PDE4与cAMP信号区域化

第二信使cAMP在细胞信号转导中起着重要作用. 但为什么相同的cAMP信号可以诱导不同的生理反应. 20年前, cAMP信号区域化的提出, 似乎解答了这一疑惑. cAMP区域化使得空间上不同的蛋白激酶A (PKA)池能够被不同地活化. 同时也使得人们对cAMP通路复杂性和重要性有了新的认识, 使其再度成为生命科学的研究热点. cAMP/PKA信号转导区域化是由蛋白激酶A激酶锚定蛋白(AKAPs)和磷酸二酯酶(PDEs)来维持的, 前者可以结合PKA和其他的信号转导蛋白; 后者可以水解cAMP, 终止PKA活性. PDE4是PDEs同工酶超家族的成员之一, 不仅参与区域化的cAMP信号通路的调控, 而且还在整合与其他主要信号转导通路的反应网络中起重要作用. 本文对PDE4的分类、基因表达与调控、作用的系统与区域进行了回顾, 重点对PDE4作用的具体分子与机理以及PDE4发挥功能的调控方式进行了总结, 并结合本室的研究对PDE4在大鼠颗粒细胞成熟及cAMP信号区域化中的作用进行了综述.     

激活Notch信号通路促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化

Notch是影响细胞分化的重要信号通路之一. RT-PCR检测到人骨髓来源的间充质干细胞(MSC)表达Notch1, 其配体Jagged1及下游分子DTX1, 表明Notch信号可能调节MSC的增殖分化. Notch1胞内区(ICN)是Notch蛋白的活性形式, 通过载体介导将ICN转染细胞就可以在没有配体存在的情况下激活Notch信号. 我们克隆了ICN基因, 构建了携带ICN的逆转录病毒载体, 感染MSC后用地塞米松(DEX)诱导其向成骨细胞分化. 转染ICN激活Notch信号的MSC较对照细胞在分化过程中碱性磷酸酶活力升高, 钙的沉积增加, 表明Notch信号有促进MSC向成骨细胞分化的作用.     

Ca2+及cAMP调控的神经递质与激素释放

神经递质和激素的释放受胞内诸多信号通路的调控。这两种内源物质的释放都由依赖于Ca²⁺浓度的快速引发机制介导,相对于其他介导因素,[Ca²⁺]占主导地位。神经递质和激素释放的调控大多是通过调节释放小泡数量实现的。尽管在处于静息状态的神经末梢中,释放小泡的数量相对恒定,但当释放小泡被胞吐作用“消耗”后,其再生速度受调控作用介导而发生改变,从而导致小泡数量“稳中有变”的动态调控过程。这一动态调控作用表明了“消耗”与“再生”之间的平衡机制。     

MAPK信号通路在卵母细胞减数分裂中的作用

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）是一类广泛存在于真核细胞中的Ser/Thr蛋白激酶，在卵母细胞减数分裂过程中起重要调节作用，MAPK的激活涉及一系列蛋白激酶的级联活化。p90^rsk是MAPK宾重要底物，介导MAPK的大部分生物活性。MAPK在减数分裂的G2／M转化期被激活，在MI期达到活性高峰，并维持这一水平直至受精以后、原核形成以前。MAPK与MPF在减数分裂调工过程中具有复杂的相互作用。另外，其他信号转导途径，加cAMP信号通路、蛋白激酶C信号通路以及蛋白磷酸酶等，都在卵母细胞减数分裂的不同时期调节着MAPK的激活。结合自己的工作，对MAPK与减数分裂的研究进展进行了评价和展望。     

颗粒细胞的增殖分化及其在卵泡发育中的作用

颗粒细胞(GC)是卵巢中十分重要的细胞. 从原始卵泡生长启动、增殖、分化、闭锁/排卵到黄体形成, GC在形态、功能等方面都发生各种变化. 卵母细胞(OC)指导了GC的增殖、分化; 同时GC也影响OC的成熟. 有众多因子参与这个调节过程, 牵涉到复杂的分子作用机制和信号转导通路, 如p38 MAPK通路可选择性调控FSH对GC的甾体生成; 而转录因子LRH-1和DAX-1在该过程中可能发挥重要作用; FSH通过促进PCNA和StAR表达及甾体生成, 诱导GC的增殖和分化; 而ERK1/2通路的激活也可能参与FSH对GC增殖分化的诱导作用. 因此, GC是一个用以研究细胞增殖、分化和细胞相互作用及其信号转导通路和分子机制的十分理想的细胞模型. 本文评述了近几年国内外研究的最新进展.     

CB促微丝解聚对cAMP-PKA信号通路的作用

细胞内第二信使双酰甘油(DG)和环腺苷酸(cAMP),在对外界信号的应答反应中起重要作用.DG激活蛋白激酶 C(PKC),cAMP激活蛋白激酶A(PKA),引起一系列靶蛋白磷酸化级联反应,调节细胞的增殖、分化和其它生理功能.我们曾发现,细胞松弛素B(CB)不仅改变微丝(MF)组装,并能刺激DG-PKC信号通路.有文献报道,在 G_0至S期早期,cAMP-PKA信号通路的激活对肝细胞的增殖具有促进作用,而这两种信号通路可能通过PKC的作用加以偶联,即PKC可通过磷酸化Gi蛋白激活cAMP-PKA信号通路.MF组装     

细胞骨架结合蛋白酪氨酸磷酸化在小鼠黑色素瘤细胞分化诱导中的作用

为探讨影响癌细胞分化的因素,分析了诱导分化与细胞内蛋白酪氨酸磷酸化的关系,蛋白酪氨酸激酶抑制剂ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ诱导Ｂ１６－ＢＬ６黑色素瘤细胞分化,诱导分化前后,总蛋白抽提物中磷酸酪氨酸蛋白没有明显改变;但不溶于Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００的细胞骨架结合蛋白的酪氨酸磷酸化水平下降,其中明显降低的３种蛋白（５３,６０和６５ｋｕ）,表明细胞骨架结合蛋白酪氨酸磷酸化在癌细胞的分化调节中发挥重要作用。     

JDP2在神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞分化中的作用

c-Jun二聚化蛋白(JDP2)是AP-1家族成员, 参与基因的转录抑制. 为探讨JDP2在神经母细胞瘤分化过程中的作用, 构建了稳定整合有JDP2全长编码区的SH-SY5Y细胞株(SY5Y-JDP2). 实验结果显示, JDP2能促进SH-SY5Y细胞的分化. 与对照细胞相比, SY5Y-JDP2细胞在S期比例降低, 生长速率迟缓, 并且表现p21高水平表达, 在分化过程中cyclin D1降低. 由此可见, JDP2对生长的抑制作用可能是SH-SY5Y细胞撤出细胞周期进入分化的主要原因.     

玉米oxylipins信号途径关键基因的克隆及其在虫害诱导防御中的作用

采用RT-PCR的方法, 从茉莉酸处理的玉米叶片中克隆了oxylipins信号途径的3个关键调控基因(ZmAOS, ZmAOC和ZmHPL) cDNA片段, 并根据同源性比较, 获得了全长cDNA. 基因表达分析表明, 甜菜夜蛾危害可以诱导oxylipins信号途径关键基因的表达, 且与外源茉莉酸甲酯的诱导作用相似; 虫害对玉米未受损伤叶片防御相关基因(主要是一些调节植物防御物质合成的基因)有明显诱导作用, 且与外源茉莉酸处理叶片的表达特性极为相似; 先用茉莉酸信号途径的抑制剂SHAM处理玉米后, 虫害不能诱导玉米防御基因的表达; 外源绿叶性气味物质(GLVs)及β-罗勒烯处理对玉米防御相关基因的表达有明显诱导作用, 同时外源GLVs及β-罗勒烯处理可以诱导茉莉酸信号途径关键调控基因的表达, 但不能诱导ZmHPL基因的表达; 用茉莉酸信号途径的抑制剂处理玉米后, GLVs处理对玉米防御基因表达的诱导作用明显降低, 说明 oxylipins信号途径在虫害诱导玉米产生化学防御的过程中起着关键作用, 茉莉酸是其中重要的内源信号物质, 而另一类oxylipins(GLVs)则作为外部的信号物质在虫害诱导植物产生系统性防御过程中起信息传递作用, 且这种外部的信号物质部分是通过茉莉酸信号途径起作用.     

基因转录后沉默信号可以在拟南芥嫁接体内快速双向传递

RNA干扰(RNAi)是引起生物体基因转录后沉默的新技术之一, 通过转基因向植物体内引入特异的RNA沉默信号, 已成功用于基因功能研究. 我们利用拟南芥动蛋白异型体KatB和KatC两个基因上共有的一段同源编码序列(168 bp)构建了能导致目标基因KatB和KatC双基因转录后沉默的DEX (dexamethazone) 诱导性RNAi载体. RT-PCR和Northern blot结果显示, 转基因拟南芥纯合体植株(简称RNAi型植株)经DEX诱导后,KatB和KatC的mRNA逐渐减少, 表明这两个基因发生了转录后沉默作用. 用改进后的简易方法将RNAi型与野生型拟南芥植株进行高效率嫁接, 对砧木和接穗中目标基因mRNA变化进行了半定量RT-PCR检测. 结果表明, 无论用RNAi型植株作为砧木或接穗, DEX诱导产生的基因沉默信号均能导致相应野生型接穗或砧木中KatB和KatC mRNA的减少, 证明说明基因转录后沉默信号可以通过嫁接面在拟南芥体内双向传递; 与已报道的基因沉默信号在烟草嫁接体内传递速度相比, 拟南芥基因沉默信号的传递更为迅速．     

Wnt/Frizzled信号传导通路在肾癌细胞系的表达

对Ｗｎｔ５Ａ,Ｗｎｔ５Ａ受体Ｆｒｉｚｚｌｅｄ５（ｈＦｚ５）及其信号传导系统下游成分－致癌性β－连环蛋白（β－ｃａｔｅｎｉｎ）在肾癌细胞系ＧＲＣ－１中表达的变化进行了观察,并定量ＲＴ－ＰＣＲ结果表明ＧＲＣ－１细胞系中Ｗｎｔ５Ａ和ｈＦｚ５的ｍＲＮＡ水平明显高于正常肾细胞系,这一发现被原位杂交结果证实,进上步的研究发现β－连环蛋白的含量明显高于正常肾小管细胞（Ｐ〈０．０１）。应用持异性免疫细胞化学和ＳＳ     

人胚胎干细胞体外诱导分化为肝脏细胞

建立诱导人胚胎干细胞分化为肝细胞的方法, 为细胞移植与生物人工肝等肝病替代治疗提供新的种子细胞来源. 将人胚胎干细胞在细菌培养皿中悬浮培养7 d, 形成囊性拟胚体, 接种至包被有Ⅰ型胶原的组织培养皿, 以含有地塞米松、胰岛素的条件培养液进行诱导, 通过光学显微镜和电子显微镜观察细胞的形态变化; 免疫细胞化学和RT­PCR检测细胞诱导前后肝细胞特异性基因的表达; 用靛青绿摄取、排泌实验、糖原染色实验及白蛋白、尿素分泌检测肝细胞的相关功能. 条件诱导液培养14 d, 细胞形态由圆形变为多角形和长梭形, 出现双核或多核, 表面有微绒毛, 胞浆内含丰富的线粒体、内质网、溶酶体及糖原颗粒等; 这些细胞表达幼稚或成熟肝细胞特异性的AFP, ALB, CK18, CK19和CYP1B1等基因, 并具有靛青绿摄取、排泌、贮存糖原和分泌白蛋白、氨基代谢生成尿素等功能. 形态、表型及功能的实验结果均证实人胚胎干细胞经上述方法培养可以向肝细胞分化.     

植物嫁接系统及其在植物生命科学研究中的应用

嫁接作为一个特异的研究系统, 被广泛应用于植物生命科学研究的各个方面. 本文就嫁接的方法、草本植物嫁接体的发育过程、检测嫁接植株嫁接面发育过程和亲和性的方法以及嫁接在研究物质输导和植物体内信号长距离传递方面的应用作一综述.     

干旱、高盐及低温诱导的植物蛋白激酶基因

干旱、高盐和低温是严重影响作物生长发育及产量的3种不同形式的环境胁迫因子,它们都影响细胞的水分状态,使植物缺水遭受危害. 最近从模式植物拟南芥中克隆了一些同时受干旱、高盐及低温诱导的蛋白激酶编码基因,分别编码受体蛋白激酶、促分裂原活化蛋白激酶、核糖体蛋白激酶以及转录调控蛋白激酶. 着重介绍这些环境胁迫诱导基因的表达特性以及它们的编码产物在植物对上述环境胁迫反应和信号传递中的调控作用.     

ATF5与TCF4相互作用及其对Wnt信号通路的调控

应用酵母双杂交技术, 鉴定Wnt通路关键信号分子TCF4与cAMP效应元件结合蛋白家族新成员——激活转录因子5(ATF5)之间的相互作用, 酵母表型分析和b-半乳糖苷酶(β-gal)活性测定结果发 现, 两者的作用位于ATF5蛋白C端含有碱性亮氨酸拉链(bZIP)区域(162 ~ 282 aa). 通过受TCF启动的荧光酶报告系统分析ATF5对Wnt信号通路的影响, 结果显示ATF5蛋白C端能进一步加强TCF4对Wnt通路的激活效应. 由此提示, ATF5可能是Wnt通路下游信号的辅助激活因子(co-activator), 它能协同 b-连环蛋白/TCF4参与Wnt信号通路的激活.     

小鼠胸腺基质细胞诱导Pre—T细胞的分化

体内重建试验证明,骨髓来源的 Pro-T 细胞,在胸腺内经历多阶段的发育,分化为对自身抗原耐受、对外来抗原应答的功能成熟 T 细胞,迁出胸腺.经嵌合小鼠及转基因小鼠研究证明,胸腺微环境基质细胞(TSC)对胸腺内 T 细胞的发育,有选择作用,阳性选择导致 T 细胞功能发育,阴性选择导致 T 细胞克隆消除或不活化.鉴于 TSC 类型的多样性,很难分析胸腺内起选择作用的细胞类型及分子机理.为此,体外建立 TSC 系,在体外培养中,分析已知类型的 TSC 对特定发育阶段的 T 细胞分化的作     

神经干细胞体外扩增和诱导分化为多巴胺能神经细胞

神经干细胞(neural stem cell, NSC)是神经系统发生的始祖细胞, 具有自我更新和多向分化潜能. NSC的研究不仅对阐明神经系统发育有重要意义, 对神经系统疾病的治疗也提出了新的思路. 在体外对NSC进行培养鉴定和扩增, 细胞巢蛋白表达阳性, 具有多向分化能力; 体外传代培养15代后, 细胞数量增加约2.4(±0.4)×10⁴倍; 在无血清培养体系中诱导NSC分化为多巴胺能神经细胞, 结果表明, 抗坏血酸(ascorbic acid, AA)能明显提高NSC定向分化为多巴胺能神经细胞的比例(由对照的(0.7±0.3)%升高到AA 100 mmol/L时的(17.2±2.3)%, P < 0.01). 这为获得足够的治疗帕金森疾病(PD)的多巴胺能神经元提供了新的思路, 对更好地利用NSC移植治疗PD有重要意义.     

胚胎干细胞向肝系细胞定向分化及其在肝再生中的应用

细胞移植和生物人工肝(bioartificial liver, BAL)作为终末期肝病的辅助治疗方法, 在越来越受到广泛关注的同时, 也面临着细胞来源、数量限制、存活期短、功能迅速降低等问题, 因此迫切需要寻找新的、合适的细胞来源. 胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)是从囊胚内细胞团(inner cell mass, ICM)中分离获得的、具有无限增殖能力和分化全能性的原始细胞, 能在特定的诱导条件下分化成各种组织 特异性细胞, 在临床上具有极其广阔的应用前景, 其向肝系细胞的定向分化使其可能成为肝脏细胞移植和BAL的一个重要细胞来源. 目前, 研究重点在于控制分化过程以获得足够数量的所需类型细胞. 本文概括了肝脏的发育与分化, 综述了ESC向肝系细胞定向诱导分化的最新研究进展, 并对其在肝再生中的应用和存在问题也进行了探讨, 希冀对该领域的研究提供一些新的思路.     

警惕健身中的身体信号

自我感觉是有生命机体的自然反应，也是人身体变化的信号。自我感觉分为正常感觉和异常感觉。     

可溶性Jagged 1/Fc嵌合蛋白诱导髓系树突状细胞的分化和成熟

直接用可溶性Jagged 1/Fc嵌合蛋白体外诱导小鼠髓系树突状细胞(dendritic cells, DC)的分化和成熟. 建立体外诱导和扩增小鼠骨髓DC的模型, 在共聚焦显微镜下观察Jagged 1/Fc对重组粒细胞巨噬细胞-集落刺激因子(rmGM-CSF)和白细胞介素-4 (rmIL-4)诱导小鼠骨髓源性DC的形态学的影响. 用荧光标记单克隆抗体染色结合流式细胞术检测Jagged 1/Fc对DC分化标记CD11c和成熟标记MHC-Ⅱ, CD86, CD80和CD40表达的影响. 结果显示, Jagged 1/Fc不影响rmGM-CSF和rmIL-4诱导DC分化的形态特征, 能促进其诱导DC分化和成熟; 在DC形态特征和共刺激分子的表达谱上与细菌脂多糖(LPS)明显不同, Jagged 1/Fc刺激MHC-Ⅱ和CD40表达的作用显著弱于LPS, 刺激CD80的表达接近LPS, 不影响CD86的表达; 单独Jagged 1/Fc不能维持DC的生长、分化和成熟. 这些说明可溶性Jagged 1/Fc嵌合蛋白能影响髓系DC的分化和成熟, 但与LPS的作用不同, 可作为新的免疫调节剂用于研究与开发.