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.     

Bd-BH3结构域短肽对线粒体PTP的作用及其机制

在细胞凋亡过程中,线粒体通过释放促凋亡因子对细胞凋亡进行调控.而促凋亡因子的释放主要是由Bcl-2家族成员相互作用来调控的.Bcl-2家族成员在线粒体中的主要作用位点是内外膜接触点上的膜透过性转运孔(PTP).应用体外方法来探讨促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽对线粒体及其PTP的作用.实验发现促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽能作用于线粒体PTP,引起线粒体肿胀、跨膜电位下降和细胞色素c释放;而突变的Bid-BH3结构域短肽因为不能与抑凋亡蛋白Bcl-xL结合而没有上述作用.此外,Bcl-xL和环胞菌素A(CsA)能抑制Bid-BH3短肽引起的线粒体膜通透性改变.以上结果说明.Bid-BH3短肽通过作用于线粒体PTP而使得线粒体膜通透性改变,可能通过Bid-BH3与Bcl-xL的结合并抑制Bcl-xL的抑凋亡进而实现促凋亡作用,对合成的Bid-BH3短肽促凋亡作用的研究,为将来研究细胞凋亡调控药物提供了基础.     

Bid-BH3结构域短肽对线粒体PTP的作用及其机制

在细胞凋亡过程中,线粒体中通过释放促凋亡因子对细胞凋亡进行调控。而促凋亡因子的释放主要是由Bcl-2家族成员相互作用来调控的。Bcl-2家族成员在线粒体中的主要作用位点是内外膜接触点上的膜透过性转运孔（PTP）。应用体外方法来探讨促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽对线粒体及其PTP的作用。实验发现促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽能作用于线粒体PTP,引起线粒体肿胀、跨膜电位下降和细胞色素c释放;而突变的Bid-BH3结构域短肽因为不能与抑凋亡蛋白Bcl-xL结合而没有上述作用。此外,Bcl-xL和环胞菌素A（CsA)能抑制Bid-BH3短肽引起的线粒体膜通透性改变。以上结果说明,Bid-BH3短肽通过作用于线粒体PTP而使得线粒体膜通透性改变,可能通过Bid-BH3与Bcl-xL的结合并抑制Bcl-xL的抑凋亡进而实现促凋亡作用。对合成的Bid-BH3短肽促凋亡作用的研究,为将来研究细胞凋亡调控药物提供了基础。     

二价铁转运体IRT1的研究历程及最新进展

铁作为生物体内必需的微量元素之一,在细胞的生理生化过程中发挥着重要作用.然而铁营养不足已经严重影响到农业生产乃至威胁着人类健康.铁转运蛋白(IRT1)是植物体吸收二价铁的主要转运体,几乎存在于所有植物中,因此IRT1的研究对了解铁吸收机制和维持体内铁稳态意义重大.近10年对IRT1的研究主要分为3部分:上游转录因子响应环境铁对IRT1表达的调控,IRT1在细胞内的膜泡运输,IRT1在铁生物强化方面的应用.以此为依据,本文首先介绍了IRT1的多跨膜结构及参与金属吸收的位点;其次,总结了对IRT1表达的网络调控;然后分析了细胞水平IRT1细胞内的运输;最后,对IRT1仍有待解决的问题进行分析和展望.     

线粒体相关内质网膜对线粒体功能的影响

线粒体是一种具有半自主性的细胞器。生物体内的生物合成、呼吸、分泌及机械运动等全部细胞活动所需要的化学能都是由线粒体提供的。线粒体相关内质网膜(MAMs)是与线粒体紧密联系的脂筏样结构域，位于线粒体与内质网(ER)之间。MAMs不仅仅在结构上连接ER和线粒体，还富含多种连接和功能蛋白，因此MAMs必然会对ER和线粒体功能产生影响。文章综述了MAMs的结构、分子组成及其对线粒体功能的影响，主要集中在线粒体融合、线粒体分裂、线粒体自噬、线粒体能量代谢及线粒体活性氧生成等方面，以期为通过MAMs调控线粒体功能来改善相关疾病提供参考。     

失血性休克大鼠肝脏线粒体结构与功能的改变

线粒体是细胞内能量代谢的重要场所。糖、脂肪及氨基酸最终要在线粒体内氧化。释放的能量储存于三磷酸腺苷的高能磷酸键中。这就是为生命提供主要能源的氧化磷酸化作用。在创伤或失血对细胞损伤的研究中,人们十分重视线粒体结构及氧化磷酸化功能的改变。sayeed等提出线粒体功能的改变与休克死亡休戚相关。因此,研究不同程度的出血性休克对线粒体结构与功能的影响,有助于了解失血性休克造成细胞损伤的机制,进而提出防治休克的合理措施(文献从略)。     

根特异性表达顺式激活序列在转基因烟草中的功能分析

高等植物基因在各组织中的特异性表达需通过组织特异性启动子的调控。根是植物体的重要器官，其特异性基因的表达和调控对研究植物的生长和发育具有重要意义。通过对烟草根特异性表达基因TobRB7启动子的分析，成功分离了包含顺式激活序列 的不同长度的片段RSF1和RSF2。将RSF1和RSF2以不同方向与含有GUS编码基因的表达型载体进行重组后，以农杆菌介导转化烟草获得相应 的转基因植株。在对转基因烟草的GUS表达特性进行组织化学鉴定和荧光定量分析后发现，TobRB7启动子具有双向启动子功能，并均表现出根组织特异性。结果表明，在－823至＋70bp区域存在正反不同方向的根组织特异性调控元件，该启动子片段在反向插入和较短区域内有较强的根组织特异性表达调控功能。     

改造的腺病毒5型E1A基因对TNF-α诱导的猪血管内皮细胞中NF-κB活性的抑制作用

在延缓性免疫排斥反应(DXR)过程中, NF-κB发挥着关键作用. 如何恰到好处地抑制其活性是本领域研究的重要问题之一. 用改造的E1A基因(E1A)包括功能区(1 ~ 80氨基酸)和核定位区(139 ~ 243氨基酸), 删除其中可能对人体有害的CR2区, 将其克隆到真核表达载体pcDNA3中, 并转染猪血管内皮细胞(PAEC), 经G418筛选, 获得稳定表达细胞株. RT-PCR技术和细胞生长曲线分析, 证明E1AΔ基因能在PAEC中稳定表达, 且不影响细胞的正常生长, 并能抵抗肿瘤坏死因子-α (TNF-α)诱导的细胞凋亡. 报告基因分析表明, E1A(能抑制由TNF-α诱导的NF-κB活性, 其抑制率为53%, 对NF-κB信号转导途径下游的一个重要炎症基因--E-选择素基因的表达抑制率达63%. 综上, E1AΔ基因的这些功能基本符合异种器官移植中克服DXR的要求, 为利用E1AΔ基因克服DXR的可行性提供了实验依据.     

几类重金属元素在人肝分离亚细胞成分中的相对分布

肝脏是人体和动物的重要解毒器官, 可作为环境污染物在体内负荷的指示器, 肝脏中的元素含量及其赋存状态与人体健康和疾病密切相关. 采用差速离心分离技术将正常人肝组织分离为细胞核、线粒体、溶酶体、微粒体和胞液等5个亚细胞组分, 结合原子吸收和原子荧光光谱分析研究了As, Cd, Hg, Pb等重金属在正常人肝组织及其分离细胞器组分中的相对分布. 结果表明所测重金属总量与已报道的值基本一致. 分离亚细胞组分分布表明, Hg在线粒体、微粒体和胞液等组分中浓度较高; Cd在胞液中浓度最高, 其次为线粒体; As在细胞核中浓度较高; 而Pb在微粒体中浓度很高, 且与Fe的分布模式相类似. 人肝中汞主要以无机汞形态存在, 甲基汞约占总汞的9%~50%, 平均为20.9%±13.3%.     

脱血红素细胞色素c的跨膜转运与N端序列的两亲性螺旋结构

蛋白质跨膜转运是当前分子生物学、细胞生物学研究中十分活跃的领域之一,在真核细胞中,蛋白质跨膜转运主要有三种类型:(1)以胞吞或外排形式通过质膜;(2)跨内质网膜转运;(3)跨线粒体、叶绿体等膜系的转运,线粒体的大部分蛋白质是在细胞质内核糖体上以前体的     

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.     

组织器官的区域免疫特性与疾病机理研究

免疫学是一门理论探索性强、实际应用性大的生物医学领域前沿性支柱性学科,是连接基础医学与临床医学的桥梁学科,也被誉为转化医学的核心学科.近年的研究表明,以往以血液和骨髓为主体的免疫学研究数据与肠、肺、泌尿系统等称为黏膜免疫系统组织器官的免疫学特性存在巨大区别,更与尚未列为免疫器官而又独具免疫特性的器官/组织(如肝、胰、骨、子宫、肾等)的特性相差甚远.这些"非专职"的免疫器官/组织由于具有独特的结构和微环境,含有独特的免疫细胞亚群和功能分子,构成了独特的区域免疫学特性,并与所在区域的器官/组织的众多疾病的发生发展紧密相关.目前,多数"非免疫"组织器官的区域免疫特性及其疾病机理、"专职免疫"器官与"非免疫"器官间的区域免疫特性的关系以及循环免疫系统对主要组织器官的区域免疫特性形成的关系均缺乏系统研究.对这些组织器官的区域免疫学特性、细胞分子调控网络进行基础性、前沿性的先导研究,将揭示区域免疫反应与重大疾病的内在联系,有助于寻找新的免疫治疗靶点.这既是免疫学研究的前沿领域,又符合国家的重大需求.     

κ改造的腺病毒5型E1A基因对TNF-α 诱导的猪血管内皮细胞中NF-κB活性的抑制作用

在延缓性免疫排斥反应(DXR)过程中, NF-κB发挥着关键作用. 如何恰到好处地抑制其活性是本领域研究的重要问题之一. 用改造的E1A基因(E1AΔ)包括功能区(1 ~ 80氨基酸)和核定位区(139 ~ 243氨基酸), 删除其中可能对人体有害的CR2区, 将其克隆到真核表达载体pcDNA3中, 并转染猪血管内皮细胞(PAEC), 经G418筛选, 获得稳定表达细胞株. RT-PCR技术和细胞生长曲线分析, 证明E1AΔ基因能在PAEC中稳定表达, 且不影响细胞的正常生长, 并能抵抗肿瘤坏死因子-α (TNF-α )诱导的细胞凋亡. 报告基因分析表明, E1AΔ能抑制由TNF-α 诱导的NF-κB活性, 其抑制率为53%, 对NF-κB信号转导途径下游的一个重要炎症基因——E-选择素基因的表达抑制率达63%. 综上, E1AΔ基因的这些功能基本符合异种器官移植中克服DXR的要求, 为利用E1AΔ基因克服DXR的可行性提供了实验依据.     

高原心衰死亡心肌细胞线粒体结构与功能的改变

线粒体是细胞内能量代谢的重要场所,糖、脂肪及氨基酸最终要在线粒体内氧化,释放的能量储存于三磷酸腺苷的高能磷酸键中,这就是为生命提供主要能源的氧化磷酸化作用.在心肌缺氧与损伤的研究中,人们十分重视线粒体结构与氧化磷酸化功能的改变.然而本文结合X射线显微分析技术对人和动物缺氧心肌超微结构观察的结果表明,线粒体在缺氧心肌细胞内的钙调节机制中还发挥主要作用,并与心肌细胞的损伤具有直接和密切的关系.1 材料与方法1.1 材料本文11例人心脏标本均取自从内地进入或返回西藏高原后不久突发心衰死亡者,经尸检等已排除其他常见心脏病和克山病及原发性心肌病.高原心脏病是由于高原缺氧所引起的一种特殊类型的心脏病.本病不论病程长短,一旦出现临床症状,常很快死于心力衰竭(高原猝死).     

线粒体移植在心肌缺血损伤治疗中的研究

线粒体是为细胞提供能量的重要细胞器，调控细胞的正常生长和功能。许多疾病的发生都伴随着线粒体功能的异常。线粒体移植是一种潜在的可用于危重疾病的治疗方法，尤其是治疗缺血性疾病。文章从对心肌缺血损伤治疗的角度出发，简述线粒体移植的应用、作用机制及其局限性，为线粒体移植治疗的发展提供新的视角。     

水稻线粒体功能基因转录本的编辑位点研究

RNA编辑普遍存在于高等植物线粒体中，是线粒体产生功能蛋白怕必不可少的过程。以红莲（HL）型水稻细胞质雄性不育系A，保持系B及杂种一代F1为材料，研究了线粒体功能基因-atp6和coxⅡ转录本的编辑位点。结果表明，atp6和coxⅡ的转录本分别有18和15个编辑位点，其中导致氨基酸种类变化的编辑位点分别有15和14个，这些位点的编辑增加了编码蛋白的疏水性以及编码蛋白在不同物种中氨基酸序列上的保守性。     

呼吸代谢控制在Caspase-3对线粒体凋亡信号正反馈作用中的机制和意义

线粒体通过控制释放促凋亡因子对细胞凋亡的调控起决定作用已经得到广泛认同。Caspase-3是细胞凋亡级联反应下游的一个关键的凋亡蛋白水解酶,但同时也有对线粒体的反馈作用,其机制和意义尚不完全清楚,研究了基因重组Caspase-3对线粒体呼吸、氧自由基和跨膜电位的影响。结果表明,重组Caspase－3使分离的小鼠肝线粒体的态4呼吸速率增加,呼吸控制比下降,线粒体氧自由基生成增加,线粒体跨膜电位下降。Caspase-3对线粒体的上述作用依赖其蛋白水解酶活性并通过线粒体膜透过性转运孔（PTP）起作用。实验结果证明Caspase-3对线粒体凋亡信号有正反馈放大作用,并进一步揭示了Caspase-3对线粒体作用的正反馈放大机制。     

高原心衰死亡心肌细胞线粒体结构与功能的改变

<正>线粒体是细胞内能量代谢的重要场所,糖、脂肪及氨基酸最终要在线粒体内氧化,释放的能量储存于三磷酸腺苷的高能磷酸键中,这就是为生命提供主要能源的氧化磷酸化作用.在心肌缺氧与损伤的研究中,人们十分重视线粒体结构与氧化磷酸化功能的改变.然而本文结合X射线显微分析技术对人和动物缺氧心肌超微结构观察的结果表明,线粒体在缺氧心肌细胞内的钙调节机制中还发挥主要作用,并与心肌细胞的损伤具有直接和密切的关系.1 材料与方法1.1 材料本文11例人心脏标本均取自从内地进入或返回西藏高原后不久突发心衰死亡者,经尸检等已排除其他常见心脏病和克山病及原发性心肌病.高原心脏病是由于高原缺氧所引起的一种特殊类型的心脏病.本病不论病程长短,一旦出现临床症状,常很快死于心力衰竭(高原猝死).     

拟南芥液泡膜水孔蛋白的互作蛋白AtSM34 参与种子萌发的渗透胁迫响应

水孔蛋白(aquaporin, AQP)广泛参与植物的各种生理活动, 但还有许多调控机制未被发现. 为进一步对其调控因子进行研究, 运用酵母双杂交筛选拟南芥液泡膜水孔蛋白TIP1;1(tonoplast intrinsic protein, TIP)的互作子, 这是拟南芥中第一个被发现的液泡膜上具有高度水转运活性的蛋白. 以AtTIP1;1 为诱饵, 筛选得到一个新的TIPs 结合蛋白, 并在酵母和植物细胞中验证了这种结合. 该蛋白被命名为AtSM34, 编码一个含309 个氨基酸的多肽, 预测分子量为34 kD, 具有1 个单独的MYB/SANT 样结构域. AtSM34 启动子融合GUS 组织化学染色分析显示, 其表达主要位于花、茎和叶中, 尤其是维管束组织, 并且响应渗透胁迫. AtSM34 定位于内质网, 截断分析显示其N 端(1~83 位氨基酸)对于其定位至关重要. 过表达AtSM34 导致转基因植物对外源甘露醇、山梨醇及脱落酸更加敏感, 表现为萌发延迟. 进一步研究发现,AtSM34 也可与AtTIP1;2 和AtTIP2;1 结合, 这2 个TIP 蛋白对液泡渗透调节发挥着重要作用,并在种子萌发阶段大量表达. 这暗示着AtSM34 可能通过影响水孔蛋白基因的表达, 参与种子萌发早期阶段的渗透胁迫响应.     

口服携带细胞因子基因的减毒沙门氏菌对小鼠肿瘤的预防作用

将真核表达载体EGFPN1,pCMVhIL-12,pCMVhGM-CSF,pCMVmIL-12和pMCMVmGM-CSF分别导入减毒鼠伤寒沙门氏菌SL3261中,扩增后经由胃管饲予BALB／c和C57BL/6小鼠,6周后用Lewis肺癌细胞和4T1乳腺癌细胞对上述小鼠进行攻击。在小鼠的肝脏、脾脏、肾脏、小肠和肿瘤等组织器官中均可观察到绿色荧光蛋白的表达和相应真核表达载体的整合。小鼠血清中相应的细胞因子水平升高,CD8^ /CD4^ 比较增大,细胞免疫功能增强。各实验组肿瘤的生长较对照组缓慢,部分小鼠肿瘤消退,小鼠生存时间明显延长。该研究为减毒沙门氏菌作为口服基因治疗载体用于肿瘤的预防和治疗提供了实验依据。