内质网应激信号影响猪肠道屏障功能的研究进展

内质网是蛋白质在哺乳动物细胞内修饰、折叠和加工的场所。内质网的功能发生障碍时,未折叠蛋白或错误折叠蛋白在内质网腔中大量蓄积并激活内质网应激信号,细胞通过减少新蛋白质的合成或促进已合成蛋白质的折叠,恢复内质网稳态。因此,内质网应激信号是机体应对不利外界环境的适应性反应。严重的内质网应激可引发细胞凋亡,清除受损细胞。最近的研究发现,断奶仔猪肠道屏障功能障碍的发病过程伴随未折叠蛋白反应和内质网应激,合理的氨基酸营养可以通过调节内质网应激信号相关蛋白,恢复肠上皮屏障功能。本文对内质网应激影响猪肠道屏障功能的研究进展进行总结和综述,为通过营养物质调节内质网应激信号通路改善仔猪肠道健康提供参考。     

内网质应激反应：调控天然免疫信号传导抵御病毒感染的枢纽

内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS)是细胞为应对内质网腔内错误折叠与未折叠蛋白聚集以及钙离子平衡紊乱等状况,而激活未折叠蛋白反应(unfolded protein response, UPR)、内质网过载反应和Caspase-12介导的凋亡通路等信号途径的反应过程，是细胞的一种保护性应激行为。ERS主要通过激活细胞内UPR,促进内质网正常功能的恢复。在病毒感染过程中，病毒会“劫持”细胞内质网合成大量病毒蛋白，加之细胞自身蛋白合成的需求，内质网中蛋白质合成超出了细胞的正常处理范围，造成大量未折叠或者错误折叠蛋白的积聚，接着诱导ERS和激活UPR。ERS作为细胞的一种保护性应激反应，在机体抗病毒感染和调节天然免疫反应中发挥着重要的作用。本研究对ERS的产生及功能、ERS与天然免疫信号通路的交互调控以及ERS诱导的细胞凋亡等方面进行了综述，以期为进一步研究抗病毒策略提供新思路。     

槲皮素基于内质网应激信号通路调节动物机体健康和疾病的研究进展

内质网是蛋白质和脂质生物合成以及跨膜蛋白折叠的场所。生理和病理情况都可影响内质网的功能，导致内质网应激。长期和严重内质网应激可导致细胞的自噬和/或诱导细胞凋亡。多项研究表明，内质网应激是导致许多疾病的主要因素。因此，对内质网应激通路的调节已成为一个潜在的治疗靶点。槲皮素是属于黄酮类植物衍生的次生代谢物，具有一系列有益作用。近年来的研究发现，槲皮素可通过调控内质网应激信号，降低机体发生癌症、肝脏和胰腺疾病、心血管疾病、肠道疾病的风险，减少器官/组织损伤，进而维持动物机体健康。本文主要综述槲皮素调节动物内质网应激中的作用机制及研究进展，旨在为槲皮素的进一步开发利用和治疗动物内质网应激相关疾病方面提供参考。     

β-羟丁酸诱导内质网应激导致牛乳腺上皮细胞脂质沉积的研究

为了探究β-羟丁酸(β-hydroxybu-tyric acid,BHBA)是否参与诱导内质网应激导致牛乳腺上皮细胞脂质沉积,试验首先向牛乳腺上皮细胞中添加BHBA,运用实时荧光定量PCR和Western-blot方法检测BHBA对内质网应激标志分子GRP78基因及其蛋白以及脂肪从头合成SREBP1、FASN基因及其蛋白表达水平的影响;然后应用毒胡萝卜素(thapsigargin,TG)刺激牛乳腺上皮细胞,推断脂质沉积和内质网应激顺序,以此确定是否为内质网应激导致了细胞脂质沉积。结果表明:向细胞中添加BHBA后,内质网应激标志分子GRP78及脂肪从头合成SREBP1、FASN的基因及其蛋白表达水平均升高,在细胞中添加毒胡萝卜素后这几种基因的表达水平也升高。说明BHBA可诱导牛乳腺上皮细胞发生内质网应激,导致脂质沉积。     

热休克蛋白在细胞凋亡级联中的调控作用

机体在高温刺激下可诱导合成热应激相关蛋白,这些蛋白主要是热休克蛋白家族成员。热休克蛋白在信息传递、细胞代谢、生长及分化等过程中发挥着关键的调控作用,并在细胞凋亡过程中发挥着重要的调控作用,以最大限度地保护机体。热休克蛋白在线粒体信号通路和死亡受体信号通路的级联反应中通过削弱、阻断凋亡信号,或激活存活信号对凋亡进行负调控,从而减少细胞损伤,促进细胞存活。     

细胞色素C与细胞凋亡研究进展

在细胞凋亡过程中,线粒体是调控细胞凋亡的中心,而细胞色素C(Cyt-C)从线粒体的释放则起着关键性作用。细胞色素C释放到胞质后可激活Caspase,引发级联反应,从而导致凋亡;Bcl-2蛋白家族具有调控细胞色素C释放的功能;凋亡诱导因子AIF保证着凋亡的有序进行;内质网(ER)通过应激、招募、活化等提高线粒体对促凋亡因子的敏感性,从而使细胞色素C从线粒体线粒体膜间隙(intermembrane space,IMS)释放,发挥了重要的作用。     

马鹿鹿茸不同部位差异蛋白质组学分析

旨在从差异蛋白质组学角度为鹿茸生物学特性的阐明奠定理论基础。本研究以天山马鹿65和75d鹿茸不同部位为试验材料,通过双向凝胶电泳、MALDI-TOF-MS质谱鉴定技术,结合生物信息学分析,成功鉴定出65种差异蛋白质,涉及代谢过程、细胞过程、发育过程、定位以及应激等生物学过程,还参与了血小板活化、黏着斑、代谢通路、PI3K-Akt信号通路等代谢通路。这些蛋白包括骨发育相关蛋白4种、神经发育相关蛋白3种、血管发育相关蛋白2种、抗氧化、内质网应激相关蛋白4种、免疫相关蛋白7种、凋亡相关蛋白5种。结果显示,TTR、RBP4、CRABP1在由65d鹿茸过渡到75d鹿茸的过程中,对鹿茸生长发育起一定调控作用。PRDX2、TXNDC5、ERP29、Pdia6在内质网应激、抗氧化中起重要作用。内质网应激、内质网相关性死亡途径、线粒体凋亡途径可在一定程度上阐明鹿茸细胞快速增殖分化的同时存在大量细胞凋亡现象,以满足快速生长、发育的需要。另外,GMFβ、CATHL1两种蛋白在神经发育和炎症抗性中可能具有重要的作用。     

槲皮素缓解内质网应激(ERS)介导的水牛颗粒细胞凋亡

内质网应激(ERS)在颗粒细胞的凋亡中起重要作用,颗粒细胞的凋亡又是诱发卵泡闭锁的关键因素。槲皮素(QC)做为一种植物源性黄酮类化合物,具有抗氧化、抗炎等生物活性。研究表明QC可通过内质网应激保护细胞。为了解QC对水牛颗粒细胞的保护作用,初步阐明QC通过内质网应激缓解水牛颗粒细胞的凋亡机制。分析QC对细胞活力的影响,利用CCK-8试剂检测细胞活力,发现低质量浓度(1.0～2.5 mg/L)的QC能够增加细胞活力;使用内质网应激诱导剂衣霉素,在体外构建内质网应激模型,利用流式细胞术检测细胞凋亡情况,q-PCR检测内质网应激相关基因表达量情况,发现2.5 mg/L的衣霉素可促使内质网应激相关基因表达显著上升,细胞凋亡也显著增加;随后,探究QC对内质网应激条件下水牛颗粒细胞的保护作用,通过流式细胞术检测细胞凋亡情况,q-PCR和Western blot检测内质网应激以及细胞凋亡相关基因和蛋白的表达情况,发现QC预处理后,内质网应激相关基因的表达显著降低,细胞凋亡情况也得到缓解。综上,QC能缓解内质网应激诱导的细胞凋亡。     

Chemerin对奶牛乳腺上皮细胞炎症和内质网应激及自噬的影响

体外培养奶牛乳腺上皮细胞,并用0.1 mg/L重组蛋白Chemerin处理细胞。Western blot检测炎症相关蛋白IL-1β和IL-6、自噬标志蛋白LC3和p62以及内质网应激关键蛋白GRP78和CHOP的表达;细胞免疫荧光染色分析细胞内活性氧(ROS)含量及p62蛋白表达定位情况。结果显示,Chemerin处理奶牛乳腺上皮细胞后,细胞内炎症因子IL-1β和IL-6、内质网应激蛋白GRP78和CHOP相对表达量及细胞ROS含量均显著上调(P0.05)。同时,自噬标志蛋白LC3-Ⅱ的表达明显上升(P0.01),而自噬底物p62呈显著性降低趋势(P0.01)。结果表明,细胞因子Chemerin可以通过调控相关基因的表达诱导奶牛乳腺上皮细胞炎症的发生,同时激活内质网应激和自噬反应,其具体机制有待进一步阐明。     

布鲁氏菌OMP16对RAW264.7细胞凋亡与免疫活性的影响

旨在研究布鲁氏菌外膜蛋白OMP16对小鼠巨噬细胞RAW264.7细胞凋亡和免疫活性的影响及其机制探讨。以OMP16处理RAW264.7细胞为模型,通过MTT以及Hoechst法检测OMP16对细胞活力的影响,通过Western blot检测Caspase-3、GRP78、CHOP的表达情况,流式细胞术检测OMP16对细胞凋亡的影响以及RT-PCR检测免疫因子IL-1β、IL-6和TNF-α的变化。结果表明,OMP16能够影响RAW264.7细胞的活力,且有浓度依赖性;添加OMP16后能够显著增加凋亡标志因子Caspase-3的表达（P<0.001）,并促进RAW264.7细胞的凋亡;作用24、36 h之后,显著引起内质网应激标志蛋白GRP78、CHOP的表达;并且能显著上调IL-1β、IL-6、TNF-α等炎性因子的mRNA表达水平。布鲁氏菌OMP16能够诱导RAW264.7凋亡,OMP16显著引起内质网应激CHOP通路的激活。     

CHOP调控内质网应激介导细胞凋亡的机制

C/EBP同源蛋白CHOP是一种29K的细胞蛋白,主要参与调控细胞增殖、分化以及能量代谢等。CHOP作为转录因子在内质网应激(ER Stress,ERS)介导的细胞凋亡中起重要作用。ERS通常是指ER中错误折叠或未折叠蛋白质增加引起的应激反应。发生ERS时,细胞会通过未折叠蛋白反应(UPR)维持细胞内稳态。长期或过度的应激会导致ER功能障碍和凋亡发生。ER通过3个主要途径诱导细胞凋亡,包括IRE1/ASK1/JNK途径、Caspase-12 激酶途径和CHOP途径。     

高铜诱导肉鸡心肌氧化损伤和内质网应激

探讨高铜对肉鸡心肌氧化损伤和内质网应激的影响,将48羽1日龄白羽肉鸡随机平均分为4组,分别饲喂对照日粮(Cu 11 mg/kg,对照组)和高铜日粮(Cu 110 mg/kg,高铜I组;Cu 220 mg/kg,高铜Ⅱ组;Cu 330 mg/kg,高铜Ⅲ组)。49日龄时进行心脏采集,制备切片观察心脏组织病理学变化,检测心肌总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及丙二醛(MDA)含量的变化,实时荧光定量PCR检测内质网应激相关基因GRP78、GRP94、eIF2α、ATF6、XBP1、CHOP的mRNA转录水平,Western blot检测GRP78蛋白表达水平。结果显示,与对照组相比,高铜组心肌纤维间隙增宽;随着日粮中铜含量的增加,心脏组织中T-AOC、SOD、CAT和GR活力下降,MDA含量显著升高(P0.05),GRP78、GRP94、eIF2α、ATF6、XBP1和CHOP mRNA表达量升高,GRP78蛋白表达显著上调(P0.05)。结果表明,高铜可以诱导心肌氧化损伤和内质网应激。     

PERK在玉米赤霉烯酮诱导TM4细胞凋亡中的作用

以TM4细胞(小鼠睾丸支持细胞株)为材料,用不同浓度的玉米赤酶烯酮(zearalenone,ZEA)染毒,利用透射电子显微镜(设0,5,10,20μmol/L ZEA浓度组),流式细胞仪、Western blot等技术检测了细胞超微结构、凋亡率、凋亡相关调控蛋白以及内质网应激相关蛋白的变化(设0,0.1,1,10,20μmol/L ZEA浓度组);通过转染PERK(蛋白激酶R样内质网激酶)siRNA,沉默PERK基因后检测了ZEA诱导TM4细胞凋亡率和凋亡相关蛋白的变化。结果显示:与对照组相比,20μmol/L浓度组损伤最为严重。随着ZEA浓度的增加,细胞凋亡相关蛋白Bax/Bcl-2的值逐渐升高,cleaved caspase 9、cleaved caspase 3蛋白表达量均呈升高趋势,1μmol/L以上染毒组均较各自对照组有极显著差异(P0.01);内质网应激相关蛋白BIP、CHOP的表达量也呈升高趋势,10μmol/L以上染毒组BIP、0.1μmol/L以上染毒组CHOP的表达量均较对照组有显著或极显著差异(P0.05或P0.01);PERK通路蛋白含量在10μmol/L时最高,20,30μmol/L时逐渐降低,但各染毒组与对照组相比呈显著或极显著差异(P0.05或P0.01);TM4细胞caspase3的活性和凋亡率均呈升高趋势,10μmol/L以上染毒组caspase3的活性较对照组均有极显著差异(P0.01),各染毒组细胞的凋亡率较对照组均有极显著差异(P0.01)。与10μmol/L ZEA处理组相比,siRNA PERK+10μmol/L ZEA组细胞凋亡率呈显著下降(P0.01),Bax/Bcl-2比值、cleaved caspase 3、cleaved caspase 9表达量均下降(P0.05或P0.01)。结果表明,ZEA可触发TM4细胞内质网应激,通过PERK-eLF2α-ATF4信号通路诱导细胞发生凋亡,PERK信号通路在ZEA诱导TM4细胞凋亡中发挥重要作用。     

牛病毒性腹泻病毒2型感染激活MDBK细胞中未折叠蛋白应答导致细胞凋亡

根据对培养细胞致细胞病变的能力将牛病毒性腹泻病毒2型毒株(BVDV-2)分为致细胞病变型和非致细胞病变型。BVDV-2的致细胞病变机制还不是很清楚。试验通过显微镜检查和微阵列分析检测由BVDV-2感染造成的牛肾细胞发病机理。结果发现,BVDV-2可激活内质网应激信号通路,该通路对感染细胞的凋亡起作用。在感染BVDV-2期间用RT-PCR监测内质网应激标记基因的表达,结果表明,用BVDV-2致细胞病变毒株感染牛肾细胞可诱导葡萄糖调节蛋白78的表达。感染BVDV-2也可诱导DNA损伤诱导转录物3的表达并抑制外源凝集素半乳糖苷结合溶解物1的水平。结果表明,BVDV-2致细胞病变毒株可诱导内质网应激反应从而导致细胞凋亡。     

线粒体调控在玉米赤霉烯酮与脱氧雪腐镰刀菌烯醇联合染毒诱导仔猪睾丸支持细胞内质网途径凋亡中的作用

本试验旨在研究线粒体在玉米赤霉烯酮(ZEA)与脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)联合染毒诱导仔猪睾丸支持细胞(SCs)内质网途径凋亡中的调控作用机制。将对数生长期仔猪SCs分为对照、ZEA+DON、线粒体分裂抑制因子-1(Mdivi-1)和ZEA+DON+Mdivi-1 4个处理，处理24 h后，采用荧光显微镜观察细胞存活率，采用透射电镜检测细胞超微结构、线粒体及内质网形态变化，采用流式细胞术检测细胞凋亡率，采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测细胞内质网途径凋亡相关基因蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)、活化转录因子4(ATF4)、CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)和真核生物翻译起始因子2α(eIF2α)mRNA相对表达量，并采用蛋白质印迹法(Western blot)检测内质网途径凋亡相关蛋白PERK、ATP4、CHOP和eIF2α蛋白相对表达量。结果表明：1)与ZEA+DON处理相比，添加Mdivi-1可极显著提高细胞存活率(P<0.01),缓解细胞、线粒体及内质网结构损伤。2)与对照处理相比，Mdivi-1处理细胞凋亡率无显著差异(P>0.05),而ZE...     

内质网参与细胞凋亡信号转导途径的机制研究进展

内质网是细胞内重要的细胞器,对Ca2+平衡的紊乱和内环境的改变具有高度的敏感性,受到外界刺激后容易发生内质网应激,这会激活内质网参与的细胞凋亡程序。论文对内质网应激途径、内质网参与细胞凋亡的过程和病毒感染细胞发生内质网应激等内容进行了综述。     

伪狂犬病毒感染对BHK-21悬浮细胞内质网应激和未折叠蛋白反应的影响

【目的】探讨伪狂犬病毒(PRV)感染对BHK-21悬浮细胞内质网应激及未折叠蛋白反应(UPR)的影响。【方法】将悬浮的乳仓鼠肾细胞(BHK-21)以感染复数(MOI)0.01接种PRV,分别在接毒后12、24、36、48和56 h取样,用CCK-8法检测细胞存活率,按Reed-Muench法检测病毒滴度,筛选病毒接种处理的合适时间;以不接毒细胞作对照组,分别在感染后12、24、36和48 h取样,用实时荧光定量PCR法检测内质网应激标志分子葡萄糖调节蛋白78(GRP78)及UPR的3种感受蛋白(PERK、IRE1、ATF6)相关通路中基因的表达变化,Western blotting法检测相关蛋白的表达变化。在接种PRV同时分别加入0、0.001、0.005、0.01和0.02 μmol/L内质网应激诱导剂毒胡萝卜素(Tg)和0、20、40、80和160 μmol/L内质网应激抑制剂牛磺熊去氧胆酸(TUDCA),48 h收集细胞测定病毒滴度和细胞存活率。【结果】PRV感染56 h细胞存活率低于70%,感染48 h时病毒滴度达到最高(8.1 lg TCID₅₀/mL),因此后续试验分别在接毒后12、24、36和48 h取样。与对照组相比,PRV感染36和48 h GRP78转录水平均极显著升高(P＜0.01);PERK通路中,转录激活因子4(ATF4)转录水平在PRV感染36、48 h均极显著升高(P＜0.01),生长抑制DNA损伤基因34(GADD34)转录水平在PRV感染36 h显著升高(P＜0.05)、48 h极显著升高(P＜0.01),磷酸化真核翻译起始因子(P-eIF2α)蛋白水平在PRV感染36、48 h均极显著升高(P＜0.01);IRE1通路中,PRV感染组细胞36 h后多以剪切形式sXBP1存在,同时下游p58^IPKmRNA水平在36 h显著增加(P＜0.05),p58^IPK和EDEM mRNA水平在48 h均极显著增加(P＜0.01);ATF6通路中,PRV感染不同时间ERp57、PDI、Calnexin和Calreticulin的表达均无显著变化(P＞0.05)。与0 μmol/L组相比,0.01和0.02 μmol/L Tg极显著降低细胞存活率(P＜0.01),0.005和0.01 μmol/L Tg均极显著增加了PRV病毒滴度(P＜0.01)。【结论】PRV感染可以诱导BHK-21悬浮细胞内质网应激,激活UPR的PERK和IRE1信号通路,说明PRV利用内质网应激增强其复制。     

钙离子在内质网应激中的作用

内质网应激(ERS)是一种重要的细胞自我防御机制,内质网应激时,首先启动生存途径,但长时间的内质网应激将使细胞凋亡。钙离子(Ca~(2+))作为细胞内重要的第二信使,在细胞的各种生理及病理活动中发挥着重要作用,Ca~(2+)的稳态是细胞维持正常结构和功能的前提与基础。内质网是细胞中重要的钙库,当细胞受到外源性化合物作用时,内质网内Ca~(2+)代谢失衡,功能紊乱,导致内质网应激的发生。当细胞中Ca~(2+)耗竭,使得膜上Ca~(2+)通道打开,胞内钙池引发Ca~(2+)内流,使钙池再次充满。论文主要就内质网应激、内质网中钙离子的作用及钙池引发钙离子的内流进行概述,并展望了未来的研究方向,以期望为相关的研究提供参考。     

布鲁氏菌Ⅳ型分泌系统效应蛋白VceC对山羊滋养层细胞内质网应激和性腺激素分泌的影响

旨在研究布鲁氏菌IV型分泌系统效应分子VceC对山羊滋养层细胞(GTC)内质网应激及性腺激素分泌的影响,为揭示其在布鲁氏菌感染宿主细胞中的作用,阐明布鲁氏菌胞内生存和引起动物流产的机制提供重要依据。本研究通过构建VceC的真核表达载体pEGFP-C1-VceC并转染GTC,Western blot检测内质网应激标志性分子GRP78和CHOP蛋白表达量变化,qRT-PCR和Western blot进一步检测未折叠蛋白反应(UPR)信号通路相关分子;ELISA检测细胞培养上清液的孕酮和雌激素的浓度变化。结果表明,成功构建了VceC真核表达载体pEGFP-C1-VceC,转染GTC后,12和24 h GRP78蛋白表达均显著升高(P<0.01),24 h后CHOP蛋白表达显著降低(P<0.05);qRT-PCR检测IRE1和XBP-1的mRNA表达量在24 h均显著升高(P<0.05),而PERK、ATF6和ATF4 mRNA的表达未发生显著变化(P>0.05),Western blot检测IRE1蛋白的表达在转染12 h后显著升高(P<0.01);VceC转染...     

内质网应激与炎症对2型糖尿病胰岛β细胞凋亡的影响研究进展

2型糖尿病(type 2diabetes mellitus,T2DM)是一个以高血糖症为特征的复杂的代谢紊乱过程,其病因是胰岛抵抗和胰岛β细胞功能障碍。越来越多的试验表明,内质网应激(ERS)和炎症反应是导致胰岛β细胞凋亡而引发T2DM的重要原因。胰岛细胞具有发达的内质网,对ERS非常敏感。ERS时,内质网通过未折叠蛋白反应(UPR)调节应激。但持续的应激使UPR反应失调,最终导致胰岛β细胞大量凋亡。另外,炎症反应也可通过UPR反应的介导使胰岛β细胞凋亡。因此,以减轻应激和炎症为目标的治疗手段对于糖尿病治疗有着良好的前景。论文讨论了ERS和炎症过程对于T2DM胰岛β细胞凋亡的影响机制。