCR测定ador-a2a、ador-a2b的表达;放射性配体结合实验测定BM-DC对3H 腺苷结合能力的变化.以LPS及选择性ADOR-A2B激动剂BAY 60-6583协同干预BM-DC,ELISA测定培养基中IL-1、IL-6及IL-12的含量. 以干预后的BM DC刺激naive CD4细胞,ELISA测定培养基中IL-17A、IFNγ的含量,荧光抗体染色及流式细胞仪分析检测CD4细胞的分化. 结果显示, TLR 4的配体LPS可显著提高BM DC中ador-a2b的表达及对腺苷的结合能力. BAY 60-6583与LPS相协同可刺激BM DC分泌多种致炎因子,并增加其诱导CD4细胞向Th1及Th17分化的能力. 由此可见,Toll样受体可上调ador-a2b在DC中的表达,并可籍此增加DC分泌促炎因子的能力及对CD4细胞的刺激作用.     

小麦抗病基因表达谱中的文库构建与筛选方法研究

以抗白粉病品系“百农 32 17×Mardler”BC5F4为材料 ,构建了白粉病菌诱导的普通cDNA文库和抑制消减杂交(SSH)cDNA文库。分别对两文库进行了一定规模的测序 ,获得普通cDNA文库不重复ESTs 387条和SSHcDNA文库ESTs 76 0条。将获得的ESTs与GenBank序列进行了BLASTn、BLASTx同源性分析。结果表明 :在普通文库中 ,一些参与光合作用与核糖体构成等的基因出现频率较高 ,而获得的抗病相关基因则较少。消减文库在构建方法、抗病相关基因的富集等方面具有明显的优越性 ,是目前抗病基因表达谱研究中的较好方法。利用高密度点阵膜杂交技术对两文库的筛选结果表明 ,该方法具有相对简便易操作、杂交膜可反复使用等优点 ;但也存在mRNA及同位素用量大等问题。经筛选 ,消减文库中有 5 4 1%的功能已知ESTs为抗病相关基因 ,被证明参与了小麦抗白粉病反应     

Different spatial distribution of mRNAs for activin receptors (type IIA and IIB) and follistatin in developing embryos of Xenopus laevis

Spatial distribution of mRNAs for activin receptors and follistatin was studied by Northern blot hybridization using RNAs from different parts of dissected Xenopus embryos. mRNAs of two activin receptors (type IIA and IIB) occurred uniformly in pre-gastrular embryos, but occurred in larger amounts in ectoderm (in gastrulae), neural plate (in neurulae) and anterior (head) regions (in tailbud embryos) than in other embryonic regions. By contrast, follistatin mRNA appeared almost exclusively in the dorsal mesoderm including invaginating organizer region at the gastrula stage, in notochord and in dorsal ectoderm at the neurula stage, then in anterior part at the tailbud stage. The localized patterns of the distribution of these mRNAs may be due to the regionally different zygotic expression of genes in embryos at later stages. From the relatively widespread pattern of distribution of their mRNAs, we assume that both type IIA and type IIB activin receptors have broad functions in ectodermal and neural differentiation. On the other hand, follistatin mRNA showed quite a restricted pattern of expression, and therefore, we assume that follistatin may have functions more specifically related to the sites of expression of its mRNA. Thus, follistatin may be involved in the differentiation of notochord itself and/or directly be responsible for organizer functions such as neural induction and subsequent differentiation of induced neural tissues at the gastrula and later stages.     

重组尿激酶型纤溶酶原激活物受体在酵母系统中的表达及鉴定

构建截断型可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体（ｕ－ＰＡＲ）的原核及酵母表达质粒并分别在大肠杆菌和Ｐｉｃｈｉａｐａｓｔｏｒｉｓ酵母中高效表达．利用ＰＣＲ扩增截断型可溶性ｕ－ＰＡＲｃＤＮＡ片段,并分别连入酵母及原核表达载体中,构建成表达质粒．后者经诱导表达的蛋白被用于免疫家兔,获得抗ｕ－ＰＡＲ的抗血清,用于对酵母表达产物的鉴定．前者在甲醇的诱导下表达,产物分泌至培养液中．结果表明,原核表达的ｕ－ＰＡＲ蛋白免疫家兔后获得高效价的抗血清,利用此抗血清所作Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ证实酵母表达蛋白具有ｕ－ＰＡＲ的免疫原性,表观分子量４０ｋＤ左右．Ｍｕｔ－表型在第５ｄ为最高（２．５μｇ／ｍｌ）,Ｍｕｔ＋表型在第４ｄ为最高（７．５μｇ／ｍｌ）．因此,构建的可溶性ｕ－ＰＡＲ表达质粒在Ｐｉｃｈｉａｐａｓｔｏｒｉｓ酵母细胞获得表达,为进一步竞争拮抗受体功能的研究奠定了基础．     

活化素和卵泡抑素对绍鸭卵泡颗粒细胞FSH受体mRNA表达作用的研究

分别用活化素（Activin）、卵泡抑素（FSP）及其组合（Activin FSP）来处理培养的鸭未成熟卵泡颗粒细胞,发现在FSH存在与不存在的情况下,Activin均能促进FSH受体mRNA的表达,且随着Activin浓度的增大,其刺激作用增强。FSP自身对FSH受体产生无显著作用,但能中和Activin对该受体产生的促进作用。这说明FSP和Activin对颗粒细胞具有自分泌作用,二者通过调节FSH受体mRNA的表达而在卵泡的生长发育过程中起着重要作用。     

抑制素亚基基因在哺乳类动物卵巢的表达与调控的研究进展

抑制素是由二硫键连接的α和β两个不同亚单位所构成的糖蛋白,它具有抑制卵泡刺激素（ＦＳＨ）的合成和分泌的作用。β亚单位借助二硫键尚可形成β亚单位二聚体－激活素,它则具有刺激ＦＳＨ分泌的作用。本文介绍了抑制素亚基ｃＤＮＡ的克隆及抑制素亚基基因在哺乳类卵巢表达与调控的研究进展,并指出在研究抑制基因表达时应予注意的问题。