性激素对生殖系统Cx43表达调控机制的研究进展

由连接蛋白43(connexin 43,Cx43)构成的细胞间间隙连接(gap junction,GJ)是介导细胞间直接的物质、能量交换及电、化学信号耦合的重要通路,其可保证细胞间功能活动的协调一致,在生殖系统细胞发育、分化及成熟等生理过程及功能活动中发挥非常重要的调控作用。性激素可在转录及翻译等层面调节生殖系统细胞Cx43的结构及表达,一方面通过核受体基因组机制调节Cx43基因的转录,另一方面通过非基因组快速信号传导通路机制调节Cx43的磷酸化水平,共同影响细胞间隙连接通讯(gap junction intracellular communication,GJIC),进一步干预生殖系统细胞的病理、生理过程及功能活动。近年来,性激素在心血管系统病生理状态下对连接蛋白调节的变化及机制研究较为成熟,而在子宫、卵巢等生殖器官中,对性激素通过调节连接蛋白及间隙连接进而影响细胞间信息流通的研究较少,其作用机制并不清晰。故本文结合近年来文献,综述性激素对生殖系统细胞Cx43表达及GJIC的调控机制的研究进展,旨在为今后深入地研究提供可行的思路。     

外周神经胶质细胞缝隙连接的表达与功能调控

缝隙连接是胞间通道的集合体,是相邻细胞间的跨膜通道。连接蛋白Cx29、Cx32和Cx46在施万细胞中表达,Cx43在施万细胞和卫星胶质细胞中均有表达,并形成功能性的缝隙连接通道或半通道。缝隙连接蛋白直接或间接参与细胞信号整合,借助连接蛋白磷酸化及定向突变研究,其分子调控机制逐步清晰。施万细胞和卫星胶质细胞中连接蛋白及其磷酸化的阐明,有助于解释其在外周神经胶质中的表达与功能调控。     

间隙连接细胞间通讯与胸苷激酶系统 "旁观者效应"的关系及其调控

增强“旁观者效应”是提高单纯疱疹胸苷激酶／更昔洛韦(HSV-TK／GCV)基因系统治疗效果的关键手段,旨在探讨间隙连接细胞间通讯(GJIC)在HSV-TK／GCV系统“旁观者效应”中的作用及其化学调控。通过采用划痕标记染料示踪技术(SLDT)比较ACHN、HeLa、NIH-3T3、Cos-7及L-02等五种不同细胞系GJIC功能状况,四甲基偶氮唑盐酶反应比色法(MTT法)检测HSV-TK／GCV对其杀伤效应和“旁观者效应”,并比较GJIC上调剂apigenin和抑制剂18-α-glycyrrhetinic acid(AGA)对GJIC和“旁观者效应”的影响。结果表明,GJIC功能强大的NIH-3T3、Cos-7及L-02细胞对HSV-TK／GCV敏感性及“旁观者效应”程度远较GJIC功能低下的ACHN和HeLa细胞高(P＜0．001)。Apigenin可显著提高ACHN细胞GJIC功能,对HeLa细胞则无影响;相反,AGA可显著抑制NIH-3T3、Cos-7和L-02等三种靶细胞的GJIC功能。相应地,apigenin可明显提高ACHN细胞的“旁观者效应”而对HeLa细胞的“旁观者效应”则无影响,AGA则可明显降低上述三种细胞的“旁观者效应”。因此认为,细胞内在的GJIC功能与靶细胞对HSV-TK／GCV的敏感性和“旁观者效应”程度有正向关系,人为调控细胞GJIC后,“旁观者效应”程度亦发生相应改变。     

双歧杆菌的完整肽聚糖对小鼠腹腔巨噬细胞缝隙链接的影响

目的探讨双歧杆菌的完整肽聚糖（WPG）对巨噬细胞缝隙连接介导的细胞间通讯（GJIC）的影响。方法首先分离培养昆明小鼠腹腔巨噬细胞,然后以WPG刺激巨噬细胞,再用脂荧光探针标记细胞,最后采用激光共聚焦显微镜结合激光漂白后荧光恢复技术检测反映GJIC变化的荧光恢复程度。结果和对照组相比,以WPG刺激巨噬细胞后,其GJIC的平均荧光恢复率明显增加（P〈0.01）。结论双歧杆菌的WPG可提高巨噬细胞的缝隙连接介导的细胞间通讯。     

整合素α6亚单位和肿瘤的发生、发展与转移

整合素为跨膜糖蛋白,属于细胞表面的粘附分子。胞外域介导细胞与细胞及细胞与细胞外基质间的识别与结合,胞质域与细胞骨架和信号转导系统相连。α6亚单位与β1或β4亚单位非共价结合形成异二聚体,是细胞外基质蛋白质——层粘连蛋白的单特异性受体,与肿瘤的发生、发展和转移有着非常密切的关系。多种肿瘤的发生伴有整合素α6表达水平的变化,包括表达水平的升高、降低或极性分布的变化。表现为一些不表达α6β1的细胞,如肝细胞癌变后通过新合成的α6β1介导了肿瘤细胞与基底膜间相互作用而促进了肿瘤细胞的转移;表达α6β1的细胞α6β1失去沿基底膜的极性分布,导致细胞与基底膜的结合减弱,癌细胞易于脱落而发生转移;还可以通过促进细胞基质金属蛋白酶的分泌而促进肿瘤的转移,并导致肿瘤细胞的低分化表型。整合素α6可以促进肿瘤新生脉管的生成,一方面增加瘤组织的血供和营养,促进肿瘤的生长;另一方面促进脱落的肿瘤细胞进入血循环发生转移。     

连接蛋白家族,细胞间隙连接通讯与肿瘤抑制

目前,至少已发现编码间隙蛋白的基因－－连接蛋白家族的十个成员。它们的碱基顺序有高度同源性,结构相似,在组织细胞中的分布既有专一性,又有交叉性。连接蛋白基因的表达水平与间隙连接通讯功能的调变相关。在转化或肿瘤细胞中间隙连接通讯功能的丧失常伴随连接蛋白家族蛋白基因的表达,能够抑制肿瘤生长。连接蛋白基因可能是一个潜在的肿瘤抑制基因。     

激光扫描共聚焦显微镜在细胞间隙连接研究中的应用

激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)是当今世界上最先进的分子细胞生物学分析仪器之一。旨就LSCM在细胞间隙连接蛋白的定位、定量、分布及细胞间分子迁移、胞间通讯等方面的应用进行综述,并对其在GJIC的研究进行展望。     

连接蛋白及细胞间连接通讯的调控

由连接蛋白构成的缝隙连接是细胞间直接进行连接通讯的分子基础。连接蛋白是有十余个成员组成的较保守的大家族,具有共同的基因结构及４跨膜的分子结构,分子间的不同组合影响着缝隙连接的通透性及电传导性。本文还综述了细胞间连接通讯受低ｐＨ值、电压、膜流动性和磷酸化的调控的可能机制。     

Ezrin蛋白的生物学作用及其与肿瘤转移的关系

Ezrin蛋白是ERM蛋白家族中的一员,最早被发现。人体几乎所有的组织细胞中都有Ezrin蛋白的存在。Ezrin蛋白分子通过磷酸化等方式来激活,暴露其分子上的功能位点,形成具有功能分子结构。亚细胞定位在胞浆中,细胞膜与骨架蛋白之间,通过链接细胞内骨架蛋白与膜蛋白来实现其多项复杂而又重要的功能。近年来发现Ezrin蛋白存在多种功能,包括参与细胞形态学、参与免疫突触的形成,与黏附分子作用进而来调节细胞与细胞或细胞与基质间的黏附、调节细胞运动性等。最重要的是它在多种肿瘤中高表达并促进肿瘤细胞的增殖及转移等活动,参与肿瘤的发生与发展。干扰肿瘤细胞内的Ezrin蛋白表达或抑制其磷酸化后,可以明显抑制肿瘤的转移。所以,Ezrin可能成为将来抑制肿瘤转移研究的潜在靶点。     

脱细胞牛颈静脉内皮细胞黏附实验研究

目的:探讨去细胞处理后牛颈静脉血管片表面改性方法,增加内皮细胞在材料表面的黏附生长.方法:选取三种表面预衬组分:纤维连接蛋白(Fibronectin)单纯组,纤维连接蛋白+Ⅳ型胶原+明胶混合组,磷酸缓冲液空白组,采用物理包裹法.剪取多步骤去垢剂-酶消化法脱细胞处理的牛颈静脉片,无茵下静态培养7天,标本血管片表面细胞记数,切片染色,扫描电镜检测,比较不同组分预衬对细胞黏附生长的影响.结果:混合组在选取时间点表面细胞数目最多,单纯组次之.第7天HE染色结果显示混合组细胞连接成片,呈单层排布;单纯组表面细胞少量细胞黏附;对照组基本无细胞.扫描电镜显示:单纯组血管片表面细胞稀疏,细胞间无桥接,与下方的纤维结构联结不明显,数目较少;混合预衬组铺连成片,细胞间长梭形有桥接和突起,与去细胞的血管片纤维之间形成连接.结论:去细胞处理的牛颈静脉血管片可生长内皮细胞.经过纤维连接蛋白单独预衬处理的血管片表面,可增强内皮细胞黏附和贴壁生长,三组分混合预衬增强细胞黏附性及贴壁生长方面效果更好.     

Intercellular junctions in the hypodermis,salivary gland and gené's organ of the cattle tick,Boophilus microplus

Summary The intercellular junctions that occur in the hypodermis, Gené's organ, and the salivary glands of the tick, B. microplus, are described. The epithelial cells of the hypodermis are connected by spot desmosomes and septate junctions and the secretory cells of Gené's organ by septate and gap junctions. The cap cells in the alveoli of the salivary gland connect to adjacent cells by gap junctions, hemidesmosomes and septate junctions into which microtubules are inserted.The authors would like to thank Mr. R. Lamb for preparing the plates. M.W.J. Megaw was supported by an S.R.C. Studentship     

肌细胞发育过程中间隙连接的变化

用石蜡切片、超薄切片和冰冻蚀刻技术研究了东方蝾螈胚胎肌细胞发育过程中间隙连接的变化。间隙连接最初出现于原肠后期的体节中胚层细胞中,到原肠末期,体节中胚层细胞间的间隙连接数量骤增,从神经板期到鼻窝出现期,间隙连接数量保持在一个相当高的水平,肌效应期后,其数量明显下降,直到肌细胞发育成熟,神经-肌肉连接充分发育,间隙连接才消失。间隙连接大小的变化与数量的变化表现为平行的现象。此外,细胞融合之前,正是间隙连接的数量和大小达到最高峰的时间。这些结果说明细胞通讯与胚胎肌细胞发育密切相关。对细胞通讯在细胞决定和分化以及细胞融合中的可能作用进行了讨论。     

1H, 13C, and 15N backbone resonance assignments of the carboxyl terminal domain of Connexin40

Connexin40 is a gap junction protein involved in cell communication in the heart and other tissues. The assignments of an important Connexin40 regulatory domain, the carboxyl terminus, will aid in identifying the types of inter- and intramolecular interactions that affect channel activity.     

一种用FRAP测定细胞间隙连接介导通讯的方法

本文探讨了利用荧光漂白恢复技术(FRAP)测定体外培养小鼠大脑皮层神经胶质细胞间隙连接通讯的方法。经细胞培养、荧光染色、荧光激发、荧光漂白、激光扫描及计算 机分析等处理,结果各所选神经胶质细胞内荧光均得到不同程度的恢复,即经扫描15.3分钟后,1—5号细胞内荧光相对强度分别上升了14％、28％、43％、17.5%、12.5％,三次平均上升了18.57±10.06％,荧光恢复速率平均为1.223±0.785％/min(n=14)。表明该方法可用来测定细胞间隙连接通讯。     

缝隙连接与糖尿病

细胞间通讯方式可分为间接与直接通讯方式,以体循环远程分泌、旁分泌和自分泌方式完成的调节方式为间接通讯,而以细胞间隙连接为途径进行的细胞间直接的信息交流为直接通讯。细胞间隙连接又称缝隙连接,是普遍存在于人和动物组织中的一种细胞连接形式。近年有一系列研究表明缝隙连接胞间通道的异常与糖尿病及其并发症的发生、发展密切相关,本文将就有关这方面的研究进展作一综述。     

外胚层细胞诱导后的间隙连接

用电镜观察了经受诱导作用之后胚胎细胞的冷冻蚀刻复型膜。和未经诱导作用的对照组比较,早期和中期神经胚的神经上皮细胞以及经过豚鼠骨髓粗提液(BME)——一种有效的异源中胚层诱导物——处理过的早期原肠胚外胚层,它们的间隙连接都处于活跃的动态状态。用图像分析仪测得的间隙连接连接子的排列密度,指出经受过诱导作用的三组分别和未经受诱导作用的对照组比较,计算求出P值,神经上皮两组和对照组的差别为非常显著,BME处理过的细胞和对照组的差别为显著。结合对照组与诱导后胚胎细胞间隙连接连接子的变化讨论了它们在信息传递上可能起的作用。     

Remodeling of Gap Junctions in Ischemic and Nonischemic Forms of Heart Disease

Electrical activation of the myocardium to produce effective pumping of blood depends on the orderly coordinated spatial and temporal transfer of current from one cell to another via gap junctions. Normal ventricular myocytes are extensively coupled by gap junctions and have the capacity to rapidly increase the amount of connexin within gap junction plaques to meet physiological demands for enhanced cell-cell communication. However, myocytes can also rapidly uncouple in response to injury or disease. In general, both acute and chronic forms of heart disease caused by diverse etiologies are associated with changes in the expression of connexins and remodeling of gap junctions. Such remodeling may have both adaptive and maladaptive consequences and contribute to major clinical processes such as heart failure and sudden cardiac death. Our laboratory has investigated mechanisms regulating cell-cell electrical coupling in the heart under physiological and pathophysiological conditions. This review is focused on selected aspects of this work pertaining to changes in coupling in response to acute and chronic ischemic heart disease and in familial cardiomyopathies caused by mutations in genes encoding desmosomal proteins.     

Glucose-limiting conditions induce an invasive population of MDA-MB-231 breast cancer cells with increased connexin 43 expression and membrane localization

Gap junctional intercellular communication (GJIC) is a homeostatic process mediated by membrane channels composed of a protein family known as connexins. Alterations to channel activity can modulate suppression or facilitation of cancer progression. These varying roles are influenced by the cancer cell genetic profile and the context-dependent mechanisms of a dynamic extracellular environment that encompasses fluctuations to nutrient availability. To better explore the effects of altered cellular metabolism on GJIC in breast cancer, we generated a derivative of the triple-negative breast cancer cell line MDA-MB-231 optimized for growth in low-glucose. Reduced availability of glucose is commonly encountered during tumor development and leads to metabolic reprogramming in cancer cells. MDA-MB-231 low-glucose adapted cells exhibited a larger size with improved cell–cell contact and upregulation of cadherin-11. Additionally, increased protein levels of connexin 43 and greater plasma membrane localization were observed with a corresponding improvement in GJIC activity compared to the parental cell line. Since GJIC has been shown to affect cellular invasion in multiple cancer cell types, we evaluated the invasive qualities of these cells using multiple three-dimensional Matrigel growth models. Results of these experiments demonstrated a significantly more invasive phenotype. Moreover, a decrease in invasion was noted when GJIC was inhibited. Our results indicate a potential response of triple-negative breast cancer cells to reduced glucose availability that results in changes to GJIC and invasiveness. Delineation of this relationship may help elucidate mechanisms by which altered cancer cell metabolism affects GJIC and how cancer cells respond to nutrient availability in this regard. Supplementary materialThe online version of this article (10.1007/s12079-020-00601-3) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

Association of gap junctions with endoplasmic reticulum in rat parotid glands

Summary Examination of the parotid gland of the rat has shown specific associations of cisterns of the endoplasmic reticulum with gap junctions. About 20% of the junctions are so intimately associated with cisterns of the endoplasmic reticulum that in freeze fractured material the cisternal membranes remain attached to the junctional membrane faces, obscuring most of the junctional array except for a thin ring of telltale particles. This association was seen only in the parotid gland of the rat, but not that of the other species examined.