Nat Com:科学家发现GPCR信号"对话"影响血管发育

正血液在血管内流动,将氧气和营养成分运送到全身各处,而该过程存在一系列受到细胞特异性基因表达调控的复杂反应。在最近发表在国际学术期刊Nature Communication上的一项研究中,耶鲁大学的研究人员发现了一个关键的介导因子能够参与细胞内的反应过程,同时还证明了该因子如何影响新生血管的形成。     

油菜素内酯调控作物农艺性状和非生物胁迫响应的研究进展

植物对不利环境的适应依赖于将外部胁迫信号传递到内部信号通路中,在进化过程中形成一系列的胁迫响应机制。其中,油菜素内酯(brassinosteroids, BRs)是一种类固醇激素,广泛参与植物生长发育和逆境响应过程。BRs被包括受体BRI1和共受体BAK1在内的细胞表面受体感知,继而触发信号级联,导致蛋白激酶BIN2的抑制和转录因子BES1/BZR1的激活,BES1/BZR1可直接调控数千个下游响应基因的表达。在模式植物拟南芥中的研究表明,BR的生物合成和信号转导通路成员,特别是BIN2和其下游的转录因子BES1/BZR1,可以被各种环境因子广泛地调节。本文系统总结了BR相关的最新研究进展,对BR的生物合成和信号转导是如何被复杂的环境因子所调节,以及BR与环境因子如何协同调控作物重要农艺性状、冷胁迫和盐胁迫的响应进行了综述。     

生长素调控植物气孔发育的研究进展

气孔是分布于植物表皮由保卫细胞围成的小孔, 是植物体与外界环境进行水分和气体交换的重要通道, 通过影响光合作用、蒸腾作用及一系列生物学过程来促进植物适应环境的变化。生长素是最早被发现的植物激素, 在植物生长发育中发挥重要作用。近年来的研究表明, 生长素通过载体蛋白-TIR1/AFB受体-AUXIN/IAA-ARFs信号通路, 调控STOMAGEN的表达; 之后, 经STOMAGEN-类LRR受体蛋白激酶ERf-MAPKs级联反应激酶-SPCH转录因子信号通路, 启动气孔的发育进程。EPF1、EPF2和类LRR受体蛋白激酶TMM不是该过程的必需元件。生长素对气孔的调控受光信号影响, 光信号通路组分E3泛素连接酶COP1位于MAPKs激酶的上游, 参与气孔的发育调控。     

程序性坏死与心脑血管疾病

程序性坏死(necroptosis)是一种新型的细胞程序性死亡类型,受细胞内信号因子的调控,但同细胞凋亡有着显著区别。程序性坏死的发生需要一系列分子传递和执行死亡信号,受体相互作用蛋白激酶RIP1和RIP3是关键的调控因子。这种细胞死亡模式在心脑血管疾病的病理过程中起着非常重要的作用。     

光受体介导信号转导调控植物开花研究进展

光照是影响植物生长发育的重要环境因子, 开花是高等植物生活史上最重要的事件。植物通过光受体感知外界环境中的光照变化, 激活一系列信号转导过程从而适时开花。该文介绍了高等植物光受体的种类、结构特征和生理功能的研究进展, 并系统阐述了红光/远红光受体光敏色素、蓝光受体隐花色素以及FKF1/ZTL/LKP2等介导光信号调控植物开花的分子机制, 包括光受体对CO转录及转录后水平调控和对FT转录水平的调控等。此外, 还介绍了光受体整合光信号与温度和赤霉素等信号调控植物开花的研究进展, 并展望了未来的研究方向。     

RNA干扰对家蚕丝腺蜕皮激素相关基因表达的影响

昆虫变态发育过程中,蜕皮激素通过一系列的激素相关转录因子进行信号的转导和放大,从而完成对生长变态发育的调控,其中蜕皮激素受体(EcR)及转录因子BR-C和E74A可能作为早期因子发挥作用.为了研究这3个早期转录因子在鳞翅目昆虫中的功能,本研究采用体外合成dsRNA的方法,将合成的dsRNA分别注射熟蚕期的家蚕Bomby...     

选择性剪接在低氧应答中的调控作用

细胞为适应低氧环境,其相关基因的表达方式发生了改变,其中选择性剪接在低氧应答调控过程中起到了重要的作用。低氧诱导因子介导的低氧应答信号通路在机体适应低氧环境过程中起到了十分重要的作用,低氧诱导因子剪接体通过此通路调控红细胞生成、血管生成、糖酵解等过程。而抑制性PAS蛋白质、脯氨酸羟化酶、促血管生长因子、芳香羟受体核转运蛋白剪接体则通过其它通路进行调控。选择性剪接不仅在低氧应答中起重要作用,而且与阿尔茨海默病、动脉粥样硬化、癌症等常见人类疾病相关。     

乙烯信号转导及其在植物逆境响应中的作用

乙烯是一种重要的气态植物激素,在植物生长发育及响应生物或非生物胁迫过程中起着重要作用。在模式植物拟南芥中,乙烯首先被内质网膜上乙烯受体所感知,通过一系列下游信号组分进行转导,最终将信号传递到细胞核内转录因子,诱导相关目的基因的表达,从而显示乙烯反应。综述了近几年有关乙烯受体、乙烯信号转导组分及其调控因子的最新研究进展,同时对乙烯信号转导在植物逆境响应中的作用进行了探讨。     

内皮联蛋白在血管生成中的调控机制及作用

机体新生血管的形成和稳态的维持是保证组织细胞正常生命活动的重要基础。参与血管生成这一生理过程的因子众多,血管生成机制复杂,该过程的异常与血管疾病、肿瘤和癌症的发生密切相关。内皮联蛋白(endoglin,ENG)是一种主要在内皮细胞上表达的I型跨膜糖蛋白,其作为转化生长因子β家族的辅助受体在调控血管生成与稳态中发挥着重要作用。随着基质金属蛋白酶14(matrix metalloproteinase 14,MMP14)、整合素、血管生成性糖蛋白LRG1(leucine-rich alpha-2-glycoprotein-1,LRG1)、G蛋白信号调节体-G alpha相互作用蛋白C端(GAIP interacting protein C-terminus,GIPC)等越来越多与ENG具有相互作用的蛋白质被鉴定出来,关于ENG调控血管生成的分子机制的研究已有了一定的进展,但各个蛋白质之间错综复杂的调控网络仍有待探究和梳理。阐明ENG及其互作的蛋白质的特征、对信号传导的影响和对血管生成的贡献,对于理解机体在生理、病理条件下如何精细、有序地调控血管生成至关重要,且对于相关疾病的临床治疗手段的研究具有重要意义。本文系统总结了ENG与TGF-β及非TGF-β家族相关蛋白质的互作及在调控血管生成中的作用,并对未来ENG相关研究方向做出展望,以期为研究ENG在相关血管疾病中的机制提供分子层面的指导。     

Slit/Robo信号在血管新生中的功能研究

分泌型糖蛋白Slit及其受体Roundabout(Robo)最初是作为一类重要的发育中神经元轴突导向分子而被发现的。目前为止对Slit/Robo信号对神经系统发育过程中轴突吸引或排斥的导向功能研究比较多,而对在发育中生长方式与其非常相似的血管发生过程中研究比较少。现有研究提示两者在发育过程中可能存在共同的信号调控机制,是Slit/Robo信号通路在血管新生中充当着重要的角色。该文就Slit/Robo信号对血管内皮细胞迁移的调节、对血管新生的作用及其可能介导的信号通路进行综述,以期进一步推动Slit/Robo信号通路在血管发生中的研究。     

BMP9/ALK1/Endoglin信号通路参与调节血管形成与稳态维持

在发育过程中,新生血管的形成与稳态维持是机体生命活动的重要基础.而血管生成机制复杂,参与并促进血管生成的因子众多.此过程发生异常直接与血管类疾病、炎症、癌症等疾病密切相关.除了VEGF/VEGFR,Ang-Tie2,DLL4-Notch和PDGF-BB/PDGFRβ等主要调节血管形成的传导通路外,BMP9/ALK1/Endoglin通路在其中也起着重要的作用.此通路中二聚化配体BMP9作为信号分子,与受体ALK1和Endoglin结合后激活受体,进而调控下游靶基因的表达.本文旨在对此信号通路中关键节点的分子结构和作用机制进行阐述,并对未来的机制研究与药物开发进行展望.     

趋化因子CXCL1在肿瘤中的作用

趋化因子及其受体在许多生物学过程(如炎症发生、血管生成等)中起重要的作用。趋化因子CXCL1是单亚基趋药性细胞因子,该蛋白主要通过特异性结合G蛋白耦联受体CXCR2,在多种肿瘤的生长、增殖、转移和侵袭以及血管新生中起重要调控作用。该文重点阐述了趋化因子CXC亚家族成员CXCL1在肿瘤中的功能,并对其上游调控因子进行分析,深入探讨了CXCL1与肿瘤的相互关系。     

植物非经典生长素信号转导通路解析

植物激素生长素参与调控植物生长发育的各个过程,包括胚胎发育、器官发生和向性运动等。植物通过协调生长素的合成代谢、极性运输以及信号转导来实现对不同生长发育过程的精准调控。生长素的功能依赖于其信号被感知后经由信号转导通路转换为下游复杂多样的反应。经典的生长素信号转导通路阐明了细胞核内从SCF~(TIR1/AFB)受体到Aux/IAA蛋白的泛素化降解最终通过ARF转录因子调控基因转录的完整生长素响应过程。该核内信号通路揭示了生长素转录调控生长发育的诸多分子机制,但植物生长发育调控过程中仍有许多生长素响应过程无法通过该经典信号通路解析。重点阐述生长素非经典信号通路的调控机制及其对植物生长发育的重要作用,并讨论和展望生长素非经典信号通路研究目前所面临的挑战以及研究前景。     

动植物中COP1泛素连接酶介导的信号转导与蛋白质稳态调控

COP1 E3泛素连接酶最初是在植物中作为光形态建成的关键抑制因子被发现和广泛研究的，是植物生长发育和环境适应过程中的核心“开关”。光受体接收外界环境信号后传递给COP1,COP1再靶向调控下游核心转录因子，从而完成光形态建成等生命过程。在哺乳动物中，尽管大部分光受体都消失，但COP1仍在代谢调控和肿瘤发生过程中靶向重要的转录因子。通过比较动植物中COP1调控过程的异同发现，哺乳动物中COP1所感知的上游信号几乎是未知的，其中COP1结合CRL4形成的复合体E3泛素连接酶的组装机制调控仍不清楚。植物中光是其主要能量来源和COP1的主要上游信号，而作为动物的主要能量来源，葡萄糖和相关激素很可能也是动物COP1的上游信号。同时，通过总结医学研究中针对蛋白质泛素化相关过程的丰富靶点和相关药物，可以为植物COP1等E3泛素连接酶的研究提供有效工具。COP1在细胞生命过程调控中至关重要，其功能和作用机制随着进化而产生多样性，尚有待继续深入探究。     

Nodal/Smad2靶基因的系统鉴定及其在早期胚胎发育中的功能机制

Nodal/Smad2信号通路在脊椎动物胚胎中内胚层诱导及其背腹分化中发挥着主导作用,但是在胚胎早期发育中,Nodal/Smad2信号调控哪些靶基因表达,这些靶基因如何在Nodal/Smad2信号下游发挥作用,人们仍然所知甚少。以国家自然科学基金委员会"细胞编程与重编程的表观遗传机制"重大研究计划为依托,王强实验室在全基因组水平上对斑马鱼胚胎原肠早期Nodal/Smad2信号通路的靶基因进行了系统鉴定,并通过分析Smad2结合区域的其他转录因子保守的结合序列的出现频率,鉴定了一批潜在的Smad2的协同转录因子。研究发现,Nodal/Smad2的靶基因主要由转录因子、发育相关基因及重要信号通路的调控因子组成,其中F-actin捆绑蛋白Fascin1a和鸟核苷酸交换因子Net1分别通过调控受体内吞与Smad2转录活性反馈调控Nodal信号转导和中内胚层形成,而BPTF做为Smad2协同转录因子,通过调节核小体滑动来调控wnt8a表达,在中枢神经系统后部化过程中发挥重要作用。相关研究工作构建了Nodal/Smad2信号在斑马鱼中内胚层诱导及体轴建立中的分子网络,为理解脊椎动物早期胚胎发育过程中的基因表达调控机制提供了有意义的线索。     

血液发生相关microRNAs研究进展

血液发生对生命体有着十分重要的意义。脊椎动物的血液发生主要表现为造血干细胞的自我更新和分化、造血祖细胞的增殖分化以及血细胞的成熟。血液发生过程的调控涉及多种转录因子、膜受体、造血生长因子和microRNAs等,它们之间相互作用形成多种信号通路及信号通路网。microRNAs是一类非编码RNA,广泛分布于真核生物细胞中,在机体的造血过程中发挥着重要作用。microRNAs的表达受造血相关信号通路中转录因子的调控,而microRNAs的表达能抑制或降低参与造血相关信号通路的转录因子以及更多造血相关调控因子的表达,从而影响血细胞发生相关的信号通路,进而调控造血过程。本文主要介绍了脊椎动物造血过程和血细胞发生相关信号通路,并围绕microRNAs与造血相关转录因子及信号通路之间的作用关系,总结了microRNAs调控血液发生的相关研究进展。     

HIF-1在卵巢黄体发育过程中对血管新生的调控作用

在哺乳动物中,卵巢黄体（corpus luteum,CL）是由破裂排卵后的卵泡所形成的,也是血管增生比较激烈的地方。尤其是在卵巢黄体早期发育阶段,这种快速形成的致密毛细血管网可以确保产生激素的细胞获得氧气、营养和合成激素等所必要的前体,同时释放大量的激素用于早期妊娠的建立和维持。目前的研究已经表明,血管内皮生长因子（vascular endothel ial growth factor,VEGF）作为重要的促血管生成因子,在卵巢黄体发育过程中对血管增生具有至关重要的调节作用,而VEGF作为转录因子HIF－1的下游靶基因,受缺氧诱导因子HIF－1信号通路的调控。该文一方面对卵巢黄体发育过程中VEGF依赖性血管增生的调控机制进行概述,另一方面就转录因子H1F－1对VEGF的转录激活调控机制进行系统阐述,从而揭示HIF－1对卵巢黄体发育过程dgVEGF依赖性血管新生的调控作用,为进一步研究哺乳动物卵巢黄体发育过程中血管增生的分子调控机制提供坚实的理论基础。     

VEGF 家族及其在肿瘤生长中作用的研究

血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF)家族是一类多功能的细胞因子,在血管生成和淋巴管生成中具有直接和间接的调控作用,可促进内皮细胞增殖、促进血管生成以及增加血管的通透性。VEGF/VEGFR轴由多重配基和受体质量叠加交错组成,并且受体与配基结合具有专一性,在不同的细胞中具有不同的细胞类型表达和功能.启动VEGF信号通路,触发了一个网状的信号过程,从而促进血管内皮细胞生长、转移和存活。进来研究发现,VEGF的一个重要作用表现为可动员内皮祖细胞从骨髓向远处转移从而形成新生血管,因而有必要设计和发展针对这一途径的抑制因子。随着研究的深入,VEGF促进肿瘤血管生成的作用和与人类癌症的发病机制的关系是确定的,因此,抑制VEGF途径被确认为是一种重要的有效的抗癌模式     

成骨细胞特异性转录因子2与乳腺癌

Runx2为成骨细胞特异性转录因子,调控成骨细胞分化和骨组织的形成.近年来研究表明,Runx2在乳腺癌中可以激活与癌症转移相关的骨基质、黏附蛋白、金属蛋白酶以及血管内皮生长因子,并且Runx2可以与一些联合抑制剂或激活剂形成调控复合体,在亚核结构域中存在,调节基因的转录以及间接地影响乳腺癌细胞的信号通路.除此之外,Runx2还可以与雌激素受体相互作用在某种程度上解除雌激素及其受体在乳腺癌发展中的调控作用.本文主要概括Runx2在乳腺癌中的作用机制,重点综述Runx2在乳腺癌中与雌激素受体相互作用的研究进展.     

植物气孔发育的分子遗传调控

气孔广泛存在于植物地上组织和器官的表皮,是植物与外界环境进行气体交换的主要门户,调节光合作用和蒸腾作用等生理活动.原表皮细胞经过一系列固定的分裂和分化,最终产生成熟气孔.在气孔发育过程中,bHLH转录因子调控气孔细胞的起始、扩增和分化,受体-配体、MAPK信号级联介导的细胞间通讯确保正确的气孔发育图式的形成,极性蛋白调节气孔细胞不均等分裂的方向.此外,植物激素和环境因子也影响气孔发育.这些因子共同构建出植物气孔发育的分子遗传调控网络.本文综述了该网络及其最新研究进展