内质网应激反应与衰老相关疾病

内质网是真核细胞合成膜蛋白和分泌蛋白的主要场所,当细胞经历缺氧、钙离子稳态失衡、糖基化异常或内质网内蛋白合成急剧增加时,就会造成腔内未折叠蛋白聚集体的形成,引发细胞毒性.这时便会激活一系列信号通路,通过增加内质网中分子伴侣的数量、降低蛋白合成速率、加快未折叠蛋白降解来保护细胞,当刺激严重或时间过长则会引起细胞凋亡.这种反应就称为内质网应激反应,也叫未折叠蛋白反应.正常人体细胞随着分裂次数增加或受外界因素诱导逐渐进入一种不可逆的细胞周期阻滞,即细胞衰老.细胞衰老会伴随着各种生理生化的变化,如内质网的结果和功能的改变.内质网应激反应会随着细胞衰老而发生一些改变,与衰老相关疾病密切相关而备受关注.因此深入研究内质网应激反应对于揭示衰老及衰老相关疾病的分子机制具有重要的科学意义.     

浅析内质网与细胞凋亡

内质网(endoplasmic reticulum,ER)在细胞内分布广泛,是最大的细胞器,主要负责蛋白质的合成转运、信号肽识别、糖基化修饰等过程和钙离子的贮存,信号转导及细胞内钙的再分布。细胞凋亡是诱导性细胞自杀过程,主要由线粒体介导。近来研究发现过度内质网应激可启动细胞凋亡,是一条新的细胞凋亡信号传导通路,这一信号传导通路包括非折叠蛋白反应和钙离子起始信号等机制,并且,由内质网应激特异性激活Caspase-12而最终导致细胞凋亡。本文对该凋亡途径的研究进展作了简要综述。     

HAC1基因过表达对重组人CTLA-4蛋白在毕赤酵母中分泌表达的影响

重组人细胞毒性T细胞相关抗原(Cytotoxic T Lymphocyte Associated Antigen 4,CTLA-4)是一类重要的基因工程药物,其在毕赤酵母中表达水平偏低使其一直无法广泛应用于临床治疗.而影响毕赤酵母中的外源蛋白分泌表达的因素,主要为内质网中的折叠速率以及不可折叠蛋白积累造成的胞内胁迫压力.本文通过在毕赤酵母细胞中过表达HAC1基因对毕赤酵母细胞中未折叠蛋白反应(Unfolded Protein Response,UPR)的信号通路进行调控,从而改善了CTLA-4蛋白的表达水平.摇瓶中改造菌株M-HAC1发酵上清液中该蛋白的分泌表达量是原始菌株表达量的2.55倍.     

抑制Cullin-RING E3泛素连接酶导致片状内质网扩张

内质网(endoplasmic reticulum, ER)是细胞中一个重要的细胞器,分为片状内质网(sheet ER),和管状内质网(tubular ER),但是片状内质网的形成机制目前仍不完善.MLN4924是一种小分子药物,能抑制cullin-RING E3泛素连接酶活性并导致癌细胞凋亡.本研究发现MLN4924能使细胞中片状内质网扩张,但是片状内质网标志蛋白Climp63和成管蛋白REEP5/DP1的表达量均没有发生变化.此外,MLN4924并不能诱导内质网应激反应.最后,通过F-box siRNA文库的筛选,发现FBXO3、FBXO8、FBXO18、FBXO36、FBXO38、FBXO39、FBXL4、FBXL5、FBXL8和FBXW1与片状内质网扩张相关.这能为今后解析片状内质网的形成机制提供新的 方向和思路.     

葡萄糖调节蛋白GRP78研究进展

葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated p rotein78 kD,GRP78)又称免疫球蛋白重链结合蛋白(immunoglobulin heavy chain binding protein,Bip),是位于内质网上重要的分子伴侣,属热休克蛋白70家族的一员.GRP78分子及其DNA分子序列结构在许多生物物种中高度保守.GRP78在内质网中参与阻止内质网新生肽聚集、调节内质网钙稳态、抗内质网相关性细胞凋亡,以及启动未折叠蛋白反应等细胞生命过程.GRP78生物学功能的研究已经引起生物学家的广泛重视.     

声动力疗法诱导S180肿瘤细胞凋亡中相关蛋白的转定位和表达研究

以AIF、Bid和NF-κB 3种凋亡调控相关蛋白为研究对象,应用激光共聚焦显微镜观察、免疫印迹以及PCR等方法,分析3种蛋白在超声和声动力处理后细胞内位置的改变和表达量的变化,初步探讨声动力诱导肿瘤细胞凋亡的信号通路.结果显示:声动力处理后AIF由线粒体释放进入核中,介导S180细胞凋亡,但其蛋白和mRNA表达没有明显变化;NF-κB在单纯超声处理后立即活化,由胞质进入核中,同时在蛋白和mRNA水平表达上调;而Bid在各处理组未观察到活化.研究结果表明:超声和声动力诱导细胞凋亡的主要路径可能不同,超声处理后应激蛋白NF-κB立即活化,启动核信号级联反应参与调节细胞凋亡;而声动力处理损伤线粒体,释放凋亡相关蛋白,介导细胞凋亡.     

顺铂对Tca8113细胞线粒体以及内质网凋亡相关蛋白的影响

本文通过探讨顺铂对人舌鳞状细胞癌细胞Tca8113细胞线粒体与内质网凋亡蛋白的影响,探讨顺铂诱导Tca8113细胞发生凋亡的机制。体外培养Tca8113细胞,顺铂(CDDP)作用后,通过MTT检测Tca8113细胞增值率;Western Blotting检测顺铂对Tca811细胞线粒体凋亡以及内质网凋亡相关蛋白表达水平的影响。与对照组相比较,CDDP可以明显抑制Tca811细胞的存活率,差异有统计学意义(P﹤0.05);Western Blotting结果显示,顺铂可以明显的增加线凋亡相关蛋白Cleaved Caspase-3的表达水平。另外,CDDP可以增加线粒体凋亡相关蛋白Bax的表达,以及内质网凋亡相关蛋白CHOP的表达。顺铂可以诱导Tca8113细胞发生凋亡,其凋亡可能通过线粒体与内质网凋亡信号通路共同发挥作用。     

p38MAPK信号传导通路及其与细胞凋亡

丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)是广泛表达的丝氨酸／酪氨酸激酶，在哺乳动物细胞多种信号转导通路中起重要作用，MAPKs有三个主要家族：ERKs。JNKs和p38MAPKs。p38信号通路是MAPK通路的一重要分支，它在炎症、细胞应激、凋亡、细胞周期和生长等多种生理和病理过程中起重要作用。四种已知的p38异构体包括p38a、p38p、p38y和p386。多年来已发现p38MAPK通路可以由应激包括高渗、热休克、放射线和其他应激反应活化。因此，p38MAPK通路参与了多种刺激引起的信号级联反应，表明它在引起多种细胞反应中起重要作用，并且，p38在细胞凋亡和多样性变化中也显示调节效应。     

PI3K-Akt和JNK信号通路抑制剂对杆状病毒诱导昆虫细胞凋亡影响的初步研究

为了探讨杆状病毒诱导昆虫细胞凋亡通路与细胞内PI3K-Akt和JNK信号通路的关系,应用PI3K的特异性抑制剂Wortmannin和JNK的特异性抑制剂SP600125处理芹菜夜蛾核型多角体病毒(AfMNPV)感染的斜纹夜蛾SL-1细胞,研究了这些抑制剂对杆状病毒诱导昆虫细胞凋亡的影响.分别使用浓度梯度2.5,25,50μmol的SP600125和0.3,3,30μmol的Wortmannin处理感染了SfaMNPV的SL-1细胞,24h后进光镜观察、DAPI荧光染色,流式细胞术分析显示,抑制PI3K-Akt和JNK信号通路后杆状病毒诱导的细胞凋亡受到明显影响,细胞凋亡水平明显降低.研究结果提示AfMNPV诱导斜纹夜蛾SL-1细胞凋亡过程可能涉及细胞PI3K-Akt和JNK信号通路.     

内质网应激在趋化素诱导成骨细胞代谢过程中的作用机制

观察趋化素诱导成骨细胞代谢过程中的影响,探讨内质网应激反应在此过程中的机制。将成骨细胞随机分组,给予不同浓度的趋化素(Chemerin)进行诱导,观察成骨细胞活力变化;ELISA法测定细胞趋化蛋白1(MCP-1)、E选择素(E-selection)变化;Western blot法检测成骨细胞黏附分子1(ICAM-1)、需肌醇跨膜激酶/核酸内切酶1(inositol-requiring transmembrane kinase/endonuclease 1,IRE1)、葡萄糖调节蛋白78(Glucose-regulated protein 78,GRP78)的表达情况。通过研究发现Chemerin对成骨细胞活力未见明显影响;与正常对照组相比,Chemerin呈浓度依赖性上调MCP-1、E-selection、ICAM-1等炎症因子的表达(P0.05),上调内质网应激反应相关指标IRE1、GRP78的表达(P0.05);其中,1×10-5mol/L组Chemerin作用最为显著。研究结果表明趋化素可诱导成骨细胞的凋亡过程,在成骨细胞的代谢中发挥重要作用,此过程可能和内质网应激反应相关。     

双酚A暴露致神经细胞凋亡和炎症性死亡的研究进展

双酚A(BPA)是生产聚碳酸酯和环氧树脂塑料的添加剂,具有内分泌干扰物效应。由于大量研究发现BPA具有神经毒性,其暴露对大脑神经功能及行为变化的影响受到越来越多的关注.研究发现,氧化应激常伴随着BPA诱导的神经细胞凋亡和炎症性死亡(焦亡)反应的发生,导致神经细胞形态和功能改变,是BPA暴露与神经系统疾病相关性的重要连接纽带.研究聚焦BPA暴露诱导神经细胞凋亡和炎症性死亡这一生理现象,对BPA暴露通过线粒体、内质网以及死亡受体通路信号上的细胞凋亡的分子作用机制的详细介绍,探讨了细胞凋亡、细胞焦亡之间的关系以及他们与神经系统疾病的潜在关系,指出BPA暴露诱导的神经细胞凋亡与炎性反应的分子机制尚需要大量的动物、靶向敲除实验以及人群实验加以验证.同时,应关注低剂量BPA暴露参与毒性通路或与其他毒性通路相互作用而加重复合污染物暴露的健康效应,为深入研究BPA暴露的神经毒性机制及其毒性干预提供参考.     

USP13抑制溶瘤病毒诱导的肝癌细胞凋亡机制

新城疫病毒(Newcastle Disease Virus,NDV)是一种复制能力较强且特异性识别并杀伤肿瘤细胞的禽类病毒.肝癌细胞被NDV感染后,会特异性激活肝癌细胞中的凋亡信号通路,诱导肝癌细胞发生凋亡. USP13(Ubiquitin Specific Protease 13)是去泛素化酶家族的一员,能够去泛素化和稳定PTEN分子.在Huh7和HLCZ01这两种肝癌细胞中感染NDV时,USP13的表达水平均明显降低.在NDV感染的Huh7和HLCZ01细胞中过表达USP13,细胞凋亡均明显受到抑制.反之,敲低细胞中USP13的水平,细胞凋亡明显得到增强.进一步揭示了USP13抑制NDV诱导肝癌细胞凋亡的机制,在两种肝癌细胞中过表达USP13虽然不影响细胞中NDV的复制,但发现USP13能够上调凋亡信号通路中的一个重要分子Bcl-2,进而抑制肝癌细胞的凋亡. USP13在NDV诱导的肝癌细胞凋亡中发挥着重要的作用,同时为肝癌的溶瘤病毒治疗提供了一个新的理论依据.     

抗肿瘤药物诱导肿瘤细胞凋亡机制的研究进展

综述了近年来抗肿瘤药物诱导肿瘤细胞凋亡作用机制的研究进展.抗肿瘤药物诱导肿瘤细胞凋亡的作用机制主要有：阻滞肿瘤细胞增殖周期、影响细胞凋亡信号的转导途径、调控癌基因和抑癌基因的表达、降低端粒酶的活性、激活活性氧途径、线粒体途径及调节细胞内pH诱导凋亡等.     

垂盆草乙醇提取物诱导HEK 293T细胞凋亡及作用机制

目的:探讨垂盆草乙醇提取物(EESS)对HEK293T细胞凋亡的诱导作用和机制.方法:利用CCK-8法检测垂盆草乙醇提取物对细胞增殖影响,用Hoechst33342染色法及Annexin V-FITC染色流式细胞检测其对细胞凋亡的影响,以Western blot检测其对NF-κB信号通路蛋白及凋亡相关通路蛋白Bcl-2, Bax, Bcl-xL等表达的影响.结果:EESS对细胞增殖具有抑制作用,能促进其凋亡呈剂量依赖性,并显著上调NF-κΒ磷酸化水平及凋亡启动蛋白线粒体细胞色素C(Cyc)蛋白和促凋亡蛋白Bax的表达(P<0.05).结论:垂盆草乙醇提取物能诱导HEK 293T细胞的凋亡,其作用机制与NF-κΒ信号途径及其介导的凋亡启动蛋白Cyt c和促凋亡蛋白Bax的表达上调有关.     

伤寒沙门菌激活TRAIL信号通路促进巨噬细胞凋亡

为探究伤寒沙门菌对巨噬细胞凋亡及肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand,TRAIL)信号通路的影响,对伤寒沙门菌感染THP-1细胞早期和后期提取细胞RNA进行转录组测序(RNA-seq).通过定量PCR(qPCR)技术检测凋亡相关基因的转录水平,对RNA-seq结果进行验证,流式细胞术和蛋白质免疫印迹法检测THP-1细胞的凋亡和凋亡相关蛋白;加入TRAIL抗体结合TRAIL蛋白后,流式细胞术和蛋白质免疫印迹法检测感染早期THP-1细胞凋亡的变化.结果显示,伤寒沙门菌感染THP-1细胞后,凋亡相关基因caspase-3、caspase-8、caspase-9在感染后期转录水平显著增加,Tnfsf10、Tnfrsf10b、Tnf、Fas在感染早期和后期转录均增加,细胞凋亡率明显增加,caspase-3、caspase-8、caspase-9蛋白活化增加,TRAIL、DR5蛋白表达增加;与PBS对照组相比,加入TRAIL抗体后caspase-3蛋白活化明显减弱,细胞凋亡率明显下降.综上,伤寒沙门菌通过部分激活TRAIL信号通路来诱导巨噬细胞凋亡.     

2-丁亚砜-1,4-萘醌诱导人恶性黑色素瘤A375细胞凋亡及其机制

目的:探究2-丁亚砜-1,4-萘醌(BSNQ)对人恶性黑色素瘤A375细胞的诱导凋亡作用,阐明其诱导凋亡的机制.方法:MTT比色法检测BSNQ对人黑色素瘤A375细胞的杀伤作用.Annexin V-FITC/PI双染法与流式细胞术检测BSNQ对人黑色素瘤A375细胞的诱导凋亡作用.Western blotting法检测Akt信号通路相关蛋白的表达情况.流式细胞术检测BSNQ对A375细胞内ROS的调控作用.结果:BSNQ处理A375细胞其存活率逐渐降低.BSNQ能够显著诱导A375细胞发生凋亡.抗凋亡蛋白p-Akt和Bcl-2表达量逐渐降低,pro-caspase-3表达量逐渐降低,促凋亡蛋白Bad和cleaved-caspase-3表达量逐渐升高(P0.05).BSNQ能够显著增加细胞内ROS水平.同时,BSNQ与NAC共同处理后,能够显著降低BSNQ诱导的细胞凋亡程度.结论:BSNQ通过上调细胞内ROS水平,下调Akt信号通路的活性,诱导人黑色素瘤A375细胞凋亡.     

系统药理学研究重楼皂苷Ⅰ对黑色素瘤增殖凋亡的作用及潜在机制

重楼皂苷Ⅰ治疗黑色素瘤的作用机制尚未完全阐明,仍需进一步研究.采用网络药理学联合细胞实验系统揭示重楼皂苷Ⅰ对黑色素瘤的作用及机制.结果显示重楼皂苷Ⅰ有104个治疗黑色素瘤的潜在作用靶点.PPI网络分析发现,TP53,AKT1,STAT3,MAPK8,MAPK14,JUN,MAPK3,MAPK1,CTNNB1,MYC,RELA,PIK3CA,NFKB1,CCND1,EGFR,VEGFA,TNF,FOS,RB1,IL6为重楼皂苷Ⅰ治疗黑色素瘤的重要靶点.重楼皂苷Ⅰ的潜在作用靶点富集到生物过程251条,涉及负调控细胞凋亡、正调控基因表达、药物反应、正调控基因转录、细胞对缺氧的反应、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、应激反应、肽丝氨酸磷酸化、细胞增殖调控、激活MAPK等;富集到细胞组成27条,涉及核质、胞质溶胶、线粒体、细胞质、细胞核、蛋白质复合体、核染色质、细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶全酶复合物、线粒体外膜、细胞表面等;富集到分子功能40条,涉及蛋白结合、MAP激酶活性、蛋白激酶活性、转录因子结合、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性、酶结合、激酶活性、染色质结合等;富集到KEGG通路106条,如癌症通路、FOXO信号通路、TOLL样受体信号通路、TNF信号通路、NOD样受体信号通路、T细胞受体信号通路等.进一步的KEGG通路网络发现,MAPK信号通路,PⅠ3K-Akt通路,凋亡,细胞周期,p53信号通路,Jak-STAT信号通路,TOLL样受体信号通路,mTOR信号通路,NF-kappa B信号通路,癌症通路连接度较高.细胞实验证实重楼皂苷Ⅰ能抑制A375细胞增殖,并且能促进细胞凋亡.文献证实重楼皂苷Ⅰ治疗黑色素瘤的分子机制与PⅠ3K-Akt信号通路有关.研究发现重楼皂苷Ⅰ通过多靶点、多通路调控细胞的增殖、凋亡、细胞周期,从而发挥治疗黑色素瘤的作用.     

干扰素调节因子的研究进展

指出了干扰素调节因子(IRFs)是一类在干扰素(IFN)信号通路中起重要调控作用的多功能转录因子,目前已经发现10个IRFs成员,它们在IFN的诱导、病毒防御、免疫调节、细胞分化、细胞生长与凋亡和许多疾病的调节中具有重要作用.对IRFs的结构、IRFs在免疫系统、细胞分化、细胞凋亡和相关疾病如肿瘤、系统性红斑狼疮中的功能作了综述.     

EGFR抑制剂耐药拮抗策略在非小细胞肺癌治疗中的进展

自噬即细胞自我"消化",不仅与肺癌的发生发展密切相关,还与癌细胞耐药的形成有关.细胞的自噬水平可由表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)等多种信号通路进行调控.靶向治疗药物表皮生长因子受体-酪氨酸激酶抑制剂(epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)可以有效阻断下游信号通路,并广泛应用于治疗晚期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC). EGFR-TKI疗效肯定但容易产生耐药,而且还能诱导肿瘤细胞自噬活性.最新研究表明,使用自噬诱导剂或抑制剂调节自噬水平,可延缓EGFR-TKI的耐药性,提高其治疗非小细胞肺癌的效果.     

恩度对雌激素受体阳性的人乳腺癌细胞生长的抑制作用及其分子机制的研究

研究了重组人血管内皮抑素(恩度)对雌激素受体阳性的人乳腺癌MCF-7细胞株生长的抑制作用与其分子机制.采用MTT法、台盼蓝染色法和中性红染色法检测不同浓度恩度对MCF-7细胞生长的抑制作用,Hoechst33258荧光染色法和TUNEL分析法观察恩度诱导MCF-7细胞凋亡的形态变化,蛋白印迹法检测恩度作用的MCF-7细胞中与生长和凋亡相关蛋白的表达.结果表明,恩度显著性地抑制MCF-7细胞的生长并诱导细胞凋亡.此外,恩度显著性地减少MCF-7细胞VEGFR1,c-Met,ERα,Akt,NF-κB,Bcl-2和CyclinD1蛋白的表达,明显地上调Bax蛋白的表达,其作用的分子机制可能是通过抑制VEGFR1/c-Met/ERα-Akt-NF-κB信号传导通路,下调Bcl-2/Bax蛋白比率、降低CyclinD1蛋白的水平.