黑色素细胞中MITF相关信号通路调控因子的研究进展

小眼畸形相关转录因子(MITF)是一种含有碱性螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链结构的转录因子,它是黑色素细胞色素沉积的主要调节因子。MITF基因的突变会引起黑色素细胞产生缺陷,进而产生一些与黑色素相关的疾病,更有甚者会引起恶性肿瘤。了解MITF的分子机制及其相关通路将为这些疾病治疗方法提供线索。MITF参与黑色素细胞的分化、生长和存活,涉及多种信号通路。许多生长因子信号通路也参与MITF在蛋白质与启动子水平上的调节。本文总结了几种在黑色素细胞中MITF相关生长因子的信号通路。     

黑色素形成调控机理及乌骨绵羊黑色素沉积候选基因研究进展

黑色素(melanin)产生于黑色素细胞,是由酚类或吲哚类物质氧化聚合而成的不易溶于水的聚合体,广泛存在于微生物和动植物机体,具有消除自由基、抗氧化、抑制病毒感染、激活免疫系统、提高机体免疫力、延缓衰老等生理功能。酪氨酸在酪氨酸酶作用下生成多巴,多巴经过系列复杂的生物学反应形成黑色素。现有研究发现,多种信号通路(α-MSH/MC1R/cAMP信号通路、Wnt/β-catenin信号通路、PI3K/Akt/GSK3β信号通路、MAPK信号通路等)及相关调控因子(MITF、MC1R、TYR等)参与了黑色素的形成过程。一般认为,哺乳动物黑色素细胞主要分布于皮肤和毛囊组织,而乌骨绵羊的内脏组织也能存在大量黑色素细胞,其形成机制尚不明确。乌骨绵羊的乌质性状是重要的经济性状,与其营养和药用价值密切相关,受机体组织黑色素沉积程度的影响。文章简述了黑色素的理化性质、生物功能及其合成路径,回顾了近年来发现的调控动物机体黑色素合成的信号通路及其作用机理,总结了影响乌骨绵羊黑色素沉积和分布规律相关候选功能基因的研究现状,以期为深入研究黑色素沉积调控机理及候选功能基因应用于生产实践提供参考。     

黑色素细胞调控小眼畸形相关转录因子的研究进展

黑色素细胞的主要功能是合成黑色素。黑色素是皮肤受紫外线照射后"自我保护"形成的产物,在黑色素细胞的亚细胞器—黑素小体中合成。黑色素的形成过程受到了许多基因的调控,其中小眼畸形相关转录因子(MITF)对黑色素细胞发育、增殖和存活至关重要。本文首先对MITF基因的结构和功能进行介绍,其次对MITF参与的相关分子信号通路,以及MITF在黑色素细胞的生长发育、黑色素的合成的影响进行综述,最后概述了MITF在人类中的突变影响,并对未来的研究方向进行展望。有助于探明哺乳动物黑色素的合成的分子机制,为哺乳动物毛色的形成提供理论依据。     

动物黑色素细胞及其相关性状形成机制的研究进展

黑色素细胞是合成黑色素的细胞，由其前体细胞黑色素母细胞分化而来，胚胎期黑色素母细胞的形成有两次，一次是具有黑色素细胞特性的神经嵴细胞沿背外侧迁移而形成，另一次是由沿腹侧迁移的神经嵴细胞亚细胞雪旺氏细胞前体（Schwann cell precursors，SCPs）受到某种信号诱导后形成，这是皮肤中黑色素细胞形成的主要方式。黑色素细胞的形成与动物毛发颜色及其他重要经济性状密切相关，其形成的增多或减少，异位形成或异位侵袭均可能导致相应的疾病，但脊椎动物中具有典型黑色素细胞异位形成特征的乌骨鸡却繁衍至今，而且是重要的食用和药用经济动物。探索黑色素细胞的形成及其对相关性状的影响不但能为动物经济性状育种提供相关理论基础，也可为相关疾病的治疗提供理论依据。作者从黑色素细胞的来源及其形成过程中参与的信号因子来探讨其形成机制，并对黑色素细胞相关性状的形成机制尤其是乌质性状进行综述。     

动物黑色素细胞及其相关性状形成机制的研究进展

黑色素细胞是合成黑色素的细胞,由其前体细胞黑色素母细胞分化而来,胚胎期黑色素母细胞的形成有两次,一次是具有黑色素细胞特性的神经嵴细胞沿背外侧迁移而形成,另一次是由沿腹侧迁移的神经嵴细胞亚细胞雪旺氏细胞前体(Schwann cell precursors,SCPs)受到某种信号诱导后形成,这是皮肤中黑色素细胞形成的主要方式。黑色素细胞的形成与动物毛发颜色及其他重要经济性状密切相关,其形成的增多或减少,异位形成或异位侵袭均可能导致相应的疾病,但脊椎动物中具有典型黑色素细胞异位形成特征的乌骨鸡却繁衍至今,而且是重要的食用和药用经济动物。探索黑色素细胞的形成及其对相关性状的影响不但能为动物经济性状育种提供相关理论基础,也可为相关疾病的治疗提供理论依据。作者从黑色素细胞的来源及其形成过程中参与的信号因子来探讨其形成机制,并对黑色素细胞相关性状的形成机制尤其是乌质性状进行综述。     

成纤维细胞生长因子信号通路在小鼠牙齿发育中的表达及其作用

小鼠牙齿发育是一个外胚层来源的上皮和神经嵴来源的间充质相互作用的过程.在这个相互作用过程中,成纤维细胞生长因子(FGFs)信号通路在牙齿发生位置的确定,牙齿发育的起始、细胞的增殖分化和牙齿的形态建成等方面都发挥着重要作用.该家族由23个配体(Fgf1-23)组成,通过4种特异性受体(FGFR1-4)来发挥作用.本文综述FGFs信号通路的配体和受体在小鼠牙齿发育中具体的表达模式及其作用.     

microRNA调控动物毛色和肤色的研究进展

黑色素细胞对于毛色和肤色的形成具有至关重要的作用。黑色素细胞由胚胎时期的神经嵴干细胞分化而来,在成熟黑色素细胞内通过一系列复杂的酶催化反应最终生成黑色素,从而决定动物的毛色和肤色。黑色素的生成过程复杂,受到一些转录因子、激素、信号通路分子协同调控。microRNA(miRNA)是一类长约22nt的内源性非编码RNA,主要通过抑制转录后的翻译过程来调控基因表达。越来越多的研究表明,miRNA与黑色素生成相关。本文对黑色素沉积相关的miRNAs的挖掘和鉴定工作以及miRNAs调控毛色和肤色的研究进展进行综述。     

黑色素细胞相关调控因子研究进展

黑色素细胞是皮肤组织中的一种特殊细胞,黑色素细胞能够产生黑色素并且传递给周围的角质细胞。黑色素传递并停留在这些角质细胞中,能够防止光线辐射对染色体产生损伤,对细胞产生一定的保护作用。黑色素的合成受到许多复杂的调控因子的调控,小眼畸形转录因子在调控黑色素的合成及黑色素细胞的迁移和生存起着非常重要的作用。在小鼠中,干细胞因子或者是它的感受器c-Kit的突变会导致黑色素细胞异常表型。黑色素细胞通过福斯匹林和α黑色素细胞刺激素与黑素皮质素受体结合刺激黑色素的生成;刺鼠信号蛋白会抑制酪氨酸蛋白酶的活性,进而减少黑色素的产量。WNT信号对于神经嵴细胞分化为黑色素细胞有影响,影响黑色素细胞的数量进而影响黑色素的产量。促肝细胞生长素是酪氨酸激酶的感受器,能够促进和保持黑色素细胞产生黑色素的活性。控制合成内皮缩血管肽的受体及配体EDN3的基因的突变会导致黑色素细胞的缺失。     

Nkx2-5基因的克隆及其与黑色素细胞黑色素生成相关性的研究

本实验旨在探究Nkx2-5基因在小鼠黑色素细胞中是否表达,同时通过生物信息学的方法预测其是否与调控黑色素生成的基因有相互作用。结果表明:转录因子Nkx2-5在小鼠黑色素细胞中表达,其编码的蛋白作为转录因子与下游基因作用的主要位点在144~196位氨基酸残基处,且其在黑色素生成中的关键基因MITF、TYR、TYRP1、TYRP2的启动子中都有作用位点,同时Nkx2-5蛋白与对神经嵴分化有重要影响的Hand1、Hand2存在相互作用,故可以推测转录因子Nkx2-5在黑色素细胞的黑色素生成中发挥着重要的作用,进而为从分子水平解释动物被毛白化的发病机理提供新的思路。     

EDA基因及其信号通路在动物皮肤毛囊发育中作用研究进展

EDA基因的突变会引起多种外胚层附属物的减少或是缺乏,像头发、牙齿、汗腺、皮脂腺和乳腺等外胚层附属物的生长发育,都需要EDA的参与。EDA信号通路在多种类型毛囊的发生、毛干的形成和皮脂腺的形态发生中发挥作用,它可控制胚胎上皮细胞的命运,调控毛囊细胞的分化过程。作者简述了EDA基因及其信号通路与动物毛囊发育的关系,介绍了EDA基因的功能和蛋白分子结构,以及它主要的两种转录体EDA1和EDA2的功能与作用机制,EDA1-EDAR系统在皮肤衍生结构的发育中发挥主要作用,EDA1和EDAR的突变均会导致HED。阐述了EDA基因信号通路调控毛囊组织生长发育机理以及与多个信号通路的关联,EDA信号可控制毛囊生长期到退行期的转换,对毛囊循环周期中退行期毛囊角质细胞的细胞凋亡起调控作用。EDA-EDAR系统是对皮肤附属器官发育有重要作用的Wnt信号通路的一个重要的效应器,其紧接着出现在Wnt诱导信号的下游。它依靠下游的NF-κB通路的活动来调控靶基因,通过刺激NF-κB调整Wnt、SHH、FGF、和TGF-β信号通路的效应器和抑制因子的转录来发挥作用,调控上皮细胞和间充质细胞还包括组织内的相互作用。结论认为EDA信号通路参与毛囊细胞的发育与分化调控,对动物毛囊生长发育起重要影响作用。     

骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化过程中关键信号通路的作用

骨骼肌卫星细胞被认为是成体骨骼肌细胞成肌分化的唯一干细胞来源,一般处于静息状态。在受刺激后,骨骼肌卫星细胞可通过关键信号通路活化、增殖并分化成为肌细胞,从而参与骨骼肌的形成及损伤修复。信号通路普遍的介入了骨骼肌卫星细胞增殖与分化的过程。其中如Wnt和mTOR信号通路通过级联放大调节卫星细胞活动;Notch以及P38 MAPK信号通路被认为与卫星细胞静息状态关系密切;JAK/STAT信号通路能在不同阶段引起卫星细胞不同特异性反应。这些信号通路相互联系、共同作用,进而影响骨骼肌卫星细胞的生长发育及修复能力。本文拟从Wnt、Notch、P38 MAPK、mTOR、JAK/STAT等关键信号通路对骨骼肌卫星细胞增殖与分化作用的相关研究进展进行综述,为进一步研究骨骼肌形成及肌肉发育相关疾病分子机制奠定基础。     

小鼠黑色素细胞沉默及过表达色素上皮衍生因子对黑色素合成的影响

旨在研究色素上皮衍生因子(pigment epithelium-derived factor, PEDF)与黑色素合成调控因子之间的互作关系，探索PEDF对黑色素细胞活力和黑色素合成的调控作用，为研究动物毛色形成机制提供基础。本研究将PEDF siRNA及PEDF过表达载体分别转染小鼠黑色素细胞，对黑色素细胞活力、黑色素含量进行检测，采用qRT-PCR、Western blotting及细胞免疫荧光对PEDF、Wnt1、Wnt3α、MITF和β-catenin的表达和定位进行检测。黑色素细胞PEDF沉默后，黑色素细胞的细胞活力增强，黑色素含量增加，Wnt1、Wnt3α、MITF和β-catenin的mRNA和蛋白表达量升高；黑色素细胞PEDF过表达后，黑色素细胞活力减弱，黑色素含量减少，Wnt1、Wnt3α、MITF和β-catenin的mRNA和蛋白表达量降低。细胞免疫荧光结果显示：PEDF、Wnt1、MITF、β-catenin表达于黑色素细胞的细胞质；Wnt3α表达于黑色素细胞的细胞质和细胞膜。本研究证实：PEDF使黑色素细胞活力减弱，可通过下调促黑色素生成相关的因子Wnt1、W...     

经典BMP信号通路与哺乳动物肺器官发育

肺器官发育是上皮和间充质相互作用的过程,由多条信号通路共同调控。已知经典BMP信号通路调控了细胞的增殖、凋亡及分化过程,对哺乳动物肺器官形态发生极为重要。在小鼠等模式生物上研究发现,它参与了哺乳动物肺器官发育的调控过程。本文综合了近年来经典BMP信号通路成员在哺乳动物肺器官发育过程中的表达变化、作用功能及表达异常可能诱发的肺部疾病,以期为研究经典BMP信号通路调控人类肺器官发育的分子机制及相关肺部疾病的诊治奠定基础。     

绵羊卵泡发育过程中关键信号通路研究进展

卵泡从原始卵泡发育为成熟卵泡，直至排卵、黄体发育等过程都受到精密的调控，产生大量的优势卵泡是绵羊产多羔及实现快速扩繁的关键因素。研究发现，相关信号通路和转录因子通过影响绵羊卵泡中卵母细胞、颗粒细胞的生长，进而调控卵泡的发育成熟，对这些信号通路进行深入了解，有助于探索卵泡发育的调控机制，早日实现绵羊高效繁育。Notch是卵泡发育过程中发挥重要作用的高度保守信号通路，PI3K/AKT/mTOR信号通路各成员都是广泛存在于细胞内的信号转导分子，在卵泡发育早期发挥了主要作用，还有间隙连接（gap junction，GJ）和跨带突触（transzonal projections，TZPs）等物理连接方式，在细胞间的交流通讯起到重要作用。作者详细介绍了Notch信号通路、PI3K/AKT/mTOR信号通路、间隙连接及跨带突触的结构功能在绵羊卵泡发育中的调控作用，为进一步探明绵羊卵泡发育的调控机制提供参考。     

CDK5对羊驼皮肤黑色素细胞TYR和MITF mRNA表达的调节

为了证实CDK5是否参与羊驼毛色的形成,本研究主要对CDK5在羊驼黑色素细胞中调节TYR和MI TF的表达进行了研究.本研究首先采用免疫组织化学方法检测CDK5在羊驼皮肤黑色素细胞中的定位,再通过脂质体将CDK5转染于羊驼皮肤黑色素细胞,之后通过Western blot和qRT-PCR的方法检测转染后黑色素细胞中CDK5蛋白、TYR和MITF mRNA的表达.免疫组化结果显示CDK5位于黑色素细胞的胞质和细胞核内;Western blot结果显示转染组黑色素细胞中CDK5蛋白表达量明显高于对照组;qRT-PCR结果显示CDK5可下调MITF的表达,同时上调TYR的表达,转染组黑色素细胞中MITF和TYR mRNA的表达水平分别是对照组细胞的0.264 9和3.931 3倍.结果揭示CDK5可能通过调节黑色素细胞核中TYR和MITF mRNA的表达,从而参与调控羊驼毛色形成.     

TGF-β/SMAD信号通路在哺乳动物卵巢发育调控中的作用研究进展

TGF-β/SMAD信号转导通路是典型的跨膜转导通路，该通路通过一组配体与受体结合，将细胞外的信号转导入细胞内，激活下游的SMAD蛋白、转录调节靶基因，从而介导配体对细胞的生物学作用。在卵母细胞成熟过程受到多种因子调控，其中一些细胞外信号通过TGF-β/SMAD信号通路发挥调控作用。TGF-β/SMAD信号通路主要通过不同的下游信号分子SMADs以自分泌/旁分泌途径方式发出信号，调控颗粒细胞增殖和卵母细胞生长，影响着卵巢发育。近年来，TGF-β/SMAD信号通路对卵巢发育的调控机制已成为生殖生理学领域研究热点之一，本文综述了TGF-β/SMAD蛋白的受体、TGF-β/SMAD信号通路，并分别从配体、调控因子以及与其他通路的作用关系的角度阐述了不同家畜TGF-β/SMAD通路在卵巢发育中的调控作用，为卵巢发育的调控机制研究提供思路，同时为畜牧业生产提供理论基础。     

猪早期胚胎发育调控相关的因子

早期胚胎发育指的是着床前阶段胚胎所经历的生长和分化过程。猪早期胚胎发育过程是由多种作用因子共同调节着床前胚胎的生长和分化,从而保证胚胎的正常发育。在此过程中,相关因子的调控起着关键性的作用,不仅可以促进胚胎正常的着床,也能够诱导功能异常的胚胎凋亡,降低子代的畸形率。本文主要对几类与调控相关的因子作简要概述,以说明其在猪早期胚胎发育过程中所发挥的功能性作用,同时也为相关学者提供简单的参考。     

丝裂原活化蛋白激酶信号通路及其与热应激反应的关系

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)信号通路存在于所有生物体内的大多数细胞内,是哺乳动物细胞重要的信号转导通路,可将细胞表面信号刺激转导至细胞及其核内,与细胞增殖、存活、分化、凋亡等生理病理过程密切相关。在机体发生热应激时,MAPKs信号途径被激活,调控机体产生一系列生物学功能变化。作者综述MAPKs信号转导通路的激活机制和生物效应,重点阐述了MAPKs通路与热应激反应之间的关系。