神经再生过程中脊髓运动神经元α管蛋白基因的表达

我们曾发现神经损伤不仅引起轴突显微及亚显微结构的改变,同时也引起胞体β管蛋白基因表达的增加。由α和β管蛋白组装成的微管作为轴浆转运中转运物质的载体和轴突构筑的必须成分具有非常重要的功能。已经发现再生神经中管蛋白的含量及转运速度均明显增加以满足轴突构筑重建的需要。银染技术可使核仁组织区的嗜银蛋白特异着色,着色颗粒的量与rRNA的合成量呈正相关,从而可以反映细胞核的转录功能。因此,进一步观察损伤坐骨神经后脊髓腹角运动神经元转录功能的改变,着重了解α管蛋白基因表达的变化。     

大鼠生长至老化过程中在体神经的轴浆转运

神经元轴突缺乏合成蛋白的能力,轴突结构和功能的维持、代谢更新以及损伤后再生修复所需的物质均需在胞体内合成,经轴浆转运供应以定向利用。我们以往工作表明再生神经中部分标记蛋白的轴浆转运速度加快。由于轴突的再生与发育均有出芽、延伸、生长和成熟等动态构筑的变化过程,而神经损伤引起的退变又与老化神经的结构改变有相似之处,因此进一步观察了生长至老化过程中大鼠在体神经轴浆转运的变化。     

睫状神经营养因子在神经再生过程中的基因表达

神经损伤后轴突是否能有效再生取决于神经元及其微环境对再生的调控.我们曾报道夹伤大鼠坐骨神经后1d,在夹伤部位的神经内膜中出现充斥微管的再生芽;脊髓运动神经元中管蛋白和肌动蛋白基因表达上调,夹伤后5～10d,它们在再生轴突中的转运速度增加.这些都是神经元胞体对轴突再生调控的表现.微环境中的多种神经因子对不同神经元的再生则各有其显著的作用.睫状神经营养因子(CNTF)是近年发现的与神经营养素家族完全没有     

再生神经中细胞骨架蛋白含量的分析

神经细胞的恃点之一是轴突缺乏合成蛋白的能力,轴突生长发育和代谢更新所需的结构和功能物质均需由胞体合成经轴浆转运供应,因此轴浆转运不仅为再生神经提供了物质来源,还可能是再生过程的重要调控因素。轴浆转运对神经再生作用的研究起步较晚,多数是再生神经中标记蛋白转运总量或转运速度变化的观察,缺乏深入系统的工作。我们曾发现,虽然再生神经中标记蛋白的转运总量增加并不明显,但某些慢转运蛋白(w_1波)的转运速度却     

癫痫形成过程中海马结构内α-及β-管蛋白基因表达变化的研究

红藻氨酸(KA)是一种神经兴奋性毒剂,已证明KA的这种效应可作人类颞叶癫痫的可靠动物模型.海马结构是KA致癫作用最敏感的脑区,腹腔注入适量KA不仅可导致大鼠海马锥体细胞的脱失,而且引起苔藓纤维(MF)的出芽及其支配区内新突触的形成.但这种形态学改变的分子机制未见报道.微管由α-及β-管蛋白亚基聚合而成,它既是神经元轴浆中物质转运的载体,又是轴突构筑的重要组分,并在轴突再生过程中起重要作用.我们     

微管解聚驱动蛋白Kinesin-13的研究进展与展望

微管是细胞骨架的重要组成成分,其在细胞内的动态调节关系着细胞正常生理功能的发挥和维持.目前发现多种参与细胞内微管组装与解聚调控的蛋白,其中发挥微管解聚功能的Kinesin-13驱动蛋白家族被广泛地研究,该蛋白具有控制有丝分裂,调控纤毛组装与解聚和神经轴突发育与修复等功能.本文主要对Kinesin-13微管解聚机制,以及在主要的模式生物中生物学功能与调控机制进行比较与分析.     

用整体原位杂交法研究微管蛋白基因在斑马鱼胚胎中的表达

斑马鱼是一个很好的脊椎动物发育研究模型,斑马鱼胚胎发育过程中基因表达调控的研究对揭示脊椎动物形态发生的分子机理非常重要。微管蛋白固定受精卵细胞质中的形态发生决定子,组织形成基本的细胞骨架,控制细胞的各种运动。在脊椎动物中已发现有几种微管蛋白,每种微管蛋白都有其特定的表达位点和功能。用一种β２微管蛋白基因的全长ｃＤＮＡ为模板,合成地高标记的ＲＮＡ为探针,对斑马鱼各时期的胚胎进行整体原位杂交。β２微管     

微管结合蛋白2的功能区域分析

在神经系统中,神经元作为复杂的神经网络系统中的单元,发育成一个高度极性化的形态结构.这种极性状态在它从神经母细胞开始分化长出树突和轴突时便形成,在这一过程中,微管结合蛋白(microtubule-associated proteins,MAPs)特别是MAP2与Tau蛋白的表达对于细胞的极性化形态的发生、维持及其功能等方面发挥着重要的作用.在神经突起中,MAP2可以说是树突的标记,MAP2C及tau则大量地存在于轴突中.它们靠C-末端的微管结合部位与微管结合,而N-端则突出于微管表面.用MAP2或tau转染成纤维细胞可诱导微管束的形成,进一步的实验结果表明它们都能诱导Sf9细胞长出类似于神经元的突起,并且证明了MAP2及tau的N-端,而不是C-末端分别决定神经元树突与轴突中微管之间的距离,从而确定了在轴突和树突中微管系统的结构特征.然而MAP2及tau的N-端在相     

神经元胞浆快转运的一个数学物理描述

神经元内部活性物质的转运,不仅是神经调控活动的物质基础,而且形成了神经系统中的分子信息传递,具有十分重要的生物学意义。自Weiss提出物质在神经元胞浆中转运以来,已进行了大量的研究。目前已经了解活性物质在神经元胞浆中转运的能源是ATP,快转运的载体是微管,离细胞体顺向转运的动力是驱动蛋白(kinesin),向胞体逆向转运的动力是     

神经再生过程中脊髓腹角运动神经元神经丝蛋白基因的表达

用原位杂交法观察了大鼠坐骨神经损伤后脊髓Ｌ４－６腹角运动神经元中神经丝蛋白亚基基因的表达。光学显微镜下显示轴突损伤后脊髓腹角运动神经元内每个神经丝蛋白亚基ｍＲＮＡ的杂交信号明显减弱。神经丝蛋白－Ｌ和Ｍ－ｍＲＮＡ的杂交信号仅见于脊髓运动上元胞浆中,而神经元的胞核及胞浆内均有神经丝蛋白－Ｈ ｍＲＮＡ的表达。图象分析结果表明,损伤后３损伤侧腹角运动神结凶内神经丝蛋白－Ｌ －Ｍ和－Ｈ ｍＲＮＡ含量明显减少     

MFS超家族转运蛋白结构基础及转运机制

MFS(major facilitator superfamily)转运蛋白家族是目前已知的最大的膜转运蛋白家族之一.该家族膜转运蛋白广泛存在于整个生物界,其功能也与很多生命活动现象息息相关.作为膜转运蛋白,其基本功能是协助完成物质的跨膜转运.为了更好地理解MFS超家族蛋白如何实现物质的跨膜转运,科研人员致力于对其进行结构生物学研究.至今为止,总共有16个MFS超家族蛋白成员的结构得到解析.有限的结构信息可以提供一些线索,帮助我们理解跨膜物质转运的机制.本文除了介绍MFS超家族蛋白结构生物学和转运机制的研究进展外,还通过对已有结构和转运机制的介绍,实现对将来研究的展望.     

微丝、微管抑制剂及周期性电脉冲对豌豆幼苗韧皮部运输的影响

<正>高等植物韧皮部运输是否只靠源库间的膨压差来推动,其中有无原生质的参加,一直是有争议的问题.60年代初,阎隆飞等首先在烟草韧皮部鉴定出肌动球蛋白.阎隆飞和刘国琴最近又在芹菜韧皮部鉴定出微管蛋白和类动蛋白(kinesin-like protein).过去对韧皮部蛋白(P-蛋白)能否执行运输功能颇有争议,最近也在其中找到了与运动有关的蛋白质,这引起研究运输的生理学家的极大兴趣.微丝、微管是高等植物细胞的基本组分.在丝瓜卷须快速弯曲运动中,接受刺激的部位与发生快速运动的部位之间需要有电波传递,电波所到之处,原生质发生收缩运动.已经在丝瓜卷须中鉴定出肌动蛋白和肌球蛋白.用专一性抑制剂的研究也表明,发生收缩运动的组分是微丝.表明植物原生质的运动与动物类似,受“神经-肌肉机制”的调控.Wayne的研究表明,细胞内的电波传递会干扰肌动蛋白和肌球蛋白相互作用,使胞质环流停止.我们最近的研究结果表明,周期性电脉冲减弱玉米苗韧皮部对¹⁴C-同化物的运输,但并不影响³²P在木质部的运输,提示电脉冲刺激很可能是作用于韧皮部的微丝、微管 因此,我们设想运输韧皮部(transport phloem)筛管中微丝和微管的生理活动参与韧皮部运输.本试验利用微丝、微管特异抑制剂和周期性电脉冲抑制微丝和微管的生理活动,进而观察其对抑制韧皮部运输的效应.正在萌发的豌豆幼苗,适于用作细胞内含物再分配的研究. 营养源是养料储备丰富的子叶,胚根维管束是物质运输的通道,正在伸长生长的胚根是库,构成理想的源、库、通道的物质运输系统.在这个系统中,胚根伸长生长所需的物质完全靠子叶细胞内含物的再分配,这和蒜苔细胞内含物向新生珠蒜的再分配很相似.蒜瓣表皮和蒜苔组织汁液的转移主要靠原生质的胞间运动,但韧皮部的汁液运输有无原生质的推动至今尚未阐明.本试验以豌豆胚根的伸长生长和外源¹⁴C-蔗糖作为作韧皮部汁液运输的指标,从两个角度考察微丝、微管在韧皮部运输中的作用:即分别观察微丝、微管抑制剂和周期性电脉冲刺激对韧皮部运输的影响.     

金属转运蛋白SLC39A14的代谢性功能研究进展

微量元素是维持人体生理和代谢功能的重要的营养素之一,既可参与人体生理生化功能调控,亦可作为生物大分子的组成或辅助成分,如激素和维生素有机组成.微量元素对维持机体正常生命活动具有重要意义.其中,必需微量元素是机体内不能产生或合成但又是维持生物体正常生理机能不可或缺的,如铁、锰、锌等,主要通过消化道中不同的金属转运蛋白(metal transporter)转运吸收.近年来,随着金属转运蛋白不断被鉴定与发现以及金属转运蛋白的功能研究进展,认为SLC39A14在不同组织中参与铁、锌、锰等必需微量元素转运,并且参与多种生物学功能.基于目前对金属转运蛋白在代谢性器官以及代谢性疾病中的作用机理的了解和认识,本文回顾性总结了金属转运蛋白SLC39A14在不同代谢组织器官的代谢性功能和作用机制.     

慢性痛的发生机理

神经轴突,特别是外周神经轴突受到损伤后诱恨的疼痛等一系列感觉异常是神经元损伤后自身修复过程中伴随的功能活动代偿表现。轴突损伤区有胞体膜上大量堆积由胞体合成的Ｎａ＾２＋,Ｋ＾＋,Ｃａ＾２＋等离子通道蛋白和受体物质是神经元产生自发电活动及神经元电活动之间产生混线现象的基础。自发的非正常生理编码信息的异位传入电活动诱发痛觉过敏,痛性感觉异常、自发性疼痛及感觉倒错等异常感觉。分别应用合适的通道药物,肾上腺     

JDV转录调节因子Jtat蛋白调控微管的组装及其稳定性

微管作为细胞骨架的主要组成成分之一,在细胞生命过程,如细胞形态的建立和维持、细胞的迁移、细胞器在细胞内的运输以及在细胞有丝分裂过程中染色质的排列和分离中发挥重要的功能.不仅如此,微管还介入了病毒的复制周期.病毒作为一种寄生生物,它的存活依赖于它最     

细胞核内肌动蛋白及其功能研究进展

肌动蛋白是细胞内含量丰富的蛋白质. 近年来, 肌动蛋白已被证实普遍存在于各类细胞的细胞核中. 肌动蛋白、肌动蛋白结合蛋白和肌动蛋白相关蛋白等蛋白共同参与了细胞核内肌动蛋白形式和功能的调节, 包括肌动蛋白单体与聚合形式的转换、染色质结构调整、基因转录调控、mRNA加工和运输等许多重要生理功能. 综述了细胞核内肌动蛋白及其功能的研究进展.     

植物ABCG转运蛋白功能的研究进展

高等植物中细胞器及细胞之间是由生物膜分隔开来,但在植物的生理代谢及应对逆境胁迫的过程中,细胞器及细胞之间需要大量的信号与物质的交流.多数情况下,这些跨膜交流由膜上的转运蛋白来执行,其中以ABCG亚家族为代表的ABC转运蛋白家族是一类介导多种不同类型物质的跨膜转运以完成相应功能的转运蛋白.植物比其他真核生物拥有数量更多的ABCG转运蛋白,表明植物中ABCG转运蛋白具有多样且重要的功能. ABCG转运蛋白不仅参与植物正常生长发育过程中许多物质的转运,执行诸多重要的生理功能,还广泛参与植物对干旱、重金属、温度、渗透和抗生素等非生物胁迫,以及病原菌、害虫和植物化感作用造成的生物胁迫响应过程中的信号与物质转运,说明ABCG既与植物的正常生长发育相关,也在植物抵抗逆境胁迫中发挥重要作用.本文对植物ABCG转运蛋白的结构、分类、生理功能及在抗生物与非生物逆境胁迫的功能进行系统总结,为深入了解植物ABCG转运蛋白多样化功能、研究趋势和利用植物分子育种技术对ABCG基因进行表达调控以获得具有优良特性的植物新种质提供重要借鉴和参考.     

神经丝蛋白NF-M的功能分析

在神经细胞中,神经丝(Neurofilament,NF)蛋白通常是指在成熟的神经细胞内组成10nm纤维的NF-L,NF-M和NF-H三种蛋白亚基,称为NF蛋白三组分.在神经突起中,NF沿其纵向平行排列成束,并且在NF之间还有一些长短不一的横桥相连,对于NF蛋白三组分在神经细胞内形成这样一个独特的结构体系的分子机制目前尚不清楚.为此,我们克隆了编码NF-M蛋白的cDNA,并将编码NF-L及NF-M的cDNA一起转染sF9细胞,就细胞结构的变化进行了观察和比较.     

细胞骨架结构的研究

细胞骨架结构(cytoskeleton system,CSS)是动物细胞质中广泛分布的重要亚细胞结构.虽然过去未把它们看作重要的细胞器,然而随着近代细胞生物学研究的飞快进展,充分阐明了它们的结构、性质和复杂的功能.CSS 主要包括微丝(microfilament,MF)、中间丝(intermediate filament,IF)和微管(microtubules,MT)三种由直链蛋白多聚体所组成的纤维或微管状结构,以及细胞质中一些短纤维形成的网格结构(trabeculae).CSS 具有复杂的功能,对     

铁离子对肌动蛋白聚合的影响

肌动蛋白(Actin)是细胞骨架蛋白之一.在一定的条件下其球状单体(G-actin)可以聚合为丝状聚合体(F-actin).细胞的形态学变化及游动性与此特性有关.已经证明一些金属离子(如K~+,Mg~(2+),Ca~(2+))在ATP存在下可引发肌动蛋白的聚合.我们曾报告Fe(Ⅱ)离子可引起体外培养的软骨细胞形态发生明显变化,并伴有细胞功能的变化.用鬼笔环肽标记方法观察到Fe(Ⅱ)作用于细胞骨架,使细胞骨架微丝系统发生了解组与重组.为了进一步研究Fe(Ⅱ)离子与细胞微丝的相互作用,探讨软骨细胞形态与功能之间的关系.本文利用从兔腿肌肉分离纯化的肌动蛋白,研究了Fe(Ⅱ)离子对肌动蛋白聚合过程的影响.1材料和方法1.1试剂三磷酸腺苷(ATP)购自Sigma公司,叠氨化钠(N_aN_3)和三羟甲基氨基甲烷(Tris)为进口分装试剂;其余均为国产分析纯试剂.1.2肌动蛋白的分离与纯化参照文献[4]方法由兔腿肌肉分离提取丙酮干粉(-15℃可保存数月).取一定量丙酮干粉经离心、盐析及透析等步骤分离并纯化得G-actin.G-actin溶解在缓冲溶液G(2mmol/LTris-HCI,0.2mmol/L ATP,0.5mmol/L二巯基乙醇,1.5mmol/L NaN_3,pH=8.0)中在4℃下放置两周无明显聚合.由紫外分光光度法(A_(290))确定G-actin含量.