S100A4蛋白的生物学功能研究进展

S100A4是S100蛋白家族成员之一,是一种具有EF双螺旋结构域的Ca2+结合蛋白。S100A4在多数成体组织细胞中不表达,在多种肿瘤和干细胞等增殖细胞内高度表达。相关研究表明,S100A4蛋白的表达与细胞的异常增生及肿瘤的发生、发展有关,并可促进肿瘤细胞的转移、侵入以及瘤区血管的生成。本研究组发现,S100A4在鹿生茸区骨膜(鹿茸发生的组织基础)和角柄骨膜(鹿茸再生的组织基础)的组织细胞中均大量存在。与肿瘤细胞不同的是,鹿茸干细胞并没有因为S100A4的表达而发生异常的侵入和转移,其增殖、生长直至分化为形状规则的完整鹿茸受到了严格的调控。鹿茸是哺乳动物中唯一可以周期性再生的复杂器官,其再生的机制引起了越来越多的关注,S100A4作为一种在快速增殖细胞中高度表达的多功能蛋白,为我们揭示鹿茸的发生与再生机制提供了一个新的研究方向。     

鹿茸发生和再生的组织基础及其研究进展

通过对鹿茸生长发育机理研究的整理和总结,阐述了鹿茸发生和再生过程中的组织变化,特别是关于生茸区骨膜和角柄骨膜的研究,取得了重要的成果．生茸区骨膜切除后不能发生角柄和鹿茸,而被移植了生茸区骨膜的位置则生长角柄和鹿茸,证明了生茸区骨膜是鹿茸发生的组织基础,确定了生茸区骨膜中存在鹿茸再生干细胞,为进一步研究鹿茸的生长发育机理提供了重要的依据和参考．     

通过组织移植揭示鹿生茸区骨膜与鹿茸形态关系的研究

鹿生茸区骨膜是角柄和初角茸生长的组织基础,然而,控制鹿茸生长形状的信息存在于何处目前尚不清楚,本研究利用鹿生茸区骨膜移植试验来揭示这一问题。结果表明,在角柄发生前将鹿生茸区骨膜移植到鹿的前额皮下后,第1年诱发生长了角柄或单枝鹿茸,第2年再生了具有眉枝的典型二杠茸。这一结果表明,控制鹿茸形状的信息存在于鹿生茸区骨膜中,而不是所谓的鹿中枢系统的“鹿茸生长中心”中。     

Notch信号通路在血管紧张素-Ⅱ诱导炎症反应中的作用

目的 探讨Notch信号通路在血管紧张素-Ⅱ(AngⅡ)诱导炎症反应中的作用.方法 THP-1细胞诱导分化为巨噬细胞,给予Ang Ⅱ处理,用qRT-PCR和免疫印迹检测Notch1、Dll1、TLR-4、NFκB及炎性因子表达.采用siRNA沉默TLR-4或SN50阻断NFκB,观察炎性因子变化.结果 巨噬细胞中Notch1、Dll1蛋白表达在Ang Ⅱ处理后呈时间依赖性增加(P＜0.05).TLR-4、NFκB、IL-1β和TNF-α表达在Ang Ⅱ处理24h后明显升高(P＜0.05),而IL-6表达明显降低(P＜ 0.05);TLR4沉默或NFκB阻断后,IL-1β、IL-6和TNF-α表达无明显变化.结论 Notch信号通路在Ang Ⅱ诱导炎症反应中具有重要作用,针对Notch信号通路的调节可能有助于改善动脉粥样硬化.     

鹿生茸区骨膜不同部位生茸潜力的研究进展

鹿茸是雄鹿的第二性征,是由雄鹿头部额外脊处的骨膜组织所形成的,这部分骨膜被称为"生茸区骨膜"。生茸区骨膜具有巨大的生茸潜力,将生茸骨区膜移植到鹿体的其它部位,能诱导异位鹿茸的发生;一片直径约2cm的生茸区骨膜组能够在约60d的内再生出约10kg左右的鹿茸组织。研究发现,生茸区骨膜不同区域具有不同的生茸潜力,分别负责形成鹿茸的不同分枝和主干;生茸区骨膜细胞为干细胞。鹿茸干细胞的发现,为研究鹿茸生物学特性和揭示鹿茸完全再生机制开辟了一条新的通路。     

猪ADSCs的成脂分化及HH通路关键基因 和脂肪转录因子的时序表达

为了探讨HH信号通路在脂肪细胞分化过程中的作用机制,以猪脂肪间充质干细胞(ADSCs)为材料,经成脂诱导后,利用油红O染色观察脂肪细胞的形态变化,并检测诱导分化不同时期HH信号通路关键基因Smo、Ptc1、Gli1、Gli2以及成脂关键转录因子C/EBPα、PPARγ的表达情况。结果显示,在ADSCs细胞成脂分化过程中,脂肪细胞的数量逐渐增加,脂滴变大;Smo、Gli1、Gli2基因从第4天开始随诱导天数的增加表达量逐渐降低,而Ptc1的变化趋势与之相反;且C/EBPα、PPARγ的表达从第4天开始逐渐增加。结果表明,ADSCs细胞成脂诱导第4天HH信号通路的活性被全面启动,且随诱导天数的增加其活性逐渐降低。     

Notch信号通路与胰腺发育

Notch信号转导通路作为一种进化上保守的相邻细胞间的相互作用机制,参与了细胞的命运决定、自我更新、分化、增值、存活以及凋亡等诸多过程,调控着动物组织和器官的发生、发育和再生。目前,多因子多信号对胰腺发育的时空调节机制已成为研究热点。就Notch信号通路的结构特点及其在胰腺发育中的研究进展作一综述。     

鹿茸干细胞p21基因表达水平及其对细胞周期的影响

为初步探讨p21基因在基于鹿茸干细胞的鹿茸再生过程中所起的生物学作用,本研究利用qRT-PCR以及流式细胞术,以鹿脸部骨膜细胞(FPCs)为对照组,对鹿茸干细胞的生茸区骨膜细胞(APCs)和角柄骨膜细胞(PPCs)中p21基因mRNA表达水平和细胞周期分布进行了检测。进一步通过RNAi干扰技术,抑制APCs中p21基因表达水平,验证其对细胞周期分布的影响。结果表明,鹿茸干细胞中p21基因mRNA表达水平显著高于对照组细胞(APCs PPCs FPCs,P 0.05);相对于对照组细胞,鹿茸干细胞周期分布没有显著差异;低表达p21基因的APCs细胞周期无显著变化,说明p21基因表达水平的变化对鹿茸干细胞周期无直接影响。本研究为深入揭示该基因在鹿茸干细胞中高表达所起的生物学作用奠定了基础。     

激活HH信号通路抑制猪ADSCs向脂肪细胞的分化

为探讨HH信号通路在脂肪细胞分化过程中的作用机制,以猪脂肪间充质干细胞(ADSCs)为材料,应用油红O染色法检测ADSCs成脂分化过程中的形态变化;采用荧光定量PCR及Western Blot的方法检测HH通路Gli1及脂肪细胞分化转录因子的时序表达。通过嘌呤衍生物2,6,9-三元取代嘌呤(Purmorphamine,PM)激活猪ADSCs细胞中HH信号通路,探讨体外激活HH信号通路对猪ADSCs向脂肪细胞分化的作用及其机制。结果显示,在成脂诱导分化的过程中,经5μmol/mL的PM持续处理,细胞中Gli1的mRNA及蛋白表达量增加;猪ADSCs向脂肪细胞分化的数目减少、细胞内甘油三酯含量降低;脂肪细胞分化关键转录因子C/EBPα和PPARγ的表达受到抑制。以上结果表明,激活HH信号通路可通过下调PPARγ和C/EBPα的表达抑制猪ADSCs向脂肪细胞的分化。     

姜黄素调控Notch1信号通路诱导结肠癌SW480细胞株凋亡

目的 从Notch1信号通路探讨姜黄素诱导结肠癌SW480细胞株凋亡的分子机制。方法 （1）利用流式细胞技术检测不同浓度姜黄素（0,7.5,15,30,60 μmol/L）处理结肠癌SW480株24 h和48 h后的细胞凋亡情况。（2）通过RT-PCR检测不同浓度姜黄素（0,7.5,15,30,60 μmol/L）处理结肠癌SW480细胞株24 h和48 h后,Notch1信号通路中膜受体基因Notch1及下游靶基因Hes-1 mRNA表达情况,观察姜黄素对Notch1信号通路中Notch1及Hes-1基因mRNA表达的影响。结果 （1）姜黄素能诱导结肠癌SW480细胞株凋亡;（2）姜黄素能一定程度上下调Notch1信号通路中Notch1及Hes-1基因mRNA的表达（P＜0.05）。结论 姜黄素能一定程度上诱导结肠癌SW480细胞株凋亡,这种对结肠癌SW480细胞毒性作用可能与调控Notch1信号通路中膜受体基因Notch1及下游靶基因Hes-1转录有关。     

鹿茸干细胞内[Na+]测定及其影响因素鉴定

为探索鹿茸的形态发生与鹿茸干细胞(包括发生干细胞和再生干细胞)内[Na~+]的关系有关,以鹿茸干细胞为模型,研究不同干性的哺乳动物干细胞内[Na~+]的差异,并鉴定引起这种差异的电压门控性钠离子通道(NaV)因素。采集并培养具有不同干性的梅花鹿鹿茸干细胞,包括生茸区骨膜细胞(AP细胞,鹿茸发生干细胞)和角柄骨膜细胞(PP细胞,鹿茸再生干细胞,其干性低于AP细胞),以鹿普通脸部骨膜细胞(FP细胞)作为对照,并采用CoroNa染色方法,通过荧光强度来分析不同类型细胞内[Na~+]的差异,结合PCR方法鉴定转录水平上NaV基因的差异,并分别用睾酮和MS-222对细胞进行处理,观测其对细胞内[Na~+]的影响。结果表明:鹿茸干细胞内[Na~+]高于FP细胞,其中AP细胞内[Na~+]高于PP细胞;NaV1.1基因在AP细胞中特异性转录;睾酮对这3种细胞内[Na~+]水平没有显著影响;但是,MS-222处理能够在一定程度上降低细胞内[Na~+]。本研究发现:鹿茸干细胞内[Na~+]与其干性一致,干性高的AP细胞内[Na~+]也相对较高;NaV1.1基因在转录水平上的差异,可能是造成AP细胞内[Na~+]高的主要原因;干扰NaV的MS-222能够在一定程度上降低细胞内[Na~+]。说明哺乳动物器官的发生和再生可能与低等动物器官上的发现类似,都与细胞内[Na~+]有关。     

梅花鹿Thymosin beta 10基因RNAi慢病毒载体的构建及其对鹿茸干细胞增殖的影响

利用慢病毒干扰系统,对梅花鹿生茸区骨膜干细胞(Antlerogenic periosteum cells,AP细胞)Thymosin beta 10(Tβ10)基因进行RNA干扰(RNA Interference,RNAi),并初步研究该基因对细胞增殖的影响。结果表明:试验设计的3条针对梅花鹿Tβ10基因的shRNA序列与载体质粒p LVTHM连接成功,与p SPAX2、p MD2.G质粒共转染HEK 293T细胞,获得的重组慢病毒成功感染了AP细胞;荧光定量PCR检测结果表明,RNA干扰后Tβ10基因的mRNA水平下调,MTT试验结果显示Tβ10基因的下调可以抑制AP细胞增殖。试验成功构建了针对梅花鹿Tβ10基因RNAi载体,并成功干扰了Tβ10基因在AP细胞中的表达,基因下调最高可达35.6%,并初步确定Tβ10基因下调可抑制AP细胞的增殖。     

Ca~(2+)信号介导川芎嗪诱导小鼠骨髓间充质干细胞向神经细胞的定向分化

用含2.4 mg.mL-1川芎嗪提取液对小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)进行诱导,探讨川芎嗪体外诱导BMSCs分化为神经元样细胞的作用.应用EGTA(细胞外Ca2+螯合剂)、Nifedipine(L-型Ca2+通道阻断剂)和LY294002(PI3K阻断剂)等Ca2+阻断剂分别作用细胞,RT-PCR和Western blot技术研究Ca2+信号在川芎嗪诱导BMSCs分化为神经细胞过程中的作用.结果表明:川芎嗪作用不同时间的BMSCs均可见Nestin、β-Tubulin Ⅲ、NSE和Nurrl的表达;川芎嗪诱导后的细胞浆内Nestin和NSE蛋白表达呈阳性.EGTA、Nifedipine及LY294002分别阻断细胞外Ca2+、L-型Ca2+通道及PI3K后,NSE和Nurr1基因及NSE蛋白表达较川芎嗪诱导组显著上调.以上结果说明川芎嗪能使BMSCs定向分化为神经元样细胞,细胞内、外Ca2+的减少可促进川芎嗪诱导BMSCs向神经细胞的分化,Ca2+信号在川芎嗪诱导BMSCs向神经细胞定向分化过程中起负调控作用.     

碱性磷酸酶细胞化学法检测体外培养精原细胞

 分别培养2日龄、6日龄及12日龄小鼠生精上皮细胞48～96 h,并进行碱性磷酸酶（AP）细胞化学染色,以及波形蛋白（vimentin）和c-Kit受体蛋白免疫细胞化学染色,观察细胞形态及染色特性,以研究不同日龄小鼠生精上皮细胞在体外培养时形态及AP特性,建立一种简便可行的检测精原细胞的方法。结果,管周细胞为不规则形状,呈vimentin⁺反应、c-Kit^－反应和AP⁺反应;幼稚型及正成熟的支持细胞（Sertoli cell）为大小不等的不规则形状,呈vimentin⁺反应、c-Kit^－反应和AP^－反应;6 日龄小鼠精原细胞为圆球形或近似圆球形,呈vimentin^－反应和c-Kit⁺反应。生殖细胞中,前精原细胞（性原细胞）和精原细胞均呈AP⁺反应,部分精母细胞也呈AP⁺反应。研究结果表明,在没有前精原细胞及精母细胞的培养体系中,可以借助细胞形态和AP活性两项指标检测其中的精原细胞。     

猪L-Myc基因的分子克隆及在细胞重编程中的应用

【目的】克隆猪L-Myc基因,并在蛋白水平表达的情况下探索其在细胞重编程中的作用,为深入研究猪L-Myc基因替代c-Myc诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell,iPSC）奠定基础。【方法】先通过NCBI序列比对,采用RT-PCR克隆猪L-Myc基因cDNA,生物信息学分析猪L-Myc基因与人和小鼠的同源性,构建融合表达载体pEGFP/L-Myc-C1,通过载体转染和免疫印记检测猪L-Myc基因cDNA的蛋白水平表达;再将L-Myc基因装入逆转录病毒载体中,分别使用不同的转录因子诱导猪胎儿成纤维细胞（porcine embryo fibroblast,PEF）,通过形态变化和碱性磷酸酶（AP）染色验证猪L-Myc基因在细胞重编程中的作用。【结果】①获得了1 113 bp的猪L-Myc基因cDNA,编码364个氨基酸,理论分子质量为40 kD;②生物信息学分析显示猪L-Myc基因与人和小鼠高度同源;③免疫印记检测结果说明猪L-Myc基因cDNA能够在蛋白水平表达;④细胞诱导试验和AP染色结果显示转录因子Oct4、Sox2、Klf4和L-Myc（OSKL）组合诱导的细胞阳性克隆率明显高于Oct4、Sox2和Klf4（OSK）组合的阳性克隆率。【结论】获得了猪L-Myc基因,并且该基因在蛋白水平表达且在细胞重编程过程中起到了重要的作用。     

绵羊iPS细胞诱导及转录组学分析

【目的】建立绵羊(Ovis aries)诱导性多能干细胞系,为绵羊转基因育种、应用绵羊诱导性多能干细胞奠定基础。【方法】利用电转将OCT4、SOX2、KLF4、l-Myc、Lin28转染至绵羊成纤维细胞中并诱导培养至有光滑隆起、边缘整齐的细胞克隆,形态学、碱性磷酸酶(AP)染色、免疫荧光染色以及实时荧光定量PCR检测克隆细胞的生物学特性;利用高通量测序技术对诱导0、10、20、30 d的阳性细胞的差异表达基因进行筛选。【结果】克隆细胞中SOX2、OCT4、SSEA-1蛋白免疫荧光染色均呈阳性; OCT4、SOX2、Nanog基因表达量均极显著高于成纤维细胞;0和30 d转录组测序表明,被注释到GO数据库的差异表达基因有9 465个,其中,上调基因6 987个,下调基因2 478个;KEGG分析共有5 773个基因注释到259个通路中,其中,P53信号通路显著富集,且其在干细胞增殖方面起着非常重要的作用。【结论】初步成功建立了绵羊诱导性多能干细胞。     

用雄性新生仔猪生殖细胞建立干细胞系初探

体外培养雄性新生仔猪生殖细胞,并检测其碱性磷酸酶活性及O ct-4蛋白,探讨用雄性新生仔猪生殖细胞建立干细胞系的可行性及检测方法。结果表明,雄性新生仔猪生殖细胞在BRL细胞饲养层上培养2 d,大部分生殖细胞呈碱性磷酸酶阳性(AP+),而全部呈O ct-4蛋白阴性(O ct-4-);培养1周后,生殖细胞及细胞克隆均为AP-和O ct-4-。雄性新生仔猪生殖细胞体外培养时出现2类细胞克隆,一类体积较小,数量众多,形成1周后又开始分化,仅能传至第2代;另一类细胞克隆的形态与猪原生殖细胞来源的胚胎生殖细胞(EGC)克隆相似,细胞克隆与周围细胞分界明显,而克隆中细胞相互间界限不清,这类细胞克隆易于分化,可以传至第3代;2类细胞克隆均为AP-和O ct-4-。雄性新生仔猪生殖细胞可作为干细胞系的建系材料,AP和O ct-4蛋白均不适宜用来检测体外培养的雄性新生仔猪生殖细胞及其来源的细胞克隆。     

烟草DREB转录因子新基因的克隆与功能分析

采用同源克隆及cDNA末端快速扩增法(rapid amplification of cDNA ends,RACE),从烟草中克隆到1个新的烟草DREB基因,命名为NbDREB2a.序列分析表明该基因全长1191 bp,编码330个氨基酸,具有典型的DREB转录因子保守的AP2结构域.实时RT-PCR分析表明,该基因能在烟草的根、茎、叶中表达,受低温、干旱和高盐诱导.酵母转录激活实验证明,该基因可以特异性结合DRE顺式作用元件,并能激活报告基因的表达.为了研究该基因在植物抗逆反应中的功能,利用农杆菌介导法,将该基因转化到模式生物拟南芥中,筛选到了单拷贝插入的、纯合的拟南芥株系;对获得的转基因拟南芥进行干旱及高盐处理,结果表明,与对照相比,超量表达该基因能够明显地提高拟南芥对干旱及高盐的抗性.     

植物PP2C蛋白磷酸酶负调控ABA信号转导途径研究进展

PP2C(PP2C-type protein phosphatases)蛋白磷酸酶是一类丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶,植物体内目前已经发现了4种PP2C蛋白磷酸酶:ABI,AtP2C-HABl,AtPP2CA以及MP2C.大量的研究表明植物PP2C蛋白磷酸酶参与了ABA信号转导途径的负调控功能.就高等植物PP2C的分类及其对ABA信号转导途径的负调控功能的研究进展进行了综述.     

梅花 PmAP2基因的克隆及表达1）

为了解析梅花（Prunus mume Sieb．et Zucc．）花器官发育的分子调控机理,采用RT－PCR的方法从梅花‘三轮玉蝶’中克隆了APETALE2的同源基因PmAP2,并采用荧光定量PCR对PmAP 2的表达模式进行了分析。序列分析表明,PmAP2基因CDS区域全长1647 bp,编码548个氨基酸,含有两个保守的AP2结构域,属于AP2／ERF基因家族。多序列比对和系统进化结果显示,该基因与桃、苹果AP2基因相似性较高,分别为96％和82％。PmAP2在梅花营养器官、四轮花器官和果实中均有表达,花瓣中的表达量最高;台阁花型梅花花中PmAP2表达量最高,重瓣品种次之,单瓣品种表达量最低。 PmAP2的差异表达可能与梅花的花型进化有关。