G蛋白在杨树气孔运动中的作用

群众杨叶片下表皮经过不同浓度的G蛋白激活剂霍乱毒素(CTX)处理后,在扫描电镜下观察了气孔开度的变化,并用透射电镜结合X-射线能谱显微分析技术,对保卫细胞内的K^ 、Cl^-含量进行了研究。结果表明：CTX能促进气孔关闭,作用强度随CTX浓度的增加而增强。伴随着气孔关闭,保卫细胞液泡和细胞质中的K^ 、Cl^-含量都明显下降,而细胞壁中的K^ 、Cl^-含量增加。这提示G蛋白可能通过对保卫细胞内K^ 、Cl^-的调节作用而参与了气孔运动过程。     

甜菜碱通过钙通道升高鼠脾淋巴细胞内[Ca^2＋]i研究

研究甜菜碱对小鼠脾淋巴细胞内钙离子浓度的变化及相关钙通道的研究．应用激光共聚焦显微镜（LSCM）测小鼠脾淋巴细胞内钙浓度的变化，应用不同钙通道阻滞剂研究甜菜碱影响细胞内钙浓度变化途径．对终浓度4mmol／L甜菜碱作用淋巴细胞不同时间的细胞内钙离子浓度值分析表明：甜菜碱可以使淋巴细胞内Ca^2＋浓度升高，6h后效果最明显；对加入不同阻滞剂细胞内钙离子浓度变化分析表明：钙通道及蛋白阻滞剂硝苯地平、地尔硫卓、咪贝地尔、金雀异黄素对甜菜碱升高淋巴细胞内钙离子浓度没有影响；维拉帕米、新霉素、肝素、普鲁卡因能阻断甜菜碱对淋巴细胞内钙离子浓度的升高作用．由此可知：细胞内钙离子浓度升高主要通过以下途径：在G蛋白介导下通过影响L-型电压门控钙通道的仅。亚单位而引起外钙内流；通过影响胞内钙库的ILR钙通道和RyR钙通道而引起内钙外排．其共同引起胞质钙离子浓度增加．     

百日咳毒素与霍乱毒素对乙酰胆碱诱导气孔运动的影响

在动物细胞中神经递质乙酰胆碱与其受体结合后,通过G蛋白的偶联传递信号.在植物中,乙酰胆碱也普遍存在并参与调节许多生理过程.乙酰胆碱及其受体参与了气孔运动的调节,G蛋白的激活剂霍乱毒素与抑制剂百日咳毒素影响乙酰胆碱诱导的气孔开放,而且仅在含Ca 2+ 的介质中才能起作用;同时用Ca 2+ 荧光探针Fluo-3检测保卫细胞胞质Ca 2+ 动态变化,表明乙酰胆碱的胞内信号转导中有Ca 2+ 的参与.由此推测在毒蕈碱型乙酰胆碱受体介导乙酰胆碱诱导的气孔运动中,可能存在与G蛋白偶联的信号转导.     

钙通道抑制剂对川百合花粉萌发的影响

细胞内钙离子在花粉萌发过程中发挥重要作用,钙离子如何被植物花粉细胞所吸收是植物生殖生理研究的热点问题．对一些常用的钙通道抑制剂对川百合花粉萌发和花粉管伸长生长的影响进行了研究．结果表明,萌发中的花粉需要从外界吸收大量钙离子,电压依赖型钙通道的有机抑制剂(异搏定、尼群地平、地而流卓)和3价无机离子(镧、铝、钆)可以明显抑制花粉萌发,电压依赖型通道很可能是细胞外钙离子进入萌发花粉的重要途径．     

百日咳毒素与霍乱毒素对乙酰酰胆碱诱导气孔运动的影响

在动物细胞中神经递质乙酰胆碱与其受体结合后，通过G蛋白的偶联传递信号。在植物中，乙酰胆碱也普遍存在并参与调节许多生理过程。乙酰胆碱及其受体参与了气孔运动的调节，G蛋白的激活剂霍乱毒素与抑制剂百日咳毒素影响乙酰胆碱诱导的气孔开放，而且仅在含Ca^2 的介质中才能起作用；同时用Ca^2 荧光探针Fluo-3检测保卫细胞胞质Ca^2 动态变化，表明乙酰胆碱的胞内信号转导中有Ca^2 的参与。由此推测在毒蕈碱型乙酰胆碱受体介导乙酰胆碱诱导的气孔运动中，可能存在与G蛋白偶联的信号转导。     

异三聚体G蛋白在拟南芥生长过程中的作用

利用拟南芥的野生型和异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体(gpα1-1,gpα1-2)和超表达突变体(wGα,cGα)为材料,对植株生长发育的一些形态指标进行了观测比较．结果表明2个缺失突变体的植株高度、叶片宽度、长角果果柄长度都明显超过野生型,而超表达突变体的部分指标与野生型相比也有明显差别．实验结果表明,异三聚体G蛋白参与某些器官生长发育的调节,初步证明G蛋白α亚基在伸长生长过程中可能起负调节作用。     

生长抑素对胰岛素分泌的调控机制研究

生长抑素(Somatostatins,SST)对胰腺β细胞胰岛素的分泌有重要的调节作用,这一调节作用与细胞内钙离子浓度变化相偶联.以大鼠胰腺β细胞为研究对象,采用显微荧光测钙技术和膜片钳技术,研究了胞外SST对胞内钙离子信号的影响,初步探讨了其作用机制.结果表明:在细胞外液有钙时,胞外SST可减少由去极化产生的胞外钙离子内流;而在细胞外液无钙时,胞外SST通过动员胞内钙库释放而引起胞浆内钙离子浓度显著增高,并触发胰岛素的分泌.     

环(L-脯-L-苯丙)二肽——潜在的磷酸二酯酶抑制剂

利用海藻来源的黄曲霉中提取到的次级代谢产物筛选GPR41的激动剂,发现环二肽类化合物环(L-脯-L-苯丙)二肽(17号)可在多种(G41-CHO,G12-CHO,Mock-CHO,SH-sy5y和HEK293)细胞中引起细胞内cAMP水平升高.实验结果表明,17号化合物引起cAMP升高不依赖于GPCR的激活,且腺苷酸环化酶激活剂forskolin与17号化合物共处理组比fsk单独处理组cAMP进一步增加.实验结果提示,17号化合物可能是通过抑制cAMP水解,从而引起cAMP水平的持续升高.17号化合物与已知的PDE抑制剂具有相似的结构特征,可能是潜在的磷酸二酯酶抑制剂.这是首次发现环(L-脯-L-苯丙)二肽具有在多种细胞内提高cAMP浓度的作用.     

活性氧与NO在SO2诱导蚕豆气孔运动中的作用

以蚕豆叶表皮为材料,研究SO2胁迫时叶面气孔运动及其调节途径.研究发现,用浓度1～200μmol/L的SO2衍生物(亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合液)处理蚕豆叶下表皮后,气孔开度明显减小,气孔保卫细胞内活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)和钙离子(Ca2+)水平显著升高.采用抗氧化剂抗坏血酸和过氧化氢酶,钙离子干扰剂EGTA和LaCl3,以及NO合成抑制剂NaN3与NO清除剂c-PTIO,分别与SO2衍生物同时作用时,SO2诱发的气孔关闭效应得到有效缓解,保卫细胞内ROS、NO和Ca2+水平随之改变.抗氧化剂和NO干扰剂能阻止SO2诱导的胞内ROS、NO和Ca2+水平升高;EGTA和LaCl3能降低SO2诱导的胞内NO和Ca2+升高,但不影响ROS水平.研究结果表明,较高浓度SO2能诱导气孔关闭,SO2胁迫诱导ROS和NO合成增加,ROS和NO通过钙信号系统调节气孔开度.     

拟南芥gpa1-1/Atnos1双重突变体的筛选鉴定

异三聚体G蛋白和NO都是植物体内作用广泛的细胞信号物质,将gpa1-1和Atnos1进行杂交,筛选鉴定拟南芥G蛋白α亚基与NO合酶基因双重缺失突变纯合体,可为研究相应基因及其功能提供直接模式材料,也为在分子水平上探索异三聚体G蛋白和NO的各种生理作用及其在信号转导中的相互关系提供模式材料.     

细胞内钙离子形成的波形图案

目的利用包含缓冲和扩散影响的钙离子Shuai-Jung振荡模型,研究细胞内和钙库上不同的释放位置分布.方法研究细胞内钙离子振荡形成的波形结构,得到细胞内的钙波图案和细胞内一点的钙信号发放.结果细胞内的钙波信号具有各类实验出现的波形结构,细胞内固定点的钙波变化显示钙信号具有传递信使的特性.结论钙离子是细胞内重要的第二信使,其振荡传播可直接传导生理信息.     

水通道蛋白在‘丰水’、‘今村秋’花粉萌发中的作用

梨花粉在不同渗透压下萌发率会发生变化,用水通道蛋白的抑制剂Hg Cl2和激活剂β-巯基乙醇处理‘丰水’、‘今村秋’花粉培养基,会影响花粉萌发率.在培养基中加入浓度低于0.01%的β-巯基乙醇可以提高花粉萌发率、增加花粉管长度,若浓度高于0.01%,β-巯基乙醇即会对花粉造成毒害作用;加入0.001 mmol·L-1Hg Cl2即可降低萌发率,花粉管长度变短,且抑制效果随浓度增高而增强.     

脱落酸信号调控植物干旱胁迫响应的研究进展

对脱落酸代谢途径和信号途径在干旱胁迫响应中的调控作用进行了综述，揭示脱落酸介导的信号网络调控植物应答干旱的分子机制，同时对异三聚体G蛋白参与脱落酸信号调控干旱胁迫响应的最新研究进行介绍，最后对未来脱落酸调控干旱胁迫响应的研究方向提出了展望，以期为今后深入研究脱落酸信号调控干旱胁迫响应及培育抗旱能力强的植物提供理论参考.     

钙离子信号及细胞调控信号网络动力学

钙离子(Ca²⁺)是细胞内广泛存在的一种重要的第二信使,参与并控制着几乎所有的生命活动过程.细胞信号分子网络对细胞正常和病理生理活动过程进行着精密调控,确保细胞各项生理功能有序地进行.本文综述了近些年本课题组关于细胞内钙信号及细胞信号网络动力学模型方面的研究进展,包括集团化钙离子通道释放局域钙信号、细胞全局钙波信号、内质网和线粒体钙微域调控钙信号和钙信号调控细胞凋亡信号网络动力学,以及细胞信号调控网络动力学等.这些理论工作为研究钙信号和蛋白质信号网络调控细胞复杂生命过程的动力学机制提供了方向和思路.     

洋地黄毒苷诱导小细胞肺癌NCI-H446细胞增殖和凋亡的影响

应用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测洋地黄毒苷对NCI-H446细胞增殖的抑制效果;用AO-EB染色、DNA凝胶电泳分析以及AnnexinⅤ检测法检测细胞凋亡;用碘化丙啶(PI)染色测定其周期变化,利用激光共聚焦显微镜观察细胞内活性氧(ROS)和钙离子(Ca2+)的变化.结果显示洋地黄毒苷明显抑制NCI-H446细胞增殖,AO-EB染色、DNA电泳及AnnexinV检测法显示细胞有明显的凋亡现象,PI染色显示处于S期的细胞增多,激光共聚焦显微镜观察表明细胞内活性氧和钙离子浓度均升高.表明洋地黄毒苷能明显抑制NCI-H446细胞增殖,且细胞被阻滞在S期.细胞内活性氧和钙离子浓度的增加可能与其诱导细胞凋亡有关.     

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。     

SO_2诱导拟南芥保卫细胞凋亡

以拟南芥叶片下表皮为材料,研究了SO_2体内衍生物-亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液(3:1,mmol·L~(-1)/mmol·L~(-1))对气孔保卫细胞的致死效应.结果表明,浓度1.0～5.0 mmol·L~(-1)的SO_2衍生物处理表皮3 h可引起保卫细胞死亡,死细胞出现核固缩、核断裂、凋亡小体等典型的核凋亡特征,且胁迫组细胞内活性氧和钙离子水平升高.蛋白酶抑制剂Z-Asp-CH_2-DCB和TLCK能减少SO_2衍生物诱导的细胞凋亡;过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸(AsA),及Ca~(2+)螯合剂乙二醇双四乙酸(EGTA)和Ca~(2+)通道抑制剂LaCl_3均可使SO_2衍生物诱发的细胞死亡率降低.0.1 mmol·L~(-1)的AsA或EGTA能降低胁迫组胞内的活性氧和Ca~(2+)水平,与死亡率降低相伴发生.以上结果表明,一定浓度的SO_2可诱导拟南芥保卫细胞凋亡,胁迫可能通过诱导活性氧产生、胞外钙内流,造成胞内Ca~(2+)浓度升高,引发细胞程序性死亡.     

小胶质细胞内的钙离子信号的研究进展

细胞内钙离子(Ca~(2+))对多种生理活动均具有一定的调节作用,它可影响神经递质释放和细胞兴奋性.细胞内钙离子浓度([Ca~(2+)]i)受到多方面调控,[Ca~(2+)]i的变化是重要的信号转导方式之一.小胶质细胞是中枢神经系统中固有的免疫细胞,它们对脑损伤、脑炎症和多种神经退行性疾病有先天性的免疫应答.除了在疾病发生发展中的作用,小胶质细胞也在很大程度上参与了神经元网络的发育和脑组织稳态的维持.受体介导的钙离子信号的传递,是包括小胶质细胞在内的所有细胞中最普遍的信号转导机制.小胶质细胞功能变化与小胶质细胞内钙离子信号的变化密切相关,对小胶质细胞内钙离子信号的研究具有重大的意义.     

一氧化氮调节癌细胞中钙离子动力学

一氧化氮(NO)既能促进又能抑制癌细胞的增殖与转移,但是NO在癌细胞增殖与转移过程中所起作用的分子机理尚未明确.采用微孔板荧光检测技术观察NO对癌细胞钙离子浓度的调节作用,实验结果显示,外源性NO能使细胞内钙离子荧光强度显著增强,且增强程度与NO质量分数呈正相关;此外,NO引起的细胞内钙离子浓度增大主要是源于细胞内钙库的钙释放.研究结果有助于在细胞分子层面认识NO在癌细胞增殖与转移中的作用机制.     

一氧化氮调节癌细胞中钙离子动力学

一氧化氮(NO)既能促进又能抑制癌细胞的增殖与转移,但是NO在癌细胞增殖与转移过程中所起作用的分子机理尚未明确.采用微孔板荧光检测技术观察NO对癌细胞钙离子浓度的调节作用,实验结果显示,外源性NO能使细胞内钙离子荧光强度显著增强,且增强程度与NO质量分数呈正相关;此外,NO引起的细胞内钙离子浓度增大主要是源于细胞内钙库的钙释放.研究结果有助于在细胞分子层面认识NO在癌细胞增殖与转移中的作用机制.