细胞自噬在植物应答盐胁迫中的作用研究

本研究以模式植物拟南芥为材料,利用生理学和遗传学手段分析了盐胁迫下细胞自噬基因和活性氧(ROS)变化的相关性.结果表明野生型拟南芥Col-0在遭受盐胁迫处理3d表现了叶片漂白的症状并且会诱导ROS的产生和积累了大量的细胞死亡.荧光定量PCR实验表明盐胁迫会诱导细胞自噬相关基因的表达,细胞自噬参与了调控植物的防御机制来响应盐胁迫.进一步的实验表明拟南芥细胞自噬突变体atg2和atg5在遭受盐胁迫处理3d表现了更加严重的叶片漂白症状并且积累大量的细胞死亡和ROS.初步表明细胞自噬主要是通过调控ROS的产生来应答盐胁迫.     

TRAPP复合物与自噬关系的研究进展

转运蛋白颗粒(TRAPP)是一种高度保守的多亚基蛋白复合物，参与囊泡运输、细胞自噬等过程.细胞自噬是真核生物中高度保守的降解和循环通路，在维持细胞稳态和应对环境压力中起着重要作用.近年来，TRAPP复合物与自噬关系的研究较为广泛，研究表明多个TRAPP复合物亚基参与自噬过程，且TRAPP复合物不同亚基的突变或缺失也与多种人类疾病有关.对TRAPP复合物参与调控细胞自噬机制的深入研究有助于了解一些人类疾病的发生和发展.     

地塞米松在体外通过自噬减少亨廷顿蛋白积聚

为探讨地塞米松对亨廷顿模型细胞中突变亨廷顿蛋白水平影响，以及自噬在其中的作用，将表达GFP-Htt(Q74)的PC12细胞分为对照组、地塞米松组、3-甲基腺嘌呤组（3-methyladenine,3-MA）和3-MA+地塞米松组，使用荧光显微镜观测自噬水平、突变亨廷顿蛋白的累积情况；蛋白质印迹法检测突变亨廷顿蛋白表达水平。结果显示：相比对照组，地塞米松组细胞中突变亨廷顿蛋白聚集和水平显著减少（P<0.05），地塞米松引发PC12细胞LC3点状聚集；与地塞米松组细胞相比，3-MA+地塞米松组细胞中，突变亨廷顿蛋白聚集和水平显著增加。地塞米松在体外能显著减少GFP-Htt(Q74)-PC12细胞内突变亨廷顿蛋白聚集水平，其机制可能与激活自噬降解途径有关。     

自噬对肝癌SMMC-7721细胞侵袭迁移能力的影响

为探讨自噬对照射过程中肝癌SMMC-7721细胞侵袭和迁移能力的影响及其潜在的作用机制,将肝癌SMMC-7721细胞分为6组,分别为阴性对照(NC)组、8 Gy X-线照射(IR)组、自噬激活剂雷帕霉素(Rapa)组、自噬抑制剂三甲基腺嘌呤(3-MA)组、照射+雷帕霉素(IR+Rapa)组和照射+三甲基腺嘌呤(IR+3-MA)组,利用划痕实验和Transwell实验检测自噬对肝癌SMMC-7721细胞迁移和侵袭的影响;用CCK8实验检测照射、雷帕霉素和3-MA对肝癌细胞增殖的影响;用蛋白免疫印迹(Western blot)检测N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)和LC3B蛋白表达情况。研究结果显示,照射可增强肝癌SMMC-7721细胞侵袭迁移的能力(P<0.05),同时,照射可抑制细胞的增殖能力(P<0.05);雷帕霉素激活自噬可增强细胞的侵袭迁移能力(P<0.05),3-MA抑制自噬可抑制细胞侵袭迁移和细胞的增殖能力(P<0.05)。照射可上调N-cadherin、Vimentin表达水平(P<0.05),激活或抑制自噬可分别增加或抑制N-cadherin、Vimentin蛋白表达水平(P<0.05)。表明X-线照射可激活自噬,促进细胞上皮-间充质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)的发生。激活自噬可以提高肝癌细胞上皮间质转化进而促进肝癌细胞侵袭迁移;反之,抑制自噬可阻碍肝癌细胞的侵袭迁移。     

Follistatin-Like 1单倍体敲除促进肺纤维化小鼠成纤维细胞自噬

Follistatin-like 1(Fstl1)是促纤维化因子,在成纤维细胞中通过调节TGF-β信号参与肺纤维化发生过程.自噬是维持细胞稳态的过程,在细胞衰老和分化中起到重要的作用.在特发性肺纤维化全肺中自噬不足.通过博来霉素处理Fstl1^+/-和Fstl1^+/+小鼠构建肺纤维化模型,研究在肺纤维化发展过程中,Fstl1对肺纤维化的效应细胞即成纤维细胞中的自噬的调节.Western blot检测自噬标记蛋白LC3和p62的表达,q RT-PCR检测自噬相关基因ATG5,ATG7,ATG12的表达.在肺纤维化发展的不同时期成纤维细胞的自噬处于动态变化过程,在第7 d时成纤维细胞自噬降到最低,随后逐渐恢复.在未经肺纤维化诱导的小鼠中,Fstl1单倍缺失不影响成纤维细胞自噬;在博莱霉素处理的小鼠中,Fstl1单倍缺失提高了成纤维细胞自噬.     

细胞自噬与肝病

细胞自噬是真核细胞在长期进化过程中形成的一种自我保护机制,它在清除细胞内蛋白质聚集体、维持细胞内稳态中发挥着重要的作用.近年来研究表明,细胞自噬与各种肝病的病理发生密切相关,本文简要综述该方面的研究进展.     

甘松新酮对H9C2心肌细胞低氧损伤的作用及其机制

以氯化钴(CoCl₂)构建H9C2心肌细胞低氧损伤模型,研究Nar在其中的作用及机制. CCK-8试剂盒检测细胞活力,流式细胞仪测细胞凋亡,以自噬抑制剂3-MA预作用细胞探讨Nar对自噬的影响,Western Blot检测Beclin-1、LC3II/LC3I、P62、Bax、Bcl-2和Caspase-3蛋白表达,分光光度计测定乳酸脱氢酶(LDH)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和肌酸激酶(CK)含量. 结果显示:CoCl₂ (500 μmol/L)可抑制约50 %细胞生长,而Nar (50 μmol/L)预处理显著减轻了CoCl₂ (500 μmol/L)诱导的细胞凋亡;另外,Nar通过增加LC3II/LC3I和Beclin-1表达及促进P62降解激活了自噬,但3-MA预作用逆转了该过程;3-MA预作用同时逆转了Nar对CoCl₂造成的H9C2细胞凋亡和氧化损伤的保护作用. 研究表明:Nar在心肌细胞低氧损伤中以诱导自噬抑制凋亡的方式保护心肌细胞,Nar可能成为治疗低氧性心脏病的潜在药物.     

二甲双胍通过AMPK/FoxO3a信号通路对创伤性脑损伤后炎症因子的调节作用

为探究二甲双胍是否通过腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMPK)/FoxO3a途径发挥对创伤性脑损伤(traumatic brain inju-ry,TBI)后神经细胞分泌炎症因子的影响.通过将实验小鼠(雄性,C57BL/6)随机分为二甲双胍组、生理盐水组、复合物C组、野生型组和基因敲除组(FoxO3a敲除小鼠),每组20只.并建立伪手术模型,6、12、24 h的TBI模型.应用蛋白质印迹法(Western Blot)、免疫荧光双染检测的方法,研究了AMPK、FoxO3a、自噬相关蛋白(LC3,P62)和炎症因子(NLRP3,IL-1β)的表达情况,以及LC3和IL-1β的细胞核、细胞质的分布情况.结果表明:与生理盐水组相比较,二甲双胍组p-AMPK/AMPK比值增加,p-FoxO3a/FoxO3a比值降低,自噬水平升高,炎症因子表达降低,而复合物C组则相反;与野生型组相比较,结果提示FoxO3a基因敲除组自噬水平降低,而炎症因子表达水平显著增高.LC3主要表达在细胞质,IL-1β在整个细胞均有分布.可见AMPK的激活和FoxO3a蛋白有利于自噬的发生,二甲双胍可能通过AMPK/FoxO3a信号通路发挥对TBI后炎症因子的抑制作用.     

细胞自噬的调节机制与选择性降解

细胞自噬是一个多步骤的降解过程.当细胞自噬发生时,具有双层膜结构的自噬小体先把待降解的细胞内容物包裹起来,然后与溶酶体融合将内容物降解.细胞自噬起初仅被认为是对营养缺乏的适应性机制,是一个非选择性降解过程.近些年来不断深入的研究表明,细胞自噬同时还参与了抵抗炎症、肿瘤、神经退行性变及心脏病等重要生理过程.随着细胞自噬受体蛋白p62的发现,人们进一步认识到细胞自噬还是一个具有高度选择性的降解过程.本文综述了细胞自噬的调节机制及其对一些蛋白聚合体的选择性降解.     

新生隐球酵母JEC21菌株中Atg8 蛋白功能的研究

真核细胞在压力条件下,会通过自噬回收并循环利用细胞质和缺陷细胞器以维持细胞生存. 细胞自噬控制着许多重要的生理功能,在面对饥饿和其它种类的应激时,它发挥着不可或缺的作用.Atg8 蛋白家族在很多物种中都已经被证实与自噬相关. 但在条件致病真菌新生隐球酵母中,相关研究仍有很多空白. 本研究利用CRISPR/Cas9 系统获得ATG8 基因缺陷菌,进而探究Atg8 蛋白的功能及作用,结果表明:Atg8 没有影响菌体的结构、形态及传统的3 个毒力因子,影响了内质网反应、自噬及在大蜡螟感染模型中的致病性.     

人参亲环素基因表达载体构建及其在拟南芥中的抗盐活性分析

摘 要 为研究人参亲还素基因的抗盐活性,为该基因在人参抗逆育种方面的应用提供参考,通过植物转基因技术和外施不同浓度NaCl的方法获得阳性拟南芥植株,研究了不同植株类型不同盐浓度下的种子萌发率、植株生存率、植株主根长、植株分支数等相关指标。结果表明：在盐胁迫作用下转基因拟南芥种子萌发率高于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株生存率显著高于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株主根长大于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株分支数与野生型拟南芥植株分支数没有明显差异。可见人参亲还素基因提高了转基因拟南芥抵御高盐胁迫的能力。     

棉花DELLA蛋白GhGAl4a基因在拟南芥中功能初步分析

为了探究棉花DELLA蛋白基因GhGAI4a在拟南芥中的功能,构建植物表达载体pBP35S：GhGAI4a和pBP35S：Ghgai4a,利用农杆菌介导的花滴法将其转入Col野生型拟南芥。结果显示,2个载体各自获得6个独立的转基因拟南芥纯合株系。分别统计48—96h种子萌发率,测量生长7d后幼苗的主根长度,与非转基因植株相比,过量表达GhGAI4a、Ghgai4a对拟南芥种子萌发及主根生长具有明显的抑制作用。1μmol／LGA处理转基因植株,GhGAI4a转基因植株主根长和萌发率均增大,而Ghgai4a转基因植株主根长度和萌发率均无显著变化。     

拟南芥AtGluRS相互作用蛋白质VDAC及其转基因植物表型分析

电压依赖性阴离子通道蛋白质(voltage-dependent anion channel,VDAC)是拟南芥谷氨酰tRNA合成酶(AtGluRS)相互作用的蛋白质．为了研究VDAC蛋白的功能和作用,通过构建VDAC稳定表达载体,农杆菌介导的方法转化拟南芥,筛选和鉴定出VDAC过量和抑制表达植株．研究结果证实VDAC的过量和抑制表达植株影响气孔关闭和种子萌发．VDAC的过量表达导致植株对ABA敏感,VDAC的抑制表达降低了植株对ABA的敏感性．推测VDAC蛋白可能参与ABA信号途径．     

拟南芥AtHHR3响应热胁迫应答的初步分析

拟南芥基因AtHHR3编码一个RING结构域的E3连接酶,通过生物信息学分析发现其可能参与植物热胁迫相关的应答.为了探索其具体的功能,构建了AtHHR3互补株系,并在DNA水平和转录水平分别鉴定了AtHHR3互补株系,用RT-PCR技术分析了AtHHR3在热处理条件下基因表达的变化情况.在热胁迫下分析了野生型、突变体athhr3、回复株系幼苗存活以及种子萌发的表型变化情况,发现突变体athhr3表现出对热胁迫的耐受性,并检测了热胁迫下不同株系的HSF、HSP等热相关基因的转录水平的变化,初步的研究表明拟南芥基因AtHHR3负调控植物对热胁迫的耐受性.     

拟南芥AtRAC在盐胁迫应答中的功能研究

本实验所研究的拟南芥AtRAC含有两个RING结构域和三个蛋白激酶C保守区域1结构域即C1结构域.通过体外泛素化证明了AtRAC具有E3连接酶活性,亚细胞定位实验结果表明AtRAC定位在细胞核中.组织特异性分析表明AtRAC在根中的表达量很高,但是在茎、叶和花中的表达量较低,而且AtRAC的表达受到NaCl胁迫的诱导.进一步对atrac突变体的分析表明,在NaCl处理下,突变体atrac的萌发率降低,侧根数目也降低.初步研究表明拟南芥AtRAC可能是一个与盐胁迫应答相关的基因.     

拟南芥RING finger结构域ABRv1基因的功能初步研究

拟南芥ABscisic acid responsive RING-v protein 1基因（ABRv1）编码一个含有RING finger结构域的E3连接酶。为了分析ABRv1的基因功能,我们首先构建了高表达载体pBI121- ABRv1,经农杆菌转化,花序浸染后得到T0代转基因种子,并经卡那霉素板筛选得到转基因苗,再经过两代的筛选获取了纯合的高表达株系ABRv1。通过DNA及RNA水平鉴定了该基因的T –DNA插入突变体abrv1。对突变体、高表达转基因株系及野生型进行ABA诱导处理,检测其萌发率、气孔关闭情况进行,发现ABA处理后突变体的萌发率降低,过表达株系萌发率升高;突变体株系气孔几乎未关闭,过表达株系气孔关闭非常明显。以上结果表明ABRv1基因在拟南芥的ABA信号应答响应中可能起负调控作用,为深入分析该基因的功能打下基础。     

重楼种子萌发因素分析

本研究探索影响重楼（Paris polyphylla）种子萌发的因素,为重楼快速育苗提供理论基础。实验利用不同浓度植物激素和变温层积方式对重楼种子进行处理,统计种子的萌发时间及萌发率。结果显示,不同浓度赤霉素（GA₃）处理对种子萌发率无显著差异,而种子来源不同对种子萌发率有极显著的影响;3种变温层积方式下重楼种子均有萌发,变温层积对华重楼和滇重楼种子萌发时间和萌发率的影响并不显著,而种子来源对萌发时间和萌发率的影响极显著。因此,外加GA₃、不同的层积方式和变温处理均不能明显改善其萌发特性,种子的萌发时间和萌发率高低与种子来源显著相关。     

Na2CO3胁迫对生菜种子萌发的影响

以生菜(Lactuca sativa L.)种子为材料,采用纸上萌发法研究了不同浓度的Na2CO3对生菜种子萌发的影响。结果表明,2 mmol/L的Na2CO3处理对生菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等均有显著的促进作用,而对胚芽长度、胚根长度和胚鲜重等的促进作用不显著。Na2CO3显著抑制生菜种子萌发的浓度为5mmol/L,显著抑制胚生长的浓度为10 mmol/L。