ABCA1的胞内运输及功能研究新进展

三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)具有介导细胞内脂质流出,维持细胞脂质稳态的功能．新生的ABCA1必须经过胞内运输和各种化学修饰等过程,最终成为具有功能的成熟转运体,才能行使其转运脂质的功能,因此,ABCA1在胞内的运输过程和正确质膜定位对其介导胆固醇流出的功能至关重要．目前ABCA1相关研究主要集中于脂质转运方面,并提出各种胆固醇流出机制的模型,如通道转运模型、蘑菇状突起模型和胞吞-胞吐转运模型等．最近研究显示,ABCA1还具有调节质膜脂筏结构、参与免疫和炎症调节等新功能．本文主要针对ABCA1的胞内运输过程以及各种功能做一综述,以期为动脉粥样硬化相关疾病提供新的治疗靶点和途径．     

转运蛋白ABCG1/4 和ABCA1对脑胆固醇的调节作用

脑是富含胆固醇的器官,机体大约有25%的胆固醇集中在脑组织中.ATP结合盒超家族转运蛋白对脑组织中胆固醇的膜外转运和动态平衡起着重要的调节作用.研究发现,ATP结合盒超家族转运蛋白亚体ABCG1、ABCG4和ABCA1在成体脑组织中存在不同程度的表达,一种或多种亚体的缺失可以导致神经退行性病变.然而,ATP结合盒超家族转运蛋白亚体对脑发育过程中脑胆固醇动态变化的调节缺乏相关性的报道.在本研究中,从低胆固醇饮食喂养的C57BL/6J小鼠中获取出生后不同发育时期的脑组织,对ABCG1、ABCG4和ABCA1的mRNA与蛋白质表达水平进行测定,并对脑组织和血清中ATP结合盒超家族转运蛋白的表达水平与胆固醇水平的相关性进行研究.同时,使用ABCG1、ABCG4单一基因敲除鼠和ABCG1、ABCG4双基因敲除鼠,研究ATP结合盒超家族转运蛋白对与胆固醇合成的相关基因表达的影响以及对脑组织胆固醇代谢的调节作用.结果发现,ABCG1、ABCG4和ABCA1在机体多个器官中均有表达,但ABCG1和ABCG4在小鼠脑组织中表达量最高.在脑组织发育过程中,ABCG1和ABCG4mRNA水平呈现明显的表达时效性,小鼠于出生后42天达到峰值,而ABCA1 mRNA的表达水平无明显变化.血清和脑组织中中酯化型胆固醇水平呈双高峰分布,也于出生后42天达到最高.基因敲除鼠模型显示,单一敲除ABCG1或者ABCG4基因对脑组织胆固醇水平无明显影响,而ABCG1和ABCG4基因的同时缺失导致脑胆固醇水平显著升高,并明显降低胆固醇合成相关基因的表达水平.本研究表明,在脑发育成熟过程中,ATP结合盒超家族转运蛋白亚体ABCG1和ABCG4,而非ABCA1,以调节脑胆固醇的膜外转运;ABCG1和ABCG4互补调控脑胆固醇的动态平衡.     

ABCA1与NPC1在细胞内胆固醇转运中的作用

腺苷三磷酸结合盒转运蛋白A1（ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1）是血浆高密度脂蛋白（high-density lipoprotein,HDL）颗粒形成之初的限速步骤。ABCA1通过膜泡运输脂质至细胞表面的HDL载脂蛋白的作用机制尚未完全阐明。C型尼曼-匹克病（Niemann-Pick disease type C,NPC）主要由NPC1基因突变引起,NPC1蛋白能促进胆固醇和其他脂质从晚期胞内体/溶酶体流入其他细胞结构。ABCA1和NPC1相互作用保持细胞内脂质平衡,与Tangier病和N C P病等病理过程密切相关。     

LXR/RXR及ABCA1跨膜转运胆固醇体系与阿尔茨海默病

胆固醇代谢异常和Aβ沉积与阿尔茨海默病(AD)的发生发展密切相关。肝X受体(LXR)和类视黄醇X受体(RXR)介导的三磷酸腺苷结合盒A1(ABCA1)跨膜转运胆固醇体系在维持细胞内外胆固醇平衡中发挥重要作用,并参与Aβ的转运、沉积和老年斑的形成,其中的关键介导物质有望成为AD治疗的新靶点。     

ATF6调节ABCA1基因的表达

ATP结合盒式运载蛋白A1(ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1)是近年来发现的极其重要的脂质转运大分子膜蛋白,它可将过量胆固醇从细胞内向细胞外输送到载脂蛋白并包装成高密度脂蛋白(HDL)的膜蛋白,促进胆固醇的逆转运.初步研究转录因子ATF6对ABCA1的表达调控,结果发现,ATF6在人胚胎肾细胞HEK293内剂量依赖性地调节ABCA1基因转录及蛋白质表达. ATF6调节ABCA1与内质网应激信号通路无关. 启动子序列缺失与突变分析表明ATF6作用区位于ABCA1启动子上游-156～-928bp之间, 可能需要E-box的参与,但不需要DR4元件.进而,动物试验结果显示用腺病毒在C57小鼠肝脏过表达ATF6,在mRNA水平上调ABCA1. 本文的研究发现了ATF6新的功能以及调控ABCA1的新机制.     

微生物有机酸转运蛋白的研究进展

转运蛋白是一类膜蛋白,可介导生物膜内外化学物质的跨膜转运及信号交换。有机酸转运蛋白在微生物有机酸代谢的跨膜转运过程中发挥重要作用,根据转运蛋白有机酸转运的方向不同可以分为摄取转运蛋白和外排转运蛋白。在微生物代谢中,有些有机酸可以作为能源直接参与体内代谢,有些是能量转换过程中的重要中间产物;摄取转运蛋白的过表达,可以促进微生物细胞获取能源物质,高效的生产目标产物;有机酸摄取转运蛋白敲除或外排转运蛋白表达,有利于底盘细胞外排更多目标产物,进而促进有机酸的生物合成。研究有机酸转运蛋白的结构和功能,有助于解析微生物细胞有机酸生物合成及利用的机制,对于提高工业微生物对有机酸的利用及生物合成具有重要作用。本文综述了微生物有机酸转运蛋白分类和结构、转运方式和转运功能等方面,重点综述了转运蛋白在有机酸生产中的应用,为工业微生物有机酸的高效生物合成及未来发展提供参考。     

两种A类氨基酸转运蛋白部分功能差异的研究

应用重组Vaccinia病毒表达系统在猴肾成纤维细胞CV—1中瞬时表达大鼠A类氨基酸转运蛋白GlnT和SAT—2,研究它们转运MeAIB、Ala和Gln的动力学和对多种氨基酸转运亲和性的差异,结合它们的氨基酸序列同源性比较表明：虽然GlnT和SALT—2蛋白的氨基酸序列有较高的同源性,但它们在转运功能上有较大的差异。     

轴浆转运在神经再生中的作用

夹伤坐骨神经阻断标记蛋白在轴浆中的快、慢转运。3天后转运再现。第14天的转运距离与对照相似,说明再生神经的转运动能基本恢复。用快、慢转运测出的14天平均再生速度分别为1.77±0.14与1.96±0.07mm/d,比对照神经的正常生长速度快6.3—7倍,提示再生需要更多的转运物质。进一步发现再生神经中某些标记蛋白(慢转运波W1)的转运速度为10.25±0.66mm/d,约比对照快1倍,因此这些标记蛋白可能包含适应再生需要而加速转运的结构和功能物质。     

对氧磷降低RAW264.7巨噬细胞源性泡沫细胞ABCA1表达和胆固醇流出

三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)是体内胆固醇逆向转运的关键环节.对氧磷是广泛使用的有机磷农药的活性代谢产物.研究发现,对氧磷能增加巨噬细胞中胆固醇的堆积,但具体机制还不清楚.以RAW264.7巨噬细胞源性泡沫细胞为研究对象,观察对氧磷对RAW264.7巨噬细胞源性泡沫细胞ABCA1表达和胆固醇流出的影响并探讨其机制.结果显示,对氧磷以时间和剂量依赖的方式增加RAW264.7巨噬细胞源性泡沫细胞中总胆固醇、游离胆固醇和胆固醇酯水平,降低ABCA1表达和胆固醇流出,同时对氧磷降低细胞中环磷酸腺苷(cAMP)的水平及腺苷酸环化酶(AC)的活性和增加磷酸二酯酶(PDE)的活性,而cAMP的类似物双丁酰环腺苷酸(dBcAMP)能够阻断对氧磷降低ABCA1表达和部分阻断对氧磷降低胆固醇流出,对氧磷导致的cAMP水平的降低也可被AC激动剂福斯高林(Forskolin)和PDE抑制剂3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IBMX)所阻断.以上结果表明,对氧磷通过cAMP信号通路下调RAW264.7巨噬细胞源性泡沫细胞ABCA1的表达,降低细胞内胆固醇流出和增加细胞内胆固醇堆积.     

ATP结合夹转录子A1研究进展

ATP结合夹转录子A1(ATP-bind ing cassette transporter A1,ABCA1)是1999年发现的极其重要的脂质转运蛋白,它是一种将过量胆固醇从细胞内向细胞外输送到载脂蛋白并包装成高密度脂蛋白(HDL)的膜蛋白。由于增加ABCA1的表达,可促进胆固醇的逆转运,减少了动脉粥样硬化的发生。该蛋白的研究是近年来脂代谢领域的研究热点。本文结合作者实验室近年来的研究以及国外的研究现状,从作用机制、蛋白调节、转基因模型、病理生理学意义等方面对ABCA1的研究进展进行概要介绍。