蛋氨酸及其一碳代谢产物促进肠道上皮更新机制的研究进展

肠道干细胞的更新和再生是维持肠上皮高度活跃性和可塑性的关键,并受肠腔中各种营养素的直接调控。蛋氨酸作为一种必需的膳食分子,具有促进肠细胞蛋白质合成、增强肠上皮屏障功能、控制肠细胞氧化状态和调节肠黏膜免疫反应等功能。蛋氨酸或其一碳代谢产物S-腺苷甲硫氨酸的缺失,会通过下调Wnt/β-连环蛋白和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白敏感型复合体1(mTORC1)等信号转导途径抑制肠道干细胞分裂,致使肠上皮形态和功能紊乱。本文就蛋氨酸的吸收和代谢过程,及其对肠道黏膜屏障功能和肠道干细胞增殖分化的影响作一综述,旨在为蛋氨酸调控肠道更新和再生的临床和生产应用提供参考。     

Wnt/β-连环蛋白信号通路在哺乳动物毛囊发育中的调控作用

毛囊是哺乳动物皮肤上重要附属结构,是控制被毛生长最重要的器官。毛囊发育主要包括毛囊形态发生以及毛囊再生。Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路在毛囊发育中起重要作用,引起学者及研究机构的广泛关注。本文综述了Wnt/β-catenin信号通路调节机制和核内激活,Wnt/β-catenin对毛囊形态发生和毛囊再生的调控作用以及成骨细胞抑制因子(Dkk)和营养物质对毛囊发育的调控作用。为Wnt/β-catenin信号通路调控哺乳动物毛囊发育的研究提供借鉴。     

Wnt/β-catenin信号通路参与毛囊发育及周期循环调控的研究进展

毛囊是动物皮肤重要的附属结构,具有复杂的形态变化和生理发育过程。毛囊的发育具有周期性循环特点,受到多方面要素的影响和调节。在遗传因素中,Wnt信号是毛囊生长的初始信号,参与形态发生及周期性循环的各个阶段,在毛囊基板发生、毛乳头功能发挥、毛囊周期性变化、毛囊干细胞增殖分化等过程发挥关键的调控作用。β-catenin是Wnt信号的分子开关,级联整合其他通路的信号,是Wnt信号转导途径中的核心环节。本文综述了Wnt/β-catenin信号通路调节毛囊发生发育的机制,为Wnt/β-catenin信号通路调控动物毛囊发生发育研究提供借鉴。     

β-catenin在哺乳动物毛囊发育中作用机制的研究进展

β-catenin是经典的Wnt信号通路关键性的下游效应器,在机体许多器官和组织的发育中发挥重要的调控作用。哺乳动物的毛囊是其机体具有自我修复和再生功能的器官之一,β-catenin是其周期性发育过程中众多调控因子之一。因此,对国内外β-catenin对哺乳动物毛囊调控的相关研究结果进行综述,为进一步揭示β-catenin对哺乳动物毛囊周期性发育作用机制提供相关依据。     

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     

Wnt/β-catenin信号通路上游基因在山羊绒周期性再生及着色过程中的表达分析

为初步探究Wnt/β-catenin信号通路是否参与山羊绒周期性再生及着色过程,本试验采用实时荧光定量技术对Wnt/β-catenin信号通路上游基因β-catenin、Lef1/Tcf3及该通路拮抗基因Dkk1mRNA在白色绒山羊绒毛生长不同时期及黑、白色绒山羊绒毛生长旺盛期时体侧部皮肤组织中的相对表达量进行研究。结果显示,上述通路中β-catenin、Lef1/Tcf3基因mRNA在白色绒山羊不同时期体侧部皮肤组织中的相对表达量具有明显变化规律即生长前期缓慢上调,旺盛期时表达量最高,生长后期及退行期逐渐下调,休止期表达量最低;Dkk1基因mRNA在白色绒山羊不同时期体侧部皮肤组织中的相对表达量则无明显规律性。上述各基因mRNA在黑、白色绒山羊生长旺盛期时体侧部皮肤组织中的相对表达量并无显著差异(P0.05)。结果提示,Wnt/β-catenin信号通路参与山羊绒周期性再生过程,但该通路并不涉及生长旺盛期时绒毛的着色过程。     

LiCl激活经典Wnt信号通路诱导猪骨骼肌卫星细胞向慢肌分化

Wnt/β-catenin信号通路参与调控细胞的增殖及分化,决定细胞的命运。LiCl通过抑制GSK-3β(glycogen synthetase kinase-3β)稳定细胞内β-catenin的表达。为研究Wnt/β-catenin信号通路在哺乳动物骨骼肌卫星细胞成肌分化过程中的作用。以原代培养猪骨骼肌卫星细胞为实验材料,将其培养在含有1%CEE和20%胎牛血清的GMEM培养液中,再用15 mmol/L LiCl诱导分化,并采用免疫荧光染色和Western blotting等方法检测经典Wnt信号通路中相关因子及成肌分化过程中细胞的蛋白表达。结果表明:LiCl处理猪骨骼肌卫星细胞后促进分化,p-GSK-3β、β-catenin、myosin及慢肌蛋白增加,p-β-catenin、GSK-3β及快肌蛋白减少,并且核内源性β-catenin增多。结果提示,激活Wnt/β-catenin信号通路促进骨骼肌卫星细胞成肌分化,并且诱导其向慢肌分化。     

激活Wnt/β-catenin信号通路抑制猪AMSCs向脂肪细胞分化

本研究以猪脂肪间充质干细胞(AMSCs)为材料,通过LiCl对AMSCs细胞中Wnt/β-catenin信号通路第二信使β-联蛋白(β-catenin)的稳定作用,探讨体外激活Wnt/β-catenin信号通路对猪AMSCs向脂肪细胞分化的作用及其初步机制。应用细胞免疫化学染色鉴定AMSCs细胞表面分子CD44和CD105的表达;油红O染色法检测AMSCs成脂分化潜能;采用半定量RT-PCR及Westernblot等技术分析Wnt/β-catenin通路各因子及脂肪细胞分化转录因子的表达。结果显示,猪AMSCs表达CD44和CD105,并具有多向分化潜能;25mmol·L-1的LiCl处理AMSCs后,细胞中β-catenin蛋白表达明显增强;激活Wnt/β-catenin信号通路后,猪AMSCs在成脂诱导剂作用下向脂肪细胞分化的数目减少、细胞内甘油三酯含量降低,脂肪细胞分化转录因子C/EBPα和PPARγ的表达受到抑制。以上结果表明,激活Wnt/β-catenin信号通路能明显抑制猪AMSCs向脂肪细胞分化,其抑制作用可能是通过下调脂肪细胞分化转录因子PPARγ和C/EBPα的表达来实现的。     

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。     

鹿茸MSCs软骨分化过程WNT信号基因的表达与分析

TGF-β信号是刺激骨形成重要的旁分泌信号通路,Wnt信号是细胞生长和分化的重要通路,为探究两信号通路对鹿茸间充质干细胞软骨分化的影响,实验利用10 ng/mL TGF-β1刺激鹿茸间充质干细胞软骨分化,利用定量PCR与Westernblot技术检测分化过程Wnt家族16个生长因子及通路关键基因DKK1和β-catenin的表达变化。结果表明:刺激后第7天细胞开始分泌软骨的表面标志物,软骨分化开始,至第21天骨分化开始;分化过程中检测到Wnt3、Wnt4和Wnt5A 3个Wnt家族生长因子的表达,且Wnt3与Wnt5A基因的表达趋势相近,即在刺激后的第21天达到最高;Wnt4基因表达从软骨与骨的形成阶段呈上调表达趋势,DKK1基因在软骨发育的关键时期即第21天高表达,而β-catenin作为信号通路的枢纽在该时间点呈下调表达。由此可见,Wnt信号通路对塔里木马鹿茸MSCs软骨分化起重要的调控作用,Wnt家族的Wnt3和Wnt5A基因对软骨分化有重要作用影响,而Wnt4基因对软骨骨化有重要影响。     

胰高血糖素样肽-2促进细胞增殖、抑制细胞凋亡的分子机制

胰高血糖素样肽-2(GLP-2)是近年发现的一种由肠道L细胞分泌的功能性小肽,对胃肠道具有特异性的调节功能,能通过刺激肠细胞的增殖,抑制肠细胞凋亡和水解而增加肠绒毛高度、黏膜厚度及肠道重量等,进而影响肠道正常的结构和功能.GLP-2对肠细胞增殖、凋亡的调节涉及多种细胞信号传导途径,主要有G蛋白偶联的环化一磷酸腺苷/蛋白激酶A(cAMP/PKA)或磷脂酰肌醇-3激酶/Akt(PI-3K/Akt)途径、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)参与的Wingless(Wnt)/β-连环蛋白(β-catenin)途径、酪氨酸蛋白激酶介导的细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)等信号通路,其中以G蛋白偶联的信号途径为主要途径.这些途径相互协调,共同调控肠上皮细胞的稳态发育和肠道适应.本文将对GLP-2影响细胞增殖、凋亡的分子机制作一综述,为深入认识GLP-2的作用机理提供参考.     

Wnt/β-连环蛋白信号通路在哺乳动物子宫发育中的调控作用及其机制

机体内生理活动程序化的有序运行均依赖于不同信号传导通路之间的相互协调,其中Wnt(名称来源于果蝇无翅基因Wingless和小鼠致癌基因int-1)信号通路受到学者们的广泛关注,已经成为分子生物学和细胞生物学领域的研究热点。本文研究了Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路在哺乳动物子宫发育中的调控作用及其机制,综述了糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)、结肠腺瘤样息肉基因(APC)、支架蛋白(Axin)和成骨细胞抑制因子(Dkk)对Wnt/β-catenin信号通路的调控机制及Wnt/β-catenin信号通路的核内激活,旨在进一步揭示子宫内调节机制,并为子宫疾病的治疗提供借鉴。     

孕酮对奶牛子宫内膜上皮细胞Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白表达的影响

为研究孕酮对奶牛子宫内膜上皮细胞Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白表达的影响,本试验以原代奶牛子宫内膜上皮细胞为材料,添加不同浓度孕酮(0、1、3、5 ng/mL)对其培养,采用CCK-8法检测孕酮对细胞增殖的影响;免疫印迹法检测孕酮对Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白表达的影响。结果表明:与对照组相比,添加1、3 ng/mL孕酮组奶牛子宫内膜上皮细胞增殖率提高(P>0.05),5 ng/mL孕酮组细胞增殖率降低(P>0.05);与对照组相比,1 ng/mL和3 ng/mL孕酮组Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白β-catenin、cyclin D1和c-Myc的表达水平均升高(P<0.01),而5 ng/mL孕酮则抑制了β-catenin的表达(P<0.05),且cyclin D1和c-Myc蛋白表达较3ng/mL孕酮组有下降趋势(P>0.05)。综上,高浓度孕酮抑制了体外培养的原代奶牛子宫内膜上皮细胞Wnt/β-catenin信号通路的激活和表达,提示该信号通路参与了奶牛产后子宫复旧延迟进程,为进一步研究奶牛子宫内膜的发病机制提供思路。     

JAK/STAT信号通路在肠黏膜再生及调节辅助性T细胞应答中的研究进展

肠道是机体内外环境的交汇点，易遭受各种有毒有害物质的刺激，导致上皮结构受损、功能紊乱和微生态失调，进而造成畜禽生长性能下降，经济效益降低。位于隐窝基底部的肠道干细胞（intestinal stem cell，ISCs）驱动的肠上皮细胞更新是维持上皮结构的动力所在，也是肠道损伤修复的必要途径。ISCs活性受微环境中各种分子信号的协同调控，而Janu激酶/信号转导与转录激活子（JAK/STAT）通路是多种细胞因子信号转导的共同途径。这些细胞因子可结合细胞膜上酪氨酸激酶相关受体，激活JAK，促进STAT磷酸化并入核，引起周期相关蛋白和抗凋亡蛋白等靶基因的转录，从而控制ISCs增殖、凋亡和分化命运，维持隐窝绒毛轴的有序结构。此外，ISCs周边的辅助型T细胞（Th细胞）通过分泌白细胞介素（interleukins，ILs）和干扰素（interferons，IFNs）与ISCs胞内的JAK/STAT信号通路串联，以实现肠细胞对损伤刺激做出快速应答，加速肠道干细胞分裂，促使肠上皮再生。作者重点阐述了JAK/STAT介导ISCs维持肠上皮结构与功能完整性以及Th细胞如何调节ISCs向功能细胞分化的作用机制，介绍了某些畜禽疾病发生时该信号通路的异常变化，并指出在下一步研究中可将肠道类器官等新兴研究模型纳入动物肠道发育和疾病诊断的研究和实践中。对JAK/STAT的精准调控，有望揭示隐窝-绒毛轴更新规律，为建立科学的营养调控技术方案、改善畜禽肠道及机体健康水平提供理论依据。     

糖原合酶激酶-3介导β-catenin抑制猪流行性腹泻病毒的增殖

糖原合成酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,能够促进细胞内多种蛋白质的磷酸化,从而参与调控细胞的多种抗病毒功能。其中β-catenin是GSK-3信号通路下游的一个重要转录调节因子,能够被GSK-3磷酸化,磷酸化的β-catenin能够被细胞内泛素化蛋白酶体降解途径降解。为探究GSK-3/β-catenin在猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhoea virus,PEDV)复制过程中所发挥的作用,本研究通过在Marc-145细胞上分别抑制GSK-3的活性和Wnt/β-catenin通路后感染PEDV,检测结果显示,抑制GSK-3的活性后,β-catenin含量增加,并且能够抑制PEDV的增殖;抑制Wnt/β-catenin通路后,β-catenin含量降低,促进PEDV在Marc-145细胞上的增殖。结果表明,PEDV感染Marc-145细胞后,宿主细胞能够下调GSK-3的活性,并进一步上调β-catenin的含量,从而抑制病毒在细胞内的增殖。本研究从分子层面上解释了GSK-3介导β-catenin在病毒复制过程中的作用,为PED的防控与治疗提供了一定的指导意义。     

Wnt/β-catenin通路激动剂-LiCl对3T3-L1细胞Villin 2表达的影响

试验旨在探究Wnt/β-catenin通路激动剂-Li Cl对3T3-L1细胞Villin 2表达的影响,明确Villin 2在脂肪生成中是否与Wnt/β-catenin信号通路相关。培养3T3-L1细胞,分别设置对照组和20 m M Li Cl处理组,油红O染色观察3T3-L1细胞分化的形态变化;荧光定量(PCR)检测Villin 2 mRNA水平的变化。结果表明:20 m M Li Cl处理组相对于对照组显著抑制3T3-L1细胞分化;在3T3-L1细胞分化过程中和完全分化后20 m M Li Cl处理组的Villin 2 mRNA相对表达量都显著高于对照组(P0.05)。因此,20 m M Li Cl能在3T3-L1细胞中成功激活Wnt/β-catenin信号通路,Villin 2在3T3-L1细胞分化过程中和完全分化后都是作为一个下调基因起抑制脂肪生成的作用,并且Villin 2与Wnt/β-catenin信号通路相关。     

β-catenin对绒山羊毛囊发育的影响

毛囊广泛存在于动物皮肤的表面,是一个形态和结构较为复杂的皮肤附属器官,它控制着毛发的生长,具有自我更新和周期性生长的特点.已有的研究结果显示Notch、BMP、Shh、Wnt等多种信号途径参与毛囊发育和周期维持,其中对Wnt信号的研究过去主要集中在胚胎发育和肿瘤发生,近年来有研究显示Wnt蛋白在维持毛囊生长中同样具有重要作用[1],进一步研究发现Wnt蛋白功能的发挥是通过β-catenin来实现的.     

甲氨蝶呤通过抑制Wnt/β-catenin信号通路诱导小鼠肠道损伤

研究旨在探讨甲氨蝶呤(methotrexate, MTX)对小鼠肠上皮更新的影响及其机理。选用体重相近的5～6周龄的昆明小鼠64只,随机分为两组,每组设32个重复,每个重复1只小鼠,连续2 d分别腹腔注射生理盐水和50 mg/kg BW MTX溶液,并于注射后72 h处死小鼠;同时用0.025、0.05、0.10μM和0.20μM MTX处理小鼠结肠癌细胞系CMT-93。结果表明,MTX可显著降低小鼠平均日采食量、日饮水量和日增重(P0.05);显著降低十二指肠、空肠和回肠肠重(P0.05),其中空肠肠重降低幅度最大,达到28.14%;MTX导致小鼠空肠绒毛顶部上皮细胞脱落,绒毛高度显著降低(P0.05),固有层裸露,隐窝增生明显,隐窝深度显著增加(P0.05),绒毛高度/隐窝深度比值显著降低(P0.05);空肠中ZO-1、Occludin、β-catenin和PCNA蛋白质表达显著降低(P0.05),Caspase-3蛋白质表达显著增加(P0.05);0.025、0.05、0.10μM和0.20μM MTX处理CMT-93细胞24 h即可显著抑制其增殖活性(P0.05),且抑制效果呈剂量依赖性;0.025μM和0.05μM MTX显著降低CMT-93细胞跨膜电阻值(P0.05)和ZO-1、Occludin、β-catenin、PCNA蛋白质表达(P0.05),增加Caspase-3蛋白质表达。结果提示,MTX降低Wnt/β-catenin信号通路活性,抑制肠上皮细胞增殖,促进其凋亡,破坏肠道屏障功能,诱导肠道结构损伤。     

Wnt信号调控骨骼肌生长、发育与再生的机制北大核心CSCD

Wnt信号是一个复杂的蛋白质作用网络,参与调控机体生长、发育、再生等多个生物学过程。骨骼肌是一种动态多样化组织,是动物体维持正常生长、发育必不可少的组成部分,其生长、发育与再生过程受多重因素调控。Wnt信号作为其中一种调控因素,主要通过诱导胚胎期骨骼肌的发生以及激活骨骼肌卫星细胞来调控骨骼肌的生长、发育与再生。近些年来,Wnt信号在骨骼肌生长发育过程中的作用及机制已引起人们的广泛关注,本文系统综述了Wnt信号在骨骼肌发育、自我更新以及肌纤维形成中的作用,旨在为畜牧业生产以及肌肉疾病的治疗提供理论依据。     

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。