腺苷酸环化酶3缺失对小鼠主要嗅觉表皮组织内相关因子及信号通路的影响

主要嗅觉表皮(main olfactory epithelium, MOE)是哺乳动物感知气味分子的主要嗅觉器官。在MOE组织内,大多数嗅觉神经元通过cAMP信号传导通路感知气味信息。作为嗅觉cAMP信号通路的主要成员之一,腺苷酸环化酶3（adenylyl cyclase 3, ac3）基因敲除小鼠嗅觉探测功能丧失。除cAMP信号传导通路外,MOE内AC3相关因子AC2和AC4,以及肌醇1,4,5-三磷酸（inositol 1,4,5-trisphosphate,IP3）信号通路和Sonic Hedgehog（Shh）信号通路均有表达。然而,敲除ac3是否会对ac2和ac4以及IP3和Shh信号通路成员产生影响,尚不清楚。本文以AC3缺失（AC3-/-）及其野生型小鼠（AC3+/+）MOE为材料,采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）和免疫荧光组织化学方法,发现AC3缺失后,MOE内的ac2和ac4,以及IP3信号通路中的IP3受体ip3r1及钙调蛋白calm1和calm2表达水平均明显降低。Shh信号通路中的受体patched(ptch)与smoothened(smo)、以及核转录因子gli1与gli2的表达也受到了影响。总之,AC3基因缺失不但导致小鼠MOE组织中cAMP信号通路受损,同时AC3相关因子,IP3信号通路和Shh信号通路的传导也受到抑制。本文对于阐明AC3基因敲除小鼠嗅觉丧失的原因及其嗅觉探测机制具有重要启示作用。     

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。     

血管内皮细胞生长因子研究进展

从不同侧面阐述了血管内皮细胞生长因子（VEGF）在新生血管形成中的作用.VEGF诱导新生血管形成,具有血管渗透性,是新生血管形成的主要调控者之一.VEGF mRNA不同剪接,形成5种VEGF变异体(isoform)即VEGF121-206.VEGF诱导新生血管的调控过程、拮抗VEGF成为大家竞相研究的领域.     

基于分子对接的合欢皂苷J_(8)抑制血管内皮细胞增殖作用靶点及其凋亡相关细胞信号通路研究CSCD

为探讨合欢皂苷J_(8)(julibroside J_(8),J8)抑制肿瘤血管内皮细胞增殖作用靶点及其相关细胞凋亡的信号通路。本文采用HPLC法检测内皮细胞经J8作用后,J8的在细胞内外含量变化;Vina软件将J8与VEGF、FAS、DR3、DR4、DR5、TFR-1进行分子对接分析;Western blot法检测在加药前后,内皮细胞中VEGF、p-JNK、Bax、EnDOG、Caspase-3、Caspase-8以及Caspase-9蛋白表达水平的变化。分子对接结果表明VEGF、FAS对应的靶点蛋白与J8结合性能较好且多位点结合。HUVEC细胞在加入J8作用24 h后,VEGF、p-JNK等蛋白表达明显下调,并可显著上调诱导凋亡相关蛋白Bax和EnDOG的表达,而且对Caspase-3、Caspase-8以及Caspase-9的表达水平无显著的影响。J8可能是通过与血管内皮细胞膜表面的VEGF结合,抑制血管内皮细胞增殖,通过削弱VEGF/JNK通路活性从而引起内皮细胞凋亡。     

登革病毒诱导人单核细胞VEGF的表达及机制

研究登革病毒(Dengue virus,DENV)感染对人单核细胞中血管内皮细胞生长因子(Vascular endothelialgrowth factor,VEGF)表达的影响,并检测分析可影响VEGF表达的天然免疫信号通路。通过Real-time PCR检测,发现不同型DENV(DENV1、DENV2、DENV3)感染THP-1细胞均可诱导VEGF mRNA表达水平呈时间依赖性增加;而DENV2感染也可上调VEGF在原代单核细胞中的表达。通过RNAi技术沉默Toll样受体3(TLR3)及接头蛋白IPS-1,发现DENV感染诱导的VEGF表达明显下调;而ERK、JNK及NF-κB等信号通路的抑制也可下调VEGF的表达水平。本研究证明,DENV感染可诱导人单核细胞中的VEGF高表达,而VEGF高表达依赖于TLR3及IPS-1信号通路的激活,提示VEGF可能是治疗登革出血热的一个靶点。     

沙利度胺通过诱导G1阻滞和凋亡抑制血管内皮细胞增殖

沙利度胺是一种抗血管生成药物,临床上用于治疗多种肿瘤,但其抗肿瘤血管生成机制尚不十分清楚. 本文采用MTT法观察沙利度胺对体外培养的血管内皮细胞增殖的影响. 结果发现,沙利度胺能够抑制血管内皮细胞的增殖,其IC50为16.47 μg/mL;然后采用Hoechst染色和流式细胞仪检测细胞凋亡和细胞周期,发现沙利度胺能够诱导内皮细胞凋亡,并干扰细胞的周期,出现G0/G1期阻滞. 最后,通过Western印迹方法分析沙利度胺对血管内皮细胞Bcl-2蛋白表达的影响,发现抗凋亡的Bcl-2蛋白表达水平随沙利度胺浓度增大而降低. 初步结果提示,沙利度胺可能通过阻遏抗凋亡分子Bcl-2表达,激活诱导G1期阻滞的信号通路而抑制内皮细胞新生,从而抑制肿瘤生长. 诱导内皮细胞凋亡及G1期阻滞的具体分子机制正在研究中.     

血管内皮生长因子受体-2所介导信号通路的研究进展

血管新生是许多生理和病理进程发生的重要机理．在生物体内,血管新生需经过多步精细调控历程,现有研究表明,血管内皮生长因子(VEGF)及其受体蛋白酪氨酸激酶,尤其是血管内皮生长因子受体-2(VEGFR-2)所介导的信号级联通路是其中关键性的调节途径．VEGF/VEGFR-2所介导的信号级联通路可以调控血管内皮细胞的增殖、迁移、存活和通透性的改变,促进血管的新生．VEGF与VEGFR-2的胞外区特异性结合后,引起受体的二聚化和自身的交互磷酸化,使胞内特定的酪氨酸残基磷酸化．下游信号蛋白可以通过其Src同源结构域-2(SH2)与VEGFR-2结合,随后激活下游的效应蛋白,调控内皮细胞的生物学活性．此外,VEGF/VEGFR-2信号通路还可以下调树突细胞(DC)的活性．对VEGF/VEGFR-2信号通路作用的深入了解,将有助于新药的研发．     

内皮细胞靶向的可溶性人源Delta-like 4抑制生理性与病理性眼部血管新生

Notch信号通路在血管新生过程中具有重要作用,是治疗病理性血管新生的关键靶标.Notch信号通路的激活与抑制均可阻抑血管新生,但由于体内长期抑制Notch信号通路会导致血管瘤等严重毒副反应,通过激活Notch信号抑制新生血管形成可能更具临床应用价值.然而,目前缺乏可在体内高效活化Notch信号通路的Notch配体.在众多的Notch配体中,Delta-like4(Dll4)特异性表达于血管内皮组织,对血管新生具有关键调控作用.本研究表达并纯化了新型可溶性人源Notch配体h D4R,其由人源Delta-Serrate-Lag-2片段和内皮细胞靶向的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)基序组成.实验证实,h D4R可通过其RGD基序与内皮细胞结合,并可有效激活内皮细胞中的Notch信号.平面管腔形成实验和微球萌出实验显示,h D4R能在体外显著抑制血管新生.更为重要的是,h D4R能在体内有效抑制新生鼠视网膜血管新生和激光诱导的脉络膜新生血管形成.综上所述,本研究发明了一种能显著抑制体内外血管生成的可溶性Notch配体h D4R,为治疗过度血管新生性相关疾病提供了新的手段.     

Lefty1对小鼠胚胎干细胞分化过程的影响

目的:研究Lefty1在小鼠胚胎干细胞分化过程中的作用。方法:根据染色质免疫沉淀测序结果,在临近Lefty1转录起始位点以及与之相距10 kb的上游区域有TGF-β信号通路Smad2/3蛋白的四个结合区域,通过CRISPR/Cas9方法获得四个区域敲除的单克隆细胞,利用荧光实时定量PCR(qRT-PCR)检测各细胞中Lefty1的转录水平,并用TGF-β信号通路的激活剂AC和抑制剂SB分别处理敲除的细胞,检测其对TGF-β信号的响应,最后通过胚状体形成实验,检测敲除细胞系在中内胚层分化过程中的标志分子Gsc和Mixl1的表达。结果:利用CRISPR/Cas9方法成功获得不同区域敲除的单克隆细胞,与野生型E14细胞相比,四种区域敲除的细胞中Lefty1 RNA含量明显降低,并且在干细胞状态和分化状态下,敲除细胞系对TGF-β信号的响应减弱。在胚状体形成的实验中,与野生型E14细胞相比,敲除细胞系在分化过程中Lefty1表达的基础水平明显降低,中内胚层分化的标志分子Gsc和Mixl1转录水平也明显下降。结论:在胚胎干细胞中,Lefty1转录起始位点附近以及上游10 kb的这四段区域通过TGF-β信号通路对Lefty1的转录发挥调控作用,从而影响中内胚层分化过程中的标志分子Gsc和Mixl1的表达。     

血管内皮细胞生长因子在非血管新生方面的重要功能

血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF或VEGF-A),又称为血管通透因子(vascular permeable factor,VPF)是一种具有多种功能的生物大分子,它是分泌性糖蛋白生长因子超家族中的一员.VEGF主要通过两个高亲和力的酪氨酸激酶受体来传递各种信号:VEGF受体1和2(VEGFR1,VEGFR2),从而引起细胞的多种生理反应.在胚胎时期,VEGF可以促进血管内皮细胞的增殖、迁移、管状形成和提高内皮细胞的存活率,对于血管新生和发育十分关键;而在成体时期,VEGF则主要参与正常血管结构的维持,并调节生理和病理性血管新生.近几年来的临床试验表明,使用多种阻断VEGF作用的抑制剂能有效促进肿瘤血管的退化和减小肿瘤的体积,但是同时在部分病人中也观察到了多方面的副作用.这些结果显示,VEGF也具有非血管新生方面的重要功能.因此,在研制基于拮抗VEGF作用的抗癌药物时,这些功能更不容忽视.研究表明,在成体的小肠、胰岛、甲状腺、肾脏和肝脏等器官组织中,VEGF都发挥着十分重要的作用,如果VEGF水平降低,这些器官组织的毛细血管网状结构将部分退化.VEGF还可以促进骨髓形成、组织修复与再生、促进卵巢囊泡成熟,并且参与血栓、炎症反应和缺氧缺血的病理过程.本文主要对VEGF在血管新生之外的功能及其分子机制进行了简要探讨.     

匹伐他汀对Klotho基因敲除杂合子小鼠血管新生的促进作用

目的：探讨匹伐他汀对Klotho基因敲除杂合子小鼠血管新生的促进作用及其作用机制。方法：建立Klotho基因敲除杂合子小鼠（hetero kl＋／-）和同窝出生野生型小鼠（wild kl＋／＋）下肢缺血模型并分为4组：①hetero正常组;②hetero匹伐他汀组;③wild正常组;④wild匹伐他汀组。使用激光多普勒血流测定仪测定klotho（kl＋／-,kl＋／＋）小鼠投药前、下肢缺血手术后双下肢血流。免疫荧光组化SP法计数Klotho（kl＋／-,kl＋／＋）小鼠缺血肢毛细血管数。免疫酶组化直接法计数Klotho（kl＋／-,kl＋／＋）小鼠缺血肢磷酸化Akt阳性细胞数。蛋白印迹杂交方法检测Klotho（kl＋／-）小鼠缺血肢VEGF蛋白表达。结果：匹伐他汀使Klotho（kl＋／-,kl＋／＋）小鼠术后缺血肢血流恢复明显,缺血肢与非缺血肢血流面积比明显增加;匹伐他汀使Klotho（kl＋／-、kl＋／＋）小鼠缺血肢毛细血管密度增加、p-Akt阳性细胞数明显增加;匹伐他汀使Klotho（kl＋／-）缺血肢VEGF蛋白表达增强。结论：匹伐他汀有促进Klotho基因敲除杂合子小鼠血管新生的作用。其作用机制可能是通过VEGF—p—Akt—NO径路实现的。     

血管平滑肌细胞的分化与血管内壁的构建

血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的发育与血管壁的构建是目前相关领域中的重要学科前沿．国内外同行的工作多集中在血管发育初始阶段内皮细胞及其前体细胞在血管新生中的作用、调节因素及生物学机制．VSMCs参与血管壁早期构建,特别是VSMCs的募集与分化机制已经成为血管新生研究中的一个新领域． 本期发表的《 抑制Rac1蛋白活化阻碍胚胎发育早期血管新生 》(见696～701页)报道了韩雅玲教授及其合作者在这一领域取得的最新研究结果．Rac1是真核细胞内重要的一类信号传递分子,在细胞信号传递过程中发挥分子开关作用．他们采用胚胎干细胞(ESCs)为模型,建立稳定表达持续型Rac1和显性失活型Rac1编码序列的小鼠ESCs并制备胚胎小体,诱导分化后观察其对内皮细胞分化和迁移的影响,发现抑制Rac1可以干扰血管内皮细胞连接成血管网状结构,细胞骨架F-actin排列紊乱,细胞的迁移受到明显抑制,表明Rac1在胚胎早期血管发育过程中与内皮细胞的迁移有关[1]． 近年来,韩雅玲教授及其研究集体在VSMCs发育与血管构建、胚胎干细胞来源的拟胚体血管平滑肌发育与血管新生机制以及胚胎主动脉VSMCs起源等方面开展了研究,取得了一系列有价值的成果[2～11],可能为闭塞性和增生性血管病的发生及防治提供理论依据和候选基因．详见“相关链接”．     

Notch信号通路在血管损伤修复中的作用

Notch信号通路是进化中高度保守的信号转导通路,其调控细胞增殖、分化和凋亡的功能涉及几乎所有组织和器官。血管损伤后,Notch信号通路分子表达改变,引起内皮细胞（endothelial cell,EC）和血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell,VSMC）表型改变,其增殖、迁移、抗凋亡等能力也随之变化,从而参与血管的损伤修复。Notch信号通路能够促进EC和VSMC增殖以及VSMC迁移至内膜,并提高其存活能力,凶此能够促进新生内膜的形成。     

胚胎发育中血管新生的研究

在胚胎发育中,心血管系统最早发育并发挥运输氧和营养物质的功能。在原肠运动时期,中胚层细胞在相邻内胚层细胞信号的诱导下分化产生内皮细胞,从而开始形成血管系统。血管新生是形成完整血管系统的重要过程,主要包括出芽式血管新生和套叠式血管新生两种方式。出芽式血管新生最为普遍,主要包括基底膜的降解、内皮细胞的迁移和增殖、管腔形成和血管的成熟与稳定四步。由于血管新生对胚胎发育以及许多生理过程均发挥重要作用,血管新生受到多条信号通路的精密调控。该文从内皮细胞的来源、血管新生的过程及信号调控三个方面就近年来胚胎发育中血管新生的研究作简要综述。     

VEGF和Notch通路在肝癌血管形成中的作用

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和Notch信号通路在血管新生及肿瘤血管生成过程发挥极重要的作用。VEGF被认为是血管生成的刺激因子,可启动血管生成,而Notch信号通路则在肿瘤血管生成过程发挥负反馈作用,防止血管过度生成,两者的协调作用保证形成的血管具有一定功能,确保肿瘤生长的氧供。同时阻断DLL4/Notch和VEGF具有协同作用,既能降低肿瘤血管的密度及功能,又抑制肿瘤生长。如果能证实VEGF/Notch信号网络在肝癌新生血管中的作用,可以为肝癌的治疗提供新的思路。     

心肌JAK-STAT信号通路的研究进展

JAK-STAT信号通路介导心肌细胞的生长、存活和凋亡,并参与血管生成的调节,在心脏疾病的发生机制中发挥重要作用。压力负荷导致的心肌肥大、心力衰竭、缺血预处理诱导的心肌保护,以及缺血-再灌注引起的心功能障碍,都与这一信号通路密切相关。血管紧张素Ⅱ(ANGⅡ)与JAK-STAT信号通路相互作用加重缺血性心肌损伤;激活gpl30-STAT3信号通路对心力衰竭和缺血性心脏病的防治具有重要意义。     

p38丝裂原素激活的蛋白激酶在调节低氧诱导人内皮细胞分泌血管内皮生长因子过程中的作用

血管内皮细胞中血管内皮生长因子(vascular endothelial growthfactor,VEGF)的合成增加在促进血管新生的过程中起着非常重要的作用.然而低氧诱导VEGF分泌的细胞内信号转导机制还不是很清楚.人脐静脉内皮细胞系(ECV304)在低氧或常氧的状态下培养12～24 h后分别用实时定量PCR和Western blot的方法来检测VEGF mRNA的表达及ERK1/2和p38激酶的磷酸化水平.分泌到培养液中的VEGF蛋白用酶联免疫吸附(ELISA)的方法来检测.业已报道,ERK的抑制剂PD98059能够抑制低氧诱导的VEGF基因的表达,根据这个报道,我们发现在低氧情况下,ECV304细胞的ERK1/2磷酸化水平增高以及VEGF的合成增加等这些变化也能被PD98059所抑制.本次实验的新发现是p38激酶的激活在低氧诱导VEGF合成增加中的作用.p38激酶的抑制剂SB202190能抑制低氧诱导的VEGF合成增加.这些数据首次直接证实了p38激酶在低氧诱导人内皮细胞分泌VEGF增加过程中的作用.     

小鼠胚胎干细胞定向血管内皮和造血细胞分化体系的建立

目的:建立小鼠胚胎干细胞体外定向分化为血管内皮细胞和造血细胞的体系,并验证诱导后2种细胞的表面分子特征。方法:以小鼠胚胎成纤维细胞为饲养层,首先在无血清培养基StemPro中加入骨形态发生蛋白4(BMP4)、激活素A、碱性成纤维细胞生长因子(FGF-Basic)和血管内皮细胞生长因子(VEGF),诱导小鼠胚胎干细胞系R1/E 4 d后形成拟胚体;再将拟胚体消化后与OP9-DL1基质细胞共孵育,分别用干细胞因子(SCF)、VEGF和SCF、FLt3、白细胞介素3(IL-3)诱导向内皮和造血2个方向分化,并以CD31、CD45、CD144、Kit、CD201作为表面标志,流式检测诱导后细胞的表面分子特征和诱导效率;诱导10 d后免疫组化染色,进行内皮细胞的形态学鉴定。结果:诱导分化10 d后,免疫组化染色观察到多个内皮管状结构,流式检测CD31^+的内皮细胞比例为1.35%±0.05%,进一步分析CD31^+CD144^+CD45^-群体,有3.0%±0.2%的细胞表型为Kit^+CD201^+,提示该部分细胞可能是处于分化上游的内皮干祖细胞;CD45^+的造血细胞比例为35.0%±0.5%,其中0.35%±0.05%的细胞表达Kit和CD201,提示该部分细胞可能是处于分化上游的造血干祖细胞。结论:本研究将胚胎干细胞诱导为内皮细胞和造血细胞,并且能诱导出具有内皮、造血干祖细胞分子特征的细胞,可作为理想的体外诱导分化体系。     

Notch和Wnt信号通路在血管形成中的协同调控作用

Notch和Wnt信号通路能够调控细胞的分化、增殖、迁移和粘附等多种行为,在胚胎发育、干细胞分化及肿瘤生长等方面发挥多样性的调控作用.血管形成过程中的典型事件包括尖端细胞(tipcell)和柄细胞(stalkcell)分化、柄细胞增殖、内皮细胞迁移和粘附、血管重塑以及动静脉分化等.本文对Notch和Wnt信号通路在血管形成不同阶段的功能作一综述,以期描述Notch和Wnt是怎样在分子水平上协同作用进而调控血管的形成.从两条信号通路的分子水平及复杂信号网络中众多成员协调作用的角度了解血管形成的机制,对于调整肿瘤等涉及血管形成的相关疾病的治疗策略具有一定意义.     

载脂蛋白A-Ⅰ结合蛋白介导胆固醇流出调控血管新生

胆固醇流出在维持细胞正常结构和功能中发挥着关键的生理作用,然而其在调节血管新生中的作用一直未明. 近日,美国加州大学医学院的研究人员发现（Nature, 2013,498:118-122), 载脂蛋白A-I结合蛋白（apoA-I binding protein,AIBP）介导的内皮细胞胆固醇流出在调节血管新生中起着关键的作用. 研究者在小鼠离体主动脉和斑马鱼的血管新生实验中发现,AIBP和高密度脂蛋白（high density lipoprotein, HDL）协同调控胆固醇流出,抑制血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）刺激的血管新生.