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。     

黄连素通过靶向GRP78增强结肠癌细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性

黄连素(berberine)是从黄连中提取到的一种异喹啉类植物性生物碱,研究表明它能够显著增强肿瘤细胞对5-氟尿嘧啶(5-Fu)的敏感性,但具体的作用机制并不清楚。葡萄糖调节蛋白78(GRP78)是内质网中重要的应激蛋白,在肿瘤微环境的刺激下通常发生过表达并且能够分泌到胞外促进肿瘤进程。研究显示黄连素能够通过抑制GRP78分泌增强5-Fu的抗肿瘤活性,纳米粒子示踪检测结果进一步表明黄连素抑制了GRP78的外泌途径。机制研究发现,黄连素能够与ATP竞争性结合GRP78,使得GRP78的ATP酶活性丧失,最终导致GRP78由活性的单体形式转变为没有活性的二聚体或多聚体形式,失去其外泌功能。这一发现表明肿瘤微环境中GRP78的存在可能是肿瘤产生耐药性的重要原因。     

芪丑汤拆方对ERS大鼠RIF分子伴侣作用的影响

研究芪丑汤拆方对肾间质纤维化大鼠肾组织内质网应激分子伴侣作用的机理.通过单侧输尿管梗阻建立大鼠肾间质纤维化的动物模型.将大鼠随机分为假手术组、模型组、依那普利组、芪丑汤全方组、温补脾肾组、泄浊化瘀组.分别于造模后第7天、第14天处死大鼠,收集大鼠血清测定肌酐(Scr)、尿素氮(BUN);摘取左侧肾脏,称肾脏重量比较分析,观察肾脏水肿程度;采用HE染色评定肾小管损伤指数,及肾间质纤维化程度;采用Western Blot免疫印迹法检测各实验组内质网分子伴侣GRP78、GRP94蛋白表达水平.结果表明,术后第7、14天,各治疗组与模型组比较,Scr、BUN的水平均明显降低(P0.01,P0.05);第7天芪丑汤全方组与依那普利组比较Scr水平有差异(P0.05);第14天芪丑汤全方组与依那普利组比较,降低Scr、BUN作用明显(P0.05);术后第7、14天,除14天的温补脾肾组外各治疗组与模型组相比,均能减小肾重(P0.01,P0.05);芪丑汤全方组与依那普利组比较能减轻肾重(P0.05);术后第7天芪丑汤全方组与模型组相比,能显著减轻肾小管损伤(P0.05);14天芪丑汤全方组与依那普利组比较,肾小管损伤作用有差异(P0.05);术后第14天,芪丑汤全方组和泄浊化瘀组与模型组比较GRP78、GRP94的蛋白表达有显著差异(P0.01),与依那普利组比较,芪丑汤全方组能显著抑制GRP78、GRP94的表达(P0.01).芪丑汤全方组能够保护单侧输尿管梗阻大鼠的肾功能;减轻肾脏肾盂积水;降低肾小管损伤指数;减少GRP78、GRP94的蛋白表达从而干扰内质网应激过程介导的细胞凋亡通路,阻碍细胞凋亡沉积引起的肾间质纤维化.各治疗组14天的作用效果优于7天,泄浊化瘀组优于温补脾肾组.     

内质网应激相关蛋白在肾纤维化大鼠肾组织中的表达

探究内质网应激(ERS)相关蛋白在单侧输尿管梗阻(UUO)大鼠肾间质纤维化中表达的调节。将大鼠随机分为假手术组及UUO模型组,UUO组行左侧输尿管结扎术,于术后3、7和14d Masson染色观察肾脏病理变化;眼底静脉丛取血,分离血清测定血尿素氮及肌酐;Masson染色对肾间质胶原相对面积进行半定量分析;免疫组化法检测α平滑肌肌动蛋白(α-SMA);Western blot检测葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、内质网源性转录因子(CHOP)、凋亡相关蛋白半胱氨酸天门冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)及caspase-12蛋白表达。模型组与对照组比较大鼠肾小管间质损伤指数、肾间质纤维化程度、血清Scr、BUN水平及肾组织CHOP、caspase-3蛋白表达有差异(P0.05;P0.01)。与假手术组相比,UUO模型组可见:1)肾小管扩张和肾间质纤维化程度随输尿管梗阻时间延长而渐进性加重;2)GRP78、CHOP、caspase-3及caspase-12蛋白表达在术后3d均有上调,随着梗阻时间延长,上述蛋白表达更显著(P0.01)。内质网应激相关标志性蛋白在UUO大鼠肾间质纤维化的早期即存在表达上调,可能促进了肾间质纤维化不断进展。有望通过干扰内质网应激特异转录因子的传导通路,抑制细胞凋亡的表达,从而可减缓肾间质纤维化的发生和发展。     

鲫葡萄糖调节蛋白78基因部分序列的克隆、鉴定及功能预测

【目的】分析和预测鲫(Carassius auratus)葡萄糖调节蛋白78(Glucose regulated protein 78,GRP78)的功能,为研究GRP78在鱼类受细胞外刺激过程中的作用机制奠定基础。【方法】通过分子克隆技术获得鲫GRP78基因的部分序列,并利用生物信息学方法分析了该基因片段编码的蛋白质序列的二级结构、亲水性、可塑性、表面可及性和抗原表位。【结果】获得了长度为617bp的鲫GRP78基因片段序列,共编码113个氨基酸。这些氨基酸所构成序列的相对分子质量约为1.3kDa,等电点为5.82,无信号肽;可塑性区域位于第7～10位、第18～21位、第28～42位、第51～62位、第68～78位和第94～109位氨基酸残基;表面可及性区域位于第29～30位、第38～43位、第50～65位、第68～79位、第82～86位、第97～99位、第102～104位和第106～111位氨基酸残基;有1个B细胞抗原表位区域,位于第28～45位氨基酸残基。【结论】所获的鲫GRP78序列中含有ATPase保守结构域区段,该区段定位于内质网,具有较强亲水性。     

内质网应激对心肌梗死后心力衰竭大鼠心肌组织的作用

目的 研究内质网应激对心肌梗死后心力衰竭大鼠心肌组织的作用。方法 结扎大鼠左冠状动脉前降支建立心肌梗死后心力衰竭(心衰)模型,大鼠随机分为：假手术组、手术组术后2周组、4周组、6周组和8周组,测量各组大鼠的血流动力学指标,用荧光定量PCR方法检测各组大鼠的内质网分子伴侣GRP78蛋白,内质网应激相关凋亡蛋白CHOP、Caspase-12、Caspase-3、Bcl-2在心肌组织中的表达量。结果 与假手术组相比较,手术组大鼠左室收缩压(LVSP)、左室压最大上升和下降速率(±dp/dt max)明显低于假手术组(P≤0.05 或 P≤0.01);左室舒张末压(LVEDP)则高于假手术组(P≤0.05)。手术组大鼠心肌组织中GRP78、CHOP、Caspase-12、Caspase-3的表达量随术后饲养时间的增长而增高(P<0.05或P≤0.01),且表达量与术后饲养时间呈正相关(P≤0.01);心肌组织中Bcl-2的表达量随术后饲养时间的增长逐渐降低(P≤0.01),表达量与术后饲养时间呈负相关(P≤0.01)。结论 内质网应激激活了相关的细胞凋亡通路,使得心肌细胞凋亡。     

黄连素通过诱导肿瘤细胞内GRP78膜转位而促其凋亡

通过MTT实验发现,黄连素对结肠癌细胞HCT-116和乳腺癌细胞MCF-7的增殖有明显的抑制作用。Western blotting和实时定量PCR结果显示,经黄连素处理后,肿瘤细胞中凋亡相关蛋白Caspase12和CHOP在转录和翻译水平均明显上调。进一步研究发现,黄连素处理使得内置网分子伴侣蛋白GRP78在表达量不变的情况下,发生了明显的细胞膜转位。利用相应抗体封堵细胞膜上GRP78后,黄连素诱导的细胞凋亡明显缓解,表明肿瘤细胞表面GRP78介导了黄连素诱导的肿瘤细胞凋亡。     

卡托普利对高血压大鼠心肌内质网应激时GRP78和CHOP的表达及心肌细胞凋亡的影响

探讨血管紧张素转化酶抑制剂卡托普利对高血压大鼠心肌内质网应激时葡萄糖调节蛋白78((glucose-regulated protein78,GRP78)和C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)的表达及心肌细胞凋亡的影响,用18只雄性SD大鼠随机分为Sham组(n=6),TAC组(n=6)和Cartopril组(n=6).TAC组和Cartopril组大鼠行腹主动脉缩窄术(transverse aortic constriction,TAC)建立高血压模型,Cartopril组术前一周开始给予卡托普利灌胃.术后4周用颈动脉插管法测定各组大鼠血压值,免疫组化法检测GRP78蛋白和CHOP蛋白的表达水平,TUNNEL法检测心肌细胞凋亡.结果①Cartopril组平均动脉压为(124.67±6.26) mmHg,显著低于TAC组(169.73±6.58),但高于Sham组(117.08±7.92),差异有统计学意义(P<0.05);TAC组平均动脉压高于Sham组,差异有统计学意义(P<0.05).②GRP78在Cartopril组的平均光密度值为0.20±0.02,显著低于TAC组(0.35±0.03),但略高于Sham组(0.16±0.03),差异有统计学意义(P<0.05);TAC组GRP78蛋白表达的平均高密度值高于Sham组,差异有统计学意义(P<0.05).③CHOP在Cartopril组表达的平均光密度值为0.23±0.03,显著低于TAC组(0.46±0.05),但高于Sham组(0.07±0.02),差异有统计学意义(P<0.05);TAC组CHOP蛋白表达的平均光密度值高于Sham组,差异有统计学意义(P<0.05).④Cartopril组可见少量凋亡心肌细胞(18.73±0.28)%,显著低于TAC组(31.67±0.54)%,但略高于Sham组(13.49±0.12)%,差异有统计学意义(P<0.05);TAC组细胞凋亡率显著高于Sham组,差异有统计学意义(P<0.05).说明卡托普利能够通过降低心肌组织内质网应激反应水平,对高血压心肌细胞有保护作用,其作用机制可能与其降低CHOP介导的ERS凋亡反应有关.     

基于~1H NMR代谢组学技术探究GRP78蛋白对巨噬细胞极化的干预效应

巨噬细胞是肿瘤组织中一类十分重要的免疫细胞,它的M2型极化与肿瘤的恶化密切相关。GRP78蛋白作为肿瘤晚期的生物标志物,可以通过影响肿瘤微环境来促进肿瘤恶化,但GRP78对肿瘤组织中巨噬细胞的分化是否具有干预作用依然未知。本研究利用体外纯化的GRP78蛋白来模拟肿瘤细胞分泌的GRP78,用其处理鼠源巨噬细胞RAW264.7,然后通过~1 H NMR技术的代谢组学方法发现经GRP78处理后细胞中有18种代谢产物,培养基中有14种代谢产物的含量发生了明显变化。通过进一步的代谢通路分析,发现在GRP78蛋白处理后,RAW264.7细胞的糖酵解代谢明显减弱,而脂肪酸和氨基酸代谢加强,这与M2型巨噬细胞的代谢类型一致,表明经GRP78处理后,RAW264.7巨噬细胞向M2型分化。这一发现表明肿瘤微环境中GRP78的存在是肿瘤相关巨噬细胞以M2型为主的重要原因,这也为靶向GRP78的肿瘤治疗提供了坚实的理论依据。     

益气温阳对脓毒症内质网应激途径淋巴细胞凋亡的作用

目的:研究扶正法对脓毒症内质网应激途径淋巴细胞凋亡的影响.方法:采用盲肠结扎穿孔术(CLP)构建脓毒症动物模型,并分别给予临床等效剂量的参附注射液、参麦注射液进行干预,通过Annexin V-FITC/PI双标记染色法检测细胞凋亡情况,HE染色观察脾脏组织的病理学变化,并检测脾脏细胞内质网应激信号通路关键分子GRP78和CHOP的蛋白及mRNA的表达情况.结果:1.模型组大鼠脾脏组织细胞凋亡率明显高于其他各组(均P0.01);2.模型组大鼠脾脏较正常组破坏明显,呈被膜增厚、白髓减少或消失、淋巴小结结构破坏等表现,给药组脾脏破坏程度有所改善;3.参附注射液和参麦注射液可不同程度降低CLP诱导的大鼠脾脏GRP78、CHOP蛋白和mRNA的表达,均具有统计学差异(P0.05).结论:以扶正立方的参附注射液和参麦注射液均可通过抑制内质网应激途径而减轻脓毒症淋巴细胞凋亡.     

GRP78异常O-糖基化对乳腺癌细胞侵袭迁移的影响

为了探索O-糖基化异常对GRP78促进人乳腺癌MCF-7细胞侵袭转移能力的影响,克隆人GRP78基因,利用点突变技术,构建了GRP78野生型及T648A、T648G2个糖基化位点突变真核表达载体.Western blot检测外源性GRP78在MCF-7细胞中的表达.利用划痕修复实验和transwell侵袭小室实验,研究GRP78第648位Thr突变后引起的异常糖基化对其生物学功能的影响.划痕实验结果显示与野生型相比,转染突变体的MCF-7细胞的覆盖面积较少.Transwell检测结果显示突变体转染组的侵袭细胞数少于对照组,说明GRP78 O-糖基化缺失后明显降低了其促进MCF-7细胞侵袭迁移的能力.本研究为深入探讨O-糖基化在介导GRP78生物学功能中的作用机制奠定了基础.     

阿托伐他汀对高温高湿应激大鼠心肌细胞GRP78和CHOP表达的影响

探讨阿托伐他汀对高温高湿应激大鼠心肌细胞内内质网应激相关因子葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated proteinof 78kD,GRP78)和C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白(CAAT/enhancer binding protein homologous protein,CHOP)表达的影响。将60只雄性SD大鼠随机分为对照组、高温高湿组、阿托伐他汀组,每组20只。按实验时间(2 w、4 w、6w、8 w)的不同,各组又分为4个亚组,每个亚组5只大鼠。用颈动脉插管法测定各组大鼠的平均动脉压(MAP)。心脏超声心动图检测左心室形态结构。用免疫组织化学法检测心脏GRP78和CHOP的表达水平。①高温高湿各亚组的MAP随着实验时间的延长呈逐渐递增的趋势,高温高湿4 w、6 w、8 w亚组的MAP均高于相应的对照组和阿托伐他汀组(P<0.05)。②高温高湿组心肌细胞中GRP78在2 w即有低水平表达,高于对照组,但无统计学意义。随着实验时间的延长,高温高湿组GRP78表达量不断增加,6 w达到最大值,8 w表达减弱。高温高湿4 w、6 w、8 w亚组GRP78表达量均高于相应对照组和阿托伐他汀组,有统计学意义(P<0.05)。③高温高湿组2 w、4 w、6 w、8 w亚组CHOP表达量组间比较有统计学意义(P<0.05),8 w亚组表达达到最高值。高温高湿组2 w、4 w亚组与相应对照组比较无统计学意义(P>0.05);高温高湿组6 w、8 w亚组与相应对照组和阿托伐他汀组比较有统计学意义(P<0.05)。说明高温高湿应激可引起心肌细胞内质网应激反应,导致GRP78表达及CHOP表达的不对称增加,提示高温高湿应激可引起心肌细胞的损害。阿托伐他汀可以减轻内质网应激,逆转高温高湿应激所致的心肌细胞的损伤作用,对心肌细胞有保护作用。     

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.     

莱菔硫烷对HepG-2细胞Bp/GRP78、caspase-12蛋白影响

研究莱菔硫烷(sulforaphane,SFN)对内质网相关蛋白Bip/GRP78和caspase - 12蛋白表达的影响,探讨其诱导人肝癌HepG -2细胞的凋亡机制,采用Western Blot方法检测人肝癌HepG -2细胞内Bip/GRP78蛋白的表达,以及采用流式细胞仪检测caspase - 12蛋白的表达....     

过表达内质网小分子热激蛋白提高拟南芥的衣霉素抗性

内质网小分子热激蛋白是热激蛋白家族成员,具有分子伴侣活性.当植物受到内质网胁迫(ER-stress)时,内质网小分子热激蛋白具有缓解内质网胁迫的功能.我们将CaMV35S启动子驱动的内质网小分子热激蛋白基因AtHSP22.0导入拟南芥,Northern-blotting印迹分析表明,内质网小分子热激蛋白在转基因拟南芥中呈现组成型表达.转基因株系衣霉素抗性强于对照,说明AtHSP22.0的过量表达增强了拟南芥的衣霉素抗性,缓解了ER-stress.     

一种高效免疫佐剂热休克蛋白gp96的酸性区和两侧中间区对其N端构象及多肽结合能力的调节作用

gp96(glucose-regulated protein,GRP94)是热休克蛋白90家族(HSP90 family)中的一员.由于其在维持内质网蛋白中间过渡态的空间构型以及免疫反应中有重要作用,因此近年来被作为分子伴侣蛋白和免疫佐剂引起广泛关注,但是关于gp96生物功能的彻底阐明还将依赖于对其结构的深入研究.在试验中我们构建了不同的gp96片段,旨在寻找gp96的重要功能区.通过凝胶分子筛和EGS交联实验,发现gp96中间酸性区可以调节gp96 N端的寡聚化状态;而固相ELISA实验显示,包含中间酸性区的N端重组蛋白与肽的结合有高度饱和性,这些结果表明中间酸性区对gp96的寡聚化以及多肽结合能力有内在的调节作用.这一研究对gp96生物功能的阐明以及临床应用提供了理论基础.     

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.     

高血压大鼠血管平滑肌细胞GRP94和CHOP的表达及替米沙坦的影响

观察替米沙坦对高血压大鼠动脉血管平滑肌细胞内质网应激相关因子葡萄糖调节蛋白94(GRP94)和C/EBP同源蛋白(CHOP)的表达,以及血管中层厚度的变化的影响。将48只成年雄性SD大鼠随机等分为假手术对照组(对照组)、手术模型组和替米沙坦组。对照组分离腹主动脉,但不行狭窄术;模型组行腹主动脉狭窄术(TAC);替米沙坦组行腹主动脉狭窄术并给予每天替米沙坦1.5 mg/kg。喂养6周用颈动脉插管法测定各组大鼠的动脉压(MAP);利用图像分析软件测量血管中层的厚度。用免疫组织化学法和western-blot法检测GRP94和CHOP的表达水平。结果:①手术模型组大鼠的MAP显著高于相应的对照组和替米沙坦组,有统计学意义(P<0.05)。②手术模型组的GRP94表达量高于对照组和替米沙坦组,有统计学意义(P<0.05)。③手术模型组的CHOP蛋白表达量高于对照组和替米沙坦组,有统计学意义(P<0.05)。④手术模型组大鼠血管平滑肌中层厚度厚于对照组和替米沙坦组,有统计学意义(P<0.05)。说明腹主动脉狭窄致高血压可引起血管平滑肌细胞内质网应激反应,导致GRP94表达及CHOP表达的增加。替米沙坦可能通过减轻内质网应激,逆转高血压所致的血管平滑肌细胞的损伤作用,对血管平滑肌细胞有保护作用。     

脂滴质量控制及其介导细胞器间通讯调控脂质稳态的研究进展

脂滴(LD)作为储存脂质的细胞器,在脂质稳态中有着活跃表现.LD表面的特定蛋白质能够调节其生物发生和细胞器质量控制,通过细胞器膜接触位点调节多细胞器间信号通讯.作为细胞脂质稳态调节器,LD参与调节外源物诱导的脂质组分代谢和脂毒性结局转归.靶向LD动态的分子功能设计可成为调控脂质代谢相关损伤和疾病的新契机.该文以LD质量控制为出发点,主要阐述LD与线粒体、内质网和溶酶体的细胞器间通讯及其蛋白质分子调控的相关研究进展,以展示LD动态在外源物介导的细胞和机体脂质代谢与稳态调节中的作用.