詹纳斯激酶/信号转导蛋白转录激活因子信号通路在动物骨骼肌发育中作用的研究进展

詹纳斯激酶/信号转导蛋白转录激活因子（JAK/STAT）信号通路级联反应已被确定为肌肉发育的关键因素之一,其激活后影响骨骼肌成肌细胞的增殖、分化等。这条通路主要由3个部分组成,即詹纳斯激酶（JAK）、信号转导蛋白转录激活因子（STAT）及詹纳斯激酶受体。文章对JAK/STAT信号转导通路的基本途径及特点,以及它在动物骨骼肌修复生长过程中作用的研究进展进行总结。     

表皮生长因子信号调控隐窝-绒毛轴更新和再生的研究进展

在肠道干细胞生态位中,表皮生长因子(EGF)信号主要是其配体与具有酪氨酸激酶活性的表皮生长因子受体(EGFR)结合后,通过磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)和丝裂原活化蛋白激酶的激酶(MEK)/细胞外信号调节激酶(ERK)等下游信号通路,将有丝分裂信号从细胞表面传到细胞核内,刺激干细胞增殖分化,从而促进肠上皮更新和损伤后修复的过程。近年来的研究表明,肠腔中某些营养素也可通过EGF信号的不同支路参与调控干细胞生态位稳态,以维持肠黏膜结构和功能完整性。本文就肠道中EGF信号的传导机制进行了归纳总结,并系统综述了该信号及其所介导的功能性氨基酸在干细胞驱动的隐窝-绒毛轴更新和再生中的作用,以期为肠道的靶向调控提供参考。     

Wnt/β-连环蛋白信号驱动小肠上皮更新和再生机制的研究进展北大核心CSCD

肠道干细胞是小肠上皮程序性更新的源泉,其为肠上皮功能细胞的产生提供动力,进而实现肠道的屏障功能、吸收功能、免疫功能和内分泌功能等。同时肠道损伤后修复,即上皮再生过程,也是源于肠道干细胞的驱动。Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路是肠道干细胞命运决定的关键控制开关之一,能调节肠道干细胞的增殖和分化进程,维持肠道上皮细胞的有序结构和肠道内稳态。本文就Wnt/β-catenin信号在肠上皮更新和再生过程中的作用及调控机制作一综述,旨在为新型饲料添加剂的开发以及畜禽肠道健康管理提供依据。     

肠道干细胞功能的调节作用机制及其营养干预

肠道干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞，在维持肠道的稳态和肠道疾病的发生中具有重要的作用。肠道干细胞受到Wnt信号通路、Notch信号通路、Ras/Raf/Mek/Erk信号通路和BMP信号通路的共同调控。在日粮中添加不同的营养物质对于肠道干细胞具有干预作用，从而影响肠道的健康与稳态。本文就肠道干细胞功能调节作用机制及其营养干预来展开综述，以期为肠道稳态的维持和肠道疾病的治疗提供一定的思路。 [关键词] 肠道干细胞|调节|营养干预     

哺乳动物肠道干细胞与Wnt信号通路研究进展

肠道干细胞(intestinal stem cells,ISCs)是位于胃肠道的一类具有持续增殖分化能力的细胞;Wnt信号通路是最早发现于果蝇体内的与胚胎发育和癌症发生相关的蛋白质作用网络,对维持肠内稳态具有多层次的调节作用。作者概述了肠道干细胞的研究进展和Wnt信号通路的主要作用,了解了肠道干细胞参与病理性炎性的过程,进而揭示了发育不良和慢性炎症导致癌症的分子机理。     

JAK-STAT信号通路研究进展

信号通路JAK-STAT参与机体多种调节反应,在细胞因子等与其相应受体结合后激活JAK激酶,进一步活化其下游信号蛋白分子STAT,导致STAT同源或异源二聚体化,随后二聚体蛋白移位核内,与相应的靶基因启动子结合,控制目的蛋白的表达,对机体的调控起着重要作用。     

C5a/C5aR信号在微小隐孢子虫感染中的免疫调节作用研究

旨在探究C5a/C5aR信号在微小隐孢子虫感染过程中对宿主CD4⁺ T细胞免疫反应的调控作用。本研究以微小隐孢子虫（Cryptosporidium parvum）为研究对象,以BALB/c乳鼠和C5aR抑制BALB/c乳鼠为感染模型,应用实时荧光定量PCR和免疫组织化学技术检测了C.parvum感染前后乳鼠回肠组织中C5aR的表达变化,利用实时荧光定量PCR检测了隐孢子虫HSP70基因和CD4⁺ T细胞亚群（Th1、Th2、Th17细胞和Treg细胞）主效应细胞因子（IFN-γ、IL-4、IL-17和TGF-β）的转录变化,并通过病理组织切片观察乳鼠回肠黏膜的损伤情况。结果显示：与对照组乳鼠相比,C.parvum感染可以引起乳鼠回肠组织中C5aR的mRNA和蛋白表达水平显著上调（P<0.05）,以及IFN-γ表达水平显著上调（P<0.05）;与C.parvum感染组乳鼠相比,C5aR抑制剂处理可引起C.parvum感染乳鼠回肠组织中Th1细胞、Th2细胞和Treg细胞的主效应细胞因子IFN-γ、IL-4和TGF-β显著下调表达（P<0.05）,以及Th17细胞主效应细胞因子IL-17显著上调表达（P<0.05）。病理学观察发现,抑制C5aR能显著改善C.parvum感染引起的乳鼠回肠组织的绒毛直径和黏膜厚度变化（P<0.05）,但不能改善绒毛长度、绒毛长度与隐窝深度比值。隐孢子虫HSP70基因的mRNA水平检测发现,抑制C5aR能显著影响C.parvum在回肠组织中的增殖（P<0.05）。C5a/C5aR信号可能通过动态调节CD4⁺ T细胞亚群主效应细胞因子的表达来参与宿主与隐孢子虫相互作用的过程,为深入理解隐孢子虫与宿主的互作机制提供了参考。     

氨基酸在炎症性肠病中的作用及其信号通路

肠道是营养物质消化、吸收的主要器官，但易受外界环境刺激，导致炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）的发生，严重危害动物肠道健康。膳食氨基酸在促进肠道发育、维持肠道健康方面发挥重要作用，其主要通过调控腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated kinase，AMPK）、雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）、核苷酸结合寡聚化结构域（nucleotide binding oligomerization domain，NOD）/核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）等信号通路影响肠上皮细胞生理活动、改善肠道屏障功能、减轻肠道氧化损伤、调节炎性因子的产生、提高内源抗菌肽表达，进而预防和治疗IBD。本文综述了IBD的基本特征、氨基酸在IBD中的作用及其信号通路，以及氨基酸在畜禽生长中维持肠道健康的作用与应用，为膳食营养素防治IBD提供有效线索与策略。     

催乳素通过酪氨酸激酶2/信号传导及转录激活蛋白5信号通路促进奶牛乳腺上皮细胞乳铁蛋白合成和分泌

本试验旨在研究催乳素（PRL）对奶牛乳腺上皮细胞（BMECs）中酪氨酸激酶2/信号传导及转录激活蛋白5(JAK2/STAT5)信号通路介导的乳铁蛋白（LF）合成和分泌的影响。添加不同浓度的PRL[0（对照）、10、100、1 000 ng/mL]处理BMECs 24 h,分析PRL对LF含量和LF、催乳素受体（PRLR）以及JAK2/STAT5信号通路基因表达量和相关蛋白表达的影响。为了验证STAT5在PRL促进BMECs LF合成和分泌的关键作用,添加STAT5抑制剂匹莫齐特（Pimozide）[未添加Pimozide（对照）、10μmol/L Pimozide、100 ng/mL PRL、10μmol/L Pimozide+100 ng/mL PRL]处理BMECs 24 h,测定PRL和Pimozide对LF含量和LF、JAK2/STAT5信号通路基因表达量和相关蛋白表达以及相对荧光强度的影响。结果表明：1）与对照组相比,10、100、1 000 ng/mL PRL能够显著或极显著提高BMECs上清液中的LF含量（P<0.05或P<0.01）;Pimozide组能够极...     

营养、大肠杆菌和氨基酸对猪小肠上皮细胞抗菌肽和信号通路蛋白表达的影响

为了研究应激和氨基酸对上皮抗菌肽表达的作用和分子机制,试验选用猪小肠上皮细胞系IPEC-J2作为研究对象,饥饿和大肠杆菌感染分别作为营养应激和细菌应激,丙氨酸和异亮氨酸作为氨基酸处理,收集细胞mRNA,利用荧光定量PCR测定β防御素和相关信号通路蛋白表达水平。结果表明:与对照组(DMEM/F12培养基)相比,饥饿显著降低了小肠上皮细胞猪防御素2(p BD-2)、猪防御素3(p BD-3)和猪防御素EP2c(p EP2c)及沉默信息调节因子2同源蛋白1(Sirt1)、叉头转录因子1(Fox O1)和叉头转录因子4(Fox O4)的表达(P0.05),大肠杆菌对β防御素表达无显著影响(P0.05)。与对照组(饥饿培养基)相比,丙氨酸处理未显著影响p BD-2和p BD-3的表达(P0.05),但显著提高了p EP2c表达水平(P0.05);异亮氨酸处理使p BD-2、p BD-3和p EP2c表达水平显著升高(P0.05)。与对照组相比,丙氨酸和异亮氨酸处理不同程度影响信号通路蛋白转录,丙氨酸处理显著提高了Sirt1和Fox O4的表达水平(P0.05),异亮氨酸处理显著促进了Sirt1、Fox O1和Fox O4的表达(P0.05)。由此得出,营养应激降低猪小肠上皮细胞中β防御素的表达,而氨基酸的补充可促进其表达,该调控作用可能与Sirt1和叉头转录因子(Fox O)信号通路蛋白有关。     

组氨酸对体外培养奶牛乳腺上皮细胞β-酪蛋白及酪氨酸激酶2-信号转导与转录激活子5/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路相关磷酸化蛋白表达的影响

本试验旨在研究不同浓度的组氨酸对体外培养奶牛乳腺上皮细胞β-酪蛋白及酪氨酸激酶2(JAK2)-信号转导与转录激活子5(STAT5)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR)信号通路相关磷酸化蛋白表达的影响。将原代奶牛乳腺上皮细胞进行体外培养,分为对照组和7个试验组,采用无必需氨基酸的培养基,对照组不添加组氨酸,试验组是在对照组基础上分别添加0.15、0.60、1.20、2.40、4.80、9.60、19.20 mmol/L的组氨酸。采用噻唑蓝比色法检测原代奶牛乳腺上皮细胞12 h增殖情况;运用蛋白质免疫印迹检测β-酪蛋白和8个信号通路相关磷酸化蛋白表达。结果表明:1)当组氨酸浓度为0.15~9.60 mmol/L时,与对照组相比,奶牛乳腺上皮细胞数量均增加。2)β-酪蛋白表达量随组氨酸浓度的增加出现先升高后降低的趋势,但试验组均极显著高于对照组(P0.01)。3)与对照组相比,组氨酸的添加可极显著促进各信号通路相关磷酸化蛋白的表达(P0.01);试验组中,随着组氨酸浓度的升高,磷酸化哺乳动物雷帕霉素靶蛋白[P-m TOR(Ser2481)]和磷酸化真核细胞翻译延伸因子2[P-e EF2(Thr56)]蛋白的表达量下降,而磷酸化核糖体S6蛋白激酶1[P-S6K1(Thr389)]的蛋白表达增加;当组氨酸浓度为2.40 mmol/L时,磷酸化酪氨酸激酶2[P-JAK2(Tyr1007/1008)]、磷酸化真核细胞始动因子4E结合蛋白1[P-4EBP1(Thr37)]和磷酸化真核细胞起始因子2α[P-e IF2α(Ser51)]蛋白的表达量最高,磷酸化信号转导与转录激活子5[P-STAT5(Tyr694)]、磷酸化m TOR调控蛋白[P-raptor(Ser863)]和m TOR复合物1中的绑定蛋白(GβL)蛋白在组氨酸浓度为9.60 mmol/L时表达量最高。综合可知,组氨酸的添加可通过促进JAK2-STAT5信号通路中P-JAK2(Tyr1007/1008)和PSTAT5(Tyr694)蛋白的表达来进而调控β-酪蛋白表达。最适浓度(0.15~9.60 mmol/L)范围内的组氨酸还可通过m TORC1的P-raptor(Ser863)蛋白作用于下游靶点P-4EBP1(Thr37)来促进β-酪蛋白表达,最终调控乳蛋白合成。     

脐带间充质干细胞通过类胰岛素样生长因子-Ⅰ介导的Janus激酶/信号转导及转录活化因子信号通路抑制奶牛乳腺上皮细胞凋亡的体外研究

本试验旨在探究Janus激酶/信号转导及转录活化因子(JAK/STAT)信号通路是否参与脐带间充质干细胞(UC-MSCs)通过类胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)抑制奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)凋亡的调节。将UC-MSCs和BMECs利用TranswellTM小室双层共培养,以BMECs单纯培养为对照,给予类胰岛素样生长因子-Ⅰ受体(IGF-ⅠR)抑制剂AG1024进行干预,并用信号阻断剂AG490处理细胞,24 h后采用实时荧光定量PCR检测各组细胞B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、B细胞淋巴瘤/白血病基因伴随蛋白x(Bax)、半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)基因的相对表达丰度,流式细胞仪检测细胞凋亡情况。结果表明:UC-MSCs和BMECs共培养组BMECs的凋亡率极显著低于其他各组(P0.01);UC-MSCs和BMECs共培养组Bcl-2基因的相对表达丰度较BMECs组极显著上调(P0.01),Caspase-3、Bax基因的相对表达丰度则显著或极显著下调(P0.05或P0.01);AG1024和AG490单独处理或二者共同处理升高了单独培养的BMECs和与UC-MSCs共培养的BMECs的凋亡率,并上调了Bax、Caspase-3基因的相对表达丰度,下调了Bcl-2基因的相对表达丰度,均具有统计学意义(P0.05或P0.01)。由此得出,UC-MSCs能够通过IGF-Ⅰ介导JAK/STAT信号通路调节BMECs凋亡相关基因的表达,降低BMECs的凋亡率。     

Reduced differentiation of intestinal epithelial cells in wasting marmoset syndrome

Wasting marmoset syndrome (WMS) is a serious disease in captive common marmoset (Callithrix jacchus) colonies. Because of the high mortality rates, elucidation of the underlying mechanisms is essential. In this study, we compared the histopathology, the number of each epithelial cell in the jejunum and colon, and the expression patterns of some molecular markers between healthy and WMS-affected marmosets. Atrophy of villi in the jejunum and mononuclear cell infiltration in the lamina propria were observed in the intestinal tract of WMS-affected marmosets. Although the numbers of transient amplifying cells and tuft cells were increased, the number of goblet cells was obviously decreased in the jejunum and colon of WMS-affected marmosets compared to healthy marmosets. In addition, the number of enterocytes in the jejunum was decreased in WMS animals. There was no apparent difference in the numbers of stem cells, enteroendocrine cells, or Paneth cells. The expression of β-catenin and Tcf7l2 was increased in WMS, and the co-existence of β-catenin and Tcf7l2/Cyclin D1 was observed around the crypts in WMS-affected marmosets. These findings suggest that cell proliferation continues, but cell differentiation is halted in the intestinal tract due to the enhanced β-catenin/Tcf7l2/Cyclin D1signaling pathway in WMS, which results in malfunction of the villus and mucosa.     

JAK/STAT途径对家蚕杆状病毒感染应答的初探

为了探讨家蚕抗病毒感染的免疫应答途径,通过非转座子介导将家蚕信号转导子及转录激活因子(STAT)基因表达盒(BmSTAT)导入家蚕卵巢培养细胞(BmN),经吉欧霉素(zeocin)筛选获得过表达BmSTAT的稳定转化BmN细胞。修饰型线性化家蚕杆状病毒Bm-BacPAK6感染结果显示:病毒感染后转化BmN细胞和正常BmN细胞的BmSTAT基因表达水平分别提高了32.70%和14.63%,表明家蚕JAK/STAT途径对杆状病毒感染有应答。比较转化BmN细胞和正常BmN细胞对杆状病毒感染的抵抗性,发现病毒对转化BmN细胞的感染比例低于正常BmN细胞,二者之间的感染率相差8.28～18.02个百分点;在感染病毒的转化BmN细胞中,β-半乳糖苷酶基因的表达水平比病毒感染正常BmN细胞的略低,推测这与转化BmN细胞中的BmSTAT水平(JAK/STAT途径信号)高于正常BmN细胞有关。然而,在BmN细胞中,BmSTAT基因的过表达尚不足以明显提高细胞对病毒感染的抵抗力。研究结果为进一步探讨家蚕JAK/STAT途径在病毒感染应答方面的作用奠定了基础。