依赖于微环境的TGFβ信号

转化生长因子β（transforming growth factor β，TGFβ）家族成员是一类分泌的细胞因子，在胚胎发育、免疫调节、伤口修复、细胞增殖和抑制等过程中发挥重要作用。其中,TGFβ1、TGFβ2和TGFβ3在进化上最晚出现，并以潜伏态分泌。有别于家族中的大多数成员，TGFβ1-3的信号具有时空区域性，并依赖于其所处的微环境。阐明依赖于微环境的TGFβ信号的多层次调控机制对于理解TGFβ信号在免疫、癌症等生理、病理条件下的功能，以及开发临床治疗策略具有重要意义。本文从TGFβ前体复合物的结构入手，并从TGFβ的激活，配体-受体识别，跨膜信号传导及转录调控等方面，论述依赖于微环境的TGFβ信号的调控机制，同时讨论肿瘤微环境中多效的TGFβ信号，进而对今后的研究方向进行展望。     

乏氧微环境、“瓦伯格”效应及上皮间质转化相关性

肿瘤细胞在氧气充足的情况下以糖酵解的方式供能,这一现象称为“瓦伯格”效应,被认为是肿瘤的第七大特征。上皮间质转化（epithelial mesenchymal transition,EMT）是一种重要的细胞过程,参与胚胎发育、伤口愈合及肿瘤的发生等过程中,被认为是恶性肿瘤的重要特征。近年研究表明,“瓦伯格”效应和上皮间质转化的发生均与肿瘤处于乏氧微环境密切相关。乏氧微环境除可直接诱导上皮间质转化发生外,还可诱导肿瘤细胞产生“瓦伯格”效应,进一步促进上皮间质转化的发生。本文就乏氧微环境、“瓦伯格”效应、以及上皮间质转化的相关性的研究进展做一综述,有助于揭示乏氧微环境、肿瘤能量代谢改变以及肿瘤迁移侵袭之间的因果关联。     

积雪草对早期糖尿病肾病大鼠TGF-β1表达及相关下游信号的影响

目的：通过研究积雪草（CA）对早期糖尿病肾病大鼠转化生长因子β₁（TGF-β₁）表达及相关下游信号的影响,阐明积雪草防治早期糖尿病肾病（DN）的分子机制。方法：60只雄性SD大鼠,按体重随机分为假手术组（n=10）和造模组（n=50）。造模组大鼠进行右肾切除术,1周后给以腹腔注射链脲佐菌素（STZ）30 mg/kg,连续给3 d;72 h后测血糖,以 ≥ 16.7 mmol/L,尿糖+++以上及尿量大于对照组的50%为DN模型成模标准。假手术组进行右肾被膜损伤,并注射相应量生理盐水。造模组通过灌胃给药,分为：DN模型组（模型组）、DN+福辛普利组（蒙组1.6 mg/kg·d）、DN+积雪草高剂量组（高剂量组16.8 mg/kg·d）、DN+积雪草中剂量组（中剂量组11.2 mg/kg·d）和DN+积雪草低剂量组（低剂量组5.6 mg/kg·d）（n=10）,连续给药16周,每日上午1次灌胃。利用实时荧光定量PCR和Western blot分别检测肾组织中TGF-β₁、TβR1、TβR2、Smad2/3、p-Smad2/3及Smad7 mRNA和蛋白的表达。结果：与假手术组相比,DN组TGF-β₁、TβR1、TβR2、Smad2/3 mRNA和蛋白表达及Smad2/3蛋白的磷酸化水平显著增加（P<0.05）、Smad7 mRNA和蛋白表达明显减少（P<0.05）,而福辛普利和高剂量积雪草能倒转DN引起的TGF-β₁、TβR1、TβR2、Smad2/3 mRNA和蛋白表达增加（P<0.05）及Smad7 mRNA和蛋白表达降低（P<0.05）。结论：积雪草可能通过调控TGF-β₁/Smad信号通路起到防治DN的作用。     

SIK2参与TGFβ信号通路的调节

SIK2是调节糖脂代谢最重要的激酶之一.前期研究表明SIK2的同源家族成员SIK1可调控TGFβ信号通路的活性,但SIK2对TGFβ信号通路的调控作用尚无报导.本研究中我们检测了TGFβ通路对SIK2的调节作用以及SIK2对该通路活性的调控.结果表明,TGF β刺激可诱导SIK2的mRNA表达上调|转染结合报告酶活性分析显示,SIK2可反式激活含TGFβ信号通路反应元件（CAGA）的人工启动子驱动的Luc报告基因的表达|在有TGFβ存在时甚至增强其表达|Western印迹分析表明TGFβ1诱导下敲低SIK2 使p21蛋白表达水平下降.本研究结果显示SIK2可被TGFβ诱导表达,是一个新的TGFβ信号通路正调控因子.     

一种新型的截短型转化生长因子βⅡ型受体在大肠杆菌中的表达及活性鉴定

克隆人源的截短型转化生长因子βⅡ型受体（tTGF-βRⅡ）,成功构建高效稳定的大肠杆菌表达菌株。采用PCR技术扩增得到目的基因tTGF-βRⅡ,插入原核表达载体pGEX4T3的相应位点,并在大肠杆菌BL21（DE3）中获得高可溶性表达的重组蛋白,重组蛋白GST-tTGF-βRⅡ经Glutathione-Sepharose 4B亲和层析纯化后,再经凝血酶酶切,然后经Glutathione-Sepharose 4B纯化获得目的蛋白tTGF-βRⅡ,SDS-PAGE分析表明：可以通过Glutathione-Sepharose 4B亲和层析纯化得到GST-tTGF-βRⅡ,其分子量约37.0 KDa,和目的蛋白tTGF-βRⅡ,分子量为11.0 KDa。Western blot结果显示GST-tTGF-βRⅡ和tTGF-βRⅡ为特异性蛋白。运用基因工程的方法获得tTGF-βRⅡ目的蛋白,对瘢痕成纤维细胞增殖具有很好抑制作用。     

Ⅰ型神经纤维瘤病相关信号通路及微环境组分异常

Ⅰ型神经纤维瘤病(neurofibromatosis type 1, NF1)是一种由NF1基因突变导致的常染色体显性遗传病,以多发皮肤咖啡斑和神经纤维瘤为主要特征,国际上针对NF1尚无规范治疗策略。NF1基因庞大,其编码的神经纤维蛋白(neurofibromin, NF)参与细胞增殖调控,该病发病机制复杂,为药物研发带来较大挑战。在NF1信号通路方面,丝裂原活化蛋白激酶的激酶的激酶/丝裂原活化蛋白激酶的激酶/丝裂原活化蛋白激酶通路(RAF/MEK/ERK)、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白通路(PI3K/AKT/mTOR)、无翅蛋白/β联蛋白通路(WNT/β-catenin)、河马蛋白/转录共激活子/YES相关蛋白通路(HIPPO/TAZ/YAP)等均有研究,其中针对RAF/MEK/ERK通路的MEK1/2抑制剂药物已上市,即司美替尼(selumetinib),用于治疗NF1和不能手术的丛状神经纤维瘤(plexiform neurofibroma, PNF)患者。近年研究发现,NF1肿瘤微环境包括施万细胞(Schwann cells, SCs)及其前体、肥大细胞、...     

β-酪啡肽-7保护链脲佐菌素引起的大鼠肾损伤

研究β-酪啡肽-7（β-casomorphin-7,β-CM-7）对链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠肾损伤的保护作用.结果显示：（1）β-酪啡肽-7降低糖尿病大鼠的采食量、饮水量和空腹血糖值,提高糖尿病大鼠的体重,但是差异不显著（P>0.05）.（2）β-酪啡肽-7显著降低糖尿病大鼠尿糖、尿蛋白、血清肌酐、血清尿素氮、肾脏指数和血清中转化生长因子-β1(TGF-β1)的含量;Masson染色结果显示,β-酪啡肽-7治疗显著降低糖尿病大鼠肾脏的纤维化程度.（3）RT-RCR结果显示,β-酪啡肽-7显著降低糖尿病大鼠肾脏TGF-β1、Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白基因的表达.Western印迹显示,β-酪啡肽-7显著降低糖尿病大鼠肾脏Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白的表达.上述结果表明,β-酪啡肽-7能够减缓糖尿病大鼠肾脏功能和肾脏纤维化程度,其机制可能与降低TGF-β1含量、减少胶原蛋白在肾脏的沉积有关.     

Eudragit S-100对人转化生长因子β1（TGF-β1）复性的促进作用及其机制

本研究主要是考察一种对pH较为敏感的多聚化合物聚丙烯酸树脂Eudragit S-100是否对人转化生长因子β1（Transforwing growth factor,TGF-β1）复性具有促进作用. 将以包涵体形式存在TGF-β1进行变性,并将变性蛋白直接加入到含有不同浓度Eudragit的蛋白复性缓冲液中,采用MTT法、荧光分光光度法、圆二色谱以及高效液相色谱法等方法来比较分析不同浓度Eudragit S-100对变性TGF-β1的复性促进作用.实验结果表明,在Eudragit S-100作用下TGF-β1的复性产率比普通稀释复性法显著增高且最高达到53%,研究还表明Eudragit S-100的促进蛋白复性的作用是基于Eudragit S-100与TGF-β1发生了特异性的离子结合反应.通过这一反应,Eudragit S-100遮蔽了蛋白多肽间的疏水基团,有效的抑制了蛋白的聚集进而发挥其促复性功能.     

β-Arrestins参与GPCRs信号通路的分子机制

β-抑制蛋白(β arrestins)是一类在β肾上腺素受体激酶（βARK)提纯过程中发现的重要支架蛋白和信号调控因子;G蛋白偶联受体（GPCRs）为7次跨膜受体,在细胞信号转导中发挥关键作用,是很多临床药物的作用靶点. β-抑制蛋白作为衔接蛋白,调控GPCRs相关的信号通路,介导GPCRs的脱敏、内化、循环、复敏等生理过程,影响多种疾病的进程. 本文总结了β-抑制蛋白参与GPCRs信号通路的研究进展,侧重阐明了其中的分子机制,以期为开发新一代调控GPCRs功能活性的相关药物提供理论基础.     

肿瘤微环境中上皮–间质转化与肿瘤干细胞的调控

肿瘤微环境是一个复杂的组织样结构,具有丰富的表型和功能异质性。不同浓度的趋化因子、细胞因子与组成肿瘤微环境的细胞间相互作用,可激活上皮–间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相关的信号通路及控制肿瘤干细胞(cancer stem cells,CSCs)的生成。EMT的异常激活会促进肿瘤细胞的可塑性,赋予上皮细胞间充质特性,并与癌细胞获得侵袭性的特征密切相关。CSCs是一类具有高致瘤潜能的细胞群,其能很容易地适应周围环境的变化,与肿瘤内其他细胞相比具有较强的抗药性。该文对肿瘤微环境中EMT与CSC的作用机制及相关信号通路的研究进展进行综述。     

在活细胞中应用FRET技术研究TGFβ/TβRI信号传导

转移生长因子β(TGFβ)信号传导通路参与调节细胞的增殖、分化、凋亡、细胞迁移等一系列细胞过程,与骨代谢疾病的发病机制密切相关.本研究根据荧光共振能量转移(FRET)技术原理,构建包含CFP-TβRI-YFP融合蛋白的TβRI生物传感器,转染293T细胞,观察转染效率.以TGFβ1为诱导剂,激活TGFβ/TβRI信号传导通路,在活细胞生理条件下,动态监测TβRI生物传感器的FRET效应.结果表明,成功构建了TβRI生物传感器,转染细胞效率达50%,在TGFβ1诱导刺激6min后,FRET效率增加并达到最大值,该过程经历9 min后,随时间的延长,FRET效率下降.研究结果表明:在活细胞生理条件下,TGFβ1/TβRI信号转导过程存在一定的时间特异性.     

TGF-β对肿瘤微环境中免疫监视及细胞外基质的调控作用

转化生长因子β(transforming growth factorβ,TGF-β)是一种多功能的细胞因子,能够调控细胞增殖、分化、黏附、迁移及凋亡等行为,在胚胎发育过程和成体组织稳态维持中发挥重要的作用。而在许多疾病状态下,特别是在癌症中,TGF-β不仅能够影响肿瘤细胞的增殖与转移,其对于肿瘤微环境的调控与塑造也受到越来越多的关注。肿瘤微环境是指肿瘤在发生和发展过程中所处的内环境,由肿瘤细胞本身、相邻正常组织中的间质细胞,以及这些细胞所释放的众多细胞因子等共同组成。肿瘤微环境是肿瘤发展的重要机制,也是肿瘤临床治疗领域亟待探索的关键问题。TGF-β是调节肿瘤微环境组成和功能的主要参与者之一。在本综述中,将着重讨论TGF-β对于肿瘤微环境中的免疫监视机制及肿瘤细胞外基质的主要影响。即TGF-β对于构成先天性和获得性抗肿瘤免疫应答的各种类群的免疫细胞具有广泛的调控作用,从而削弱宿主的肿瘤免疫监视功能。同时,TGF-β通过促进肿瘤相关成纤维细胞的产生,以及肿瘤细胞外基质的纤维化,有助于肿瘤的恶变和转移。此外,还介绍了通过阻断肿瘤微环境中TGF-β信号通路进行肿瘤治疗的主要策略及独特优势。而未来进一步解析TGF-β信号在肿瘤微环境中的复杂调控作用,并建立有效的靶向干预方法对于开发高效的抗肿瘤药物具有重要的意义。     

糖原合酶激酶-3β在肿瘤细胞中的分子作用机制

糖原合酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是一种多功能丝氨酸/苏氨酸激酶,通过磷酸化酪氨酸、丝氨酸和苏氨酸位点介导Wnt、Hedgehog、NF-κB和PI3K/Akt等信号通路,参与各类细胞功能的调节。GSK-3β在不同信号通路和细胞类型中扮演不同的角色,导致其在不同的恶性肿瘤中发挥促癌或抑癌的双重作用,与癌细胞的迁移和侵袭有直接关系。在胰腺癌和结肠癌研究中,GSK-3β的高表达调控通过相关信号通路,增强细胞增殖调控因子表达,抑制负性调控因子的活性,促进癌细胞的增殖。GSK-3β能激活上皮细胞间质转型过程中相关因子的表达,增强癌细胞扩散能力;相反,在胃癌和肺癌中,GSK-3β具有积极的抑癌作用。GSK-3β通过阻滞细胞周期和诱导细胞凋亡发挥抑癌作用,通过调节Wnt和PI3K/Akt信号通路,负向调控癌细胞的生长与侵袭,并且GSK-3β磷酸化相关因子以减弱其对癌细胞转移能力的刺激。本文总结了GSK-3β在不同恶性肿瘤中的作用及机制,并针对研究中存在的问题进行分析与展望,为相关领域的研究提供一定的理论基础。     

全反式维甲酸通过抑制ERK和激活p38 MAPK信号诱导KLF4基因表达

全反式维甲酸（all-trans retinoic acid, ATRA）诱导细胞分化与上调转录因子Krüppel样因子4 (KLF4)表达有关, 但目前对ATRA诱导KLF4表达的分子机制尚不清楚．为了研究ATRA在血管平滑肌细胞（VSMC）中诱导KLF4表达的分子机制,本 研究观察ATRA对视黄酸受体α (retinoic acid receptor α, RARα)和KLF4表达的影响及RARα介导ATRA诱导KLF4表达所依 赖的信号转导途径．实验结果显示,ATRA可显著诱导RARα和KLF4表达,用RARα拮抗剂Ro 41 5253阻断ATRA与受体相互作 用后,ATRA诱导的KLF4表达受到显著抑制．用p38 MAPK、ERK和Akt抑制剂阻断ATRA与RARα相互作用所激活的信号转导途径 后,发现阻断p38 MAPK信号途径显著抑制ATRA诱导的KLF4表达,抑制ERK信号途径使ATRA对KLF4表达的诱导作用明显增强, 抑制Akt信号途径不影响KLF4基因表达．表明RARα介导ATRA对KLF4表达的诱导作用,ATRA通过抑制ERK和激活p38 MAPK信号 途径发挥其对KLF4基因表达的诱导作用．     

奥曲肽对TGF-β1诱导大鼠气道平滑肌细胞增殖的影响

目的：探讨奥曲肽对转化生长因子-β1（TGF-β1）诱导气道平滑肌细胞（ASMCs）增殖及凋亡的作用,并了解上述作用是否通过含有SH2结构域的蛋白质酪氨酸磷酸酶1（SHP-1）介导。方法：体外培养大鼠气道平滑肌细胞（ASMCs）,以TGF-β1、奥曲肽、SHP-1抑制剂NSC87877作为工具药。将ASMCs分为对照组、TGF-β1组、TGF-β1+奥曲肽组、TGF-β1+奥曲肽+NSC87877组,四甲基偶氮唑蓝（MTT）比色法测定ASMCs增殖,Western blot检测磷酸化SHP-1的水平。另将ASMCs分为对照组、0.01 nmol/ml奥曲肽组、0.1 nmol/ml奥曲肽组,Annexin V/P I双标记流式细胞仪分析方法检测细胞凋亡。结果：①TGF-β1组ASMCs的增殖反应高于对照组（P<0.01）,TGF-β1+奥曲肽组ASMCs增殖反应显著低于TGF-β1组（P<0.05）,TGF-β1+奥曲肽+NSC87877组的增殖反应显著低于TGF-β1+奥曲肽组（P<0.01）;②0.01 nmol/ml奥曲肽组凋亡率显著高于对照组（P<0.01）,0.1 nmol/ml奥曲肽组与对照组比较凋亡率无显著差异;③TGF-β1组较对照组p-SHP-1水平显著降低（P<0.05）,TGF-β1+奥曲肽组较TGF-β1组p-SHP-1水平稍升高,但差异无统计学意义,TGF-β1+奥曲肽+NSC87877组p-SHP-1水平较其余3组显著降低（P<0.01）。结论：奥曲肽可抑制TGF-β1诱导的ASMCs增生;低剂量奥曲肽促进ASMCs凋亡,较高剂量奥曲肽对ASMCs凋亡无明显影响;奥曲肽抑制ASMCs增生与SHP-1激活无关,可能通过介导生长抑素受体2（SSTR2）作用的其他机制或通过其他生长抑素受体（SSTRs）抑制ASMCs生长。     

Recruitment of Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9) to the Fibroblast Cell Surface by Lysyl Hydroxylase 3 (LH3) Triggers Transforming Growth Factor-β (TGF-β) Activation and Fibroblast Differentiation

Solid tumor growth triggers a wound healing response. Similar to wound healing, fibroblasts in the tumor stroma differentiate into myofibroblasts (also referred to as cancer-associated fibroblasts) primarily, but not exclusively, in response to transforming growth factor-β (TGF-β). Myofibroblasts in turn enhance tumor progression by remodeling the stroma. Among proteases implicated in stroma remodeling, matrix metalloproteinases (MMPs), including MMP-9, play a prominent role. Recent evidence indicates that MMP-9 recruitment to the tumor cell surface enhances tumor growth and invasion. In the present work, we addressed the potential relevance of MMP-9 recruitment to and activity at the surface of fibroblasts. We show that recruitment of MMP-9 to the fibroblast cell surface occurs through its fibronectin-like (FN) domain and that the molecule responsible for the recruitment is lysyl hydroxylase 3 (LH3). Functional assays suggest that both pro- and active MMP-9 trigger α-smooth muscle actin expression in cultured fibroblasts, reflecting myofibroblast differentiation, possibly as a result of TGF-β activation. Moreover, the recombinant FN domain inhibited both MMP-9-induced TGF-β activation and α-smooth muscle actin expression by displacing MMP-9 from the fibroblast cell surface. Together our results uncover LH3 as a new docking receptor of MMP-9 on the fibroblast cell surface and demonstrate that the MMP-9 FN domain is essential for the interaction. They also show that the recombinant FN domain inhibits MMP-9-induced TGF-β activation and fibroblast differentiation, providing a potentially attractive therapeutic reagent toward attenuating tumor progression where MMP-9 activity is strongly implicated.