Temporal relationship of autophagy and apoptosis in neurons challenged by low molecular weight β‐amyloid peptide

Alzheimer's disease (AD) is an aging‐related progressive neurodegenerative disorder. Previous studies suggested that various soluble Aβ species are neurotoxic and able to activate apoptosis and autophagy, the type I and type II programmed cell death, respectively. However, the sequential and functional relationships between these two cellular events remain elusive. Here we report that low molecular weight Aβ triggered cleavage of caspase 3 and poly (ADP‐ribose) polymerase to cause neuronal apoptosis in rat cortical neurons. On the other hand, Aβ activated autophagy by inducing autophagic vesicle formation and autophagy related gene 12 (ATG12), and up‐regulated the lysoso‐mal machinery for the degradation of autophagosomes. Moreover, we demonstrated that activation of autophagy by Aβ preceded that of apoptosis, with death associated protein kinase phosphorylation as the potential molecular link. More importantly, under Aβ toxicity, neurons exhibiting high level of autophagosome formation were absent of apoptotic features, and inhibition of autophagy by 3‐methylade‐nine advanced neuronal apoptosis, suggesting that autophagy can protect neurons from Aβ‐induced apoptosis.     

水稻程序性细胞死亡抑制基因Dad-1在薏苡中的定位

基因Dad-1是普遍存在于动物和植物中一个高度保守的程序性细胞死亡抑制基因。以水稻Dad-1基因为探针,采用Southern杂交在薏苡中检出了Dad-1基因的同源序列,并利用荧光原位杂交的方法对其进行了染色体物理定位。在薏苡第9染色体短臂上检测到Dad-1基因的杂交信号,信号与着丝粒的百分距离为67.44±1.45。     

葡萄糖和胰岛素对血管内皮细胞中microRNA-21的表达影响

目的:研究miRNA-21和程序性细胞死亡因子4(PDCD4)在不同浓度葡萄糖或胰岛素培养血管内皮细胞中的表达情况,探讨miRNA-21对内皮细胞凋亡功能的影响。方法:用不同浓度D-葡萄糖(5.5、11、22及33mM)和胰岛素(0、1、10、50、100及1000nM)分别干预人脐静脉内皮细胞(HUVECs),2天后收集细胞用实时荧光定量RT-PCR方法检测细胞中miRNA-21及PDCD4的mRNA表达情况,用蛋白印迹方法检测PDCD4在细胞中的表达变化。结果:与5.5mM葡萄糖对照组相比,高葡萄糖浓度组(11、22及33mM)中HUVECs的miRNA-21随着葡萄糖浓度的增加表达明显降低(p<0.01);PDCD4的蛋白表达增加(p<0.05),但PDCD4的mRNA表达无差异(p>0.05)。与0nM胰岛素组相比,10、50、100、1000nM胰岛素组细胞中miRNA-21表达下降(p<0.05),PDCD4的蛋白表达增加(p<0.01),1000nM组miRNA-21表达降低程度和PDCD4的蛋白表达增加程度最为明显(p<0.05),但不同浓度胰岛素对PDCD4的mRNA表达无差异(p>0.05...     

Evolutionary timescale of monocots determined by the fossilized birth‐death model using a large number of fossil records

Although the phylogenetic relationships between monocot orders are sufficiently understood, a timescale of their evolution is needed. Several studies on molecular clock dating are available, but their results have been biased by their calibration schemes. Recently, the fossilized birth‐death model, a type of Bayesian dating method, was proposed, and it does not require prior calibration and allows the use all available fossils. Using this model, we conducted divergence‐time estimations of monocots to explore their evolutionary timeline without calibration bias. This is the first application of this model to seed plants. The dataset contained the matK and rbcL chloroplast genes of 118 monocot genera covering all extant orders. We employed information from 247 monocot fossils, which exceeded previous dating analyses that used a maximum of 12 monocot fossils. The crown group of monocots was dated to approximately the Late Jurassic–Early Cretaceous periods, and most extant monocot orders were estimated to diverge throughout the Early Cretaceous. Our results overlapped with the divergence time of insect lineages, such as beetles and flies, suggesting an association with pollinators in early monocot evolution. In addition, we proposed three new orders based on divergence time: Orchidales separated from Asparagales and Tofieldiales and Arales separated from Aslimatales.     

压力-应激对大鼠心肌细胞Cx43蛋白表达及心肌纤维化的影响

目的:探讨压力-应激对大鼠心肌细胞间隙连接蛋白-43(Cx43)蛋白表达及心肌纤维化的影响。方法:将20只雄性SD大鼠随机分为正常对照组(n=10)和模型组(n=10),对照组正常饲养,模型组给予不可预测性复合应激结合孤养建立压力-应激大鼠模型。监测两组大鼠的体重变化,并通过组织形态学方法,探讨压力-应激对大鼠心肌细胞Cx43蛋白表达及心肌纤维化的影响。结果:在为期42天的造模过程中,从应激第7天开始,模型组大鼠体重明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.001)。且模型组体重增长缓慢,体重增长百分比明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.001)。与对照组相比,模型组大鼠组织HE染色可见心肌细胞排列紊乱,横纹消失,细胞间隙增大,部分肌纤维断裂、溶解,Masson染色可见心肌间质纤维化,胶原纤维增生、排列紊乱。心肌细胞免疫组化染色可见模型组Cx43蛋白表达明显下降(平均光密度值为0.0110±0.0028),与对照组相比(平均光密度值为0.0268±0.0025),差异具有统计学意义(t=-13.081,P<0.001)。结论:过度疲劳导致猝死的发生可能与Cx43蛋白表达水平的下降引起的恶性心律失常有关。     

甲醛诱导的磷酸化减弱Tau蛋白与DNA相互作用

异常磷酸化Tau蛋白是神经纤维缠结的主要成分,也是老年痴呆的典型病理特征之一.本实验室前期报道了Tau蛋白具有保护DNA的作用,但磷酸化对Tau与DNA相互作用的影响需要进行探索,这对于揭示Tau蛋白异常磷酸化与神经细胞死亡之间的关系具有一定的参考价值.本文采用甲醛孵育N2a细胞,引起了细胞内Tau蛋白的过度磷酸化.实验结果进一步显示,甲醛孵育组的细胞核内磷酸化Tau蛋白与DNA非共定位存在,而对照组细胞核内Tau蛋白与DNA存在一定程度的共定位现象.电泳迁移率实验检测GSK-3β催化的磷酸化Tau蛋白与DNA的结合情况,可以观察到磷酸化减弱了Tau蛋白与DNA的相互结合.这些结果表明,异常磷酸化可以使Tau蛋白丧失对DNA的保护作用,这可能是Tau蛋白异常磷酸化引起DNA损伤甚至细胞死亡的原因之一.     

家蚕蛹变态期丝腺组织的退化与细胞凋亡特征

利用形态学观察方法、分子生物学检测方法以及20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone)和放线菌酮(cycloheximide)体外培养方法, 研究了家蚕Bombyx mori 蛹变态期丝腺组织的退化与细胞凋亡特征。显微镜的观察显示家蚕丝腺的逐渐退化发生在吐丝期间。DNA梯度电泳的分析表明程序性细胞死亡(programmed cell death)可能伴随发生在丝腺的退化过程中。在离体培养条件下, 用20-羟基蜕皮酮处理5龄第6天幼虫的丝腺, 导致的细胞凋亡提前于对照, 提示在进入蛹变态期前, 20-羟基蜕皮酮提早激发了介导家蚕丝腺细胞凋亡与水解机制的遗传调控级联系统。上述结果表明, 20-羟基蜕皮酮能够诱导家蚕丝腺组织在蛹变态期发生程序性细胞死亡。     

果蝇程序化死亡基因5(PDCD5)同源cDNA的克隆和序列分析

 为了解人类白血病细胞凋亡相关新基因 TFAR1 9(PDCD5,programmed cell death5)在不同种属间的序列同源性 ,利用 EST(expression sequence tag)拼接、RT- PCR、DNA序列测定技术及计算机分析技术 ,首次成功地进行了果蝇 PDCD5同源 c DNA编码区基因克隆和序列分析 .发现果蝇与小鼠及果蝇与人 PDCD5在核苷酸水平上分别有 57.5%和 57.1 %的同源性 ,在氨基酸水平上分别有 46.8%和 46.4%的同源性 .功能区分析发现 ,果蝇 PDCD5c DNA编码 1 33个氨基酸 ,计算机预测可能是一种核蛋白 ,含 5个可能的酪蛋白激酶 (casein kinase )磷酸化位点 ,2个可能的 PKC磷酸化位点 ,与人 PDCD5的功能区类似 .因而果蝇 PDCD5是与人 PDCD5同源的新基因 ,可能都与细胞程序化死亡相关 .     

VK_3诱导悬浮培养的胡萝卜细胞凋亡

VK_3是一种醌类物质,在体内通过氧化还原产生超氧化自由基。我们的实验发现,VK_3对悬浮培养的胡萝卜细胞及原生质体有致死作用。这种作用是浓度依赖性的。100—800μmol/L的VK_3能引起10%—33%的细胞死亡。当VK_3浓度达到1mmol/L时,死亡率达到100%。DNA电泳分析发现,600和800μmol/L的VK_3处理过的细胞和原生质体产生大小为180bp整数倍的梯状条带。而在更高或更低浓度的处理中则没有观察到这种条带。用TUNEL方法检测,在400—800μmol/L浓度的处理中观察到细胞核DNA的断裂。而在更高或更低浓度的处理中则没有观察到这种断裂。由此我们推测,适当浓度的VK_3能诱导胡萝卜细胞及原生质体凋亡。     

小鼠胚胎干细胞分化形成拟胚体过程中的细胞程序性死亡

为了检测小鼠胚胎干细胞 (embryonicstemcell ,ES细胞 )体外分化的拟胚体 (embryoidbodies ,EBs)形成过程中细胞程序性死亡 (programmedcelldeath ,PCD)的发生 ,通过悬滴、悬浮培养技术定向诱导未分化的ES细胞分化为拟胚体 ,并用RT PCR检测原始内胚层、原始外胚层、中胚层、内脏内胚层 4种分子标记物在EBs中的表达 .通过TUNEL染色、电镜、激光共聚焦显微镜及Western印迹以确定凋亡发生 .结果表明 :ES细胞体外分化为拟胚体并且表达各胚层相应的分子标记物 ;在拟胚体的发育过程中出现明显的空腔化过程 ,TUNEL染色及电镜观察到凋亡生成 ,同时线粒体膜电位 (ΔΨm)在拟胚体发育过程中降低 ,通过Western印迹检测到caspase3、caspase8的激活 .表明小鼠ES细胞所分化的拟胚体可以作为研究早期胚胎发育的实验模型 ,线粒体在拟胚体的细胞程序性死亡过程中发挥重要的作用 .为进一步利用拟胚体研究细胞程序性死亡及相关信号分子在小鼠胚胎发育早期的作用奠定了基础